變頻器在自動扶梯上的應用設計
導讀：變(bian)頻器在自動扶梯上的應(ying)用設計(ji)
; 本文介紹了基于(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)與PLC設(she)計的自動扶梯節能控制(zhi)系(xi)統,設(she)計了該系(xi)統的電(dian)氣主電(dian)路,控制(zhi)電(dian)路,控制(zhi)程序。系(xi)統具有調速性能好、節能效果顯著、運(yun)行安全可靠等(deng)優點。
自動(dong)(dong)扶梯(ti)是(shi)商(shang)場﹑車站﹑機(ji)(ji)場普遍使用的(de)(de)(de)一(yi)種載人(ren)(ren)提升設備，在商(shang)場兩臺(tai)(tai)扶梯(ti)一(yi)臺(tai)(tai)作為(wei)上行(xing)(xing)(xing)，另一(yi)臺(tai)(tai)作為(wei)下行(xing)(xing)(xing)，運(yun)行(xing)(xing)(xing)一(yi)段(duan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)后就(jiu)人(ren)(ren)為(wei)地進行(xing)(xing)(xing)交換，即(ji)上行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)交換為(wei)下行(xing)(xing)(xing)，下行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)交換為(wei)上行(xing)(xing)(xing)運(yun)SAJ變頻器在自動(dong)(dong)扶梯(ti)上的(de)(de)(de)應用。在運(yun)行(xing)(xing)(xing)過程中，顧客的(de)(de)(de)流量(liang)在不同時(shi)(shi)段(duan)有(you)(you)較大的(de)(de)(de)差別，有(you)(you)時(shi)(shi)乘自動(dong)(dong)扶梯(ti)可能(neng)(neng)一(yi)個人(ren)(ren)也沒(mei)有(you)(you)，由(you)于顧客到來(lai)具(ju)有(you)(you)隨機(ji)(ji)性，也不可能(neng)(neng)在無人(ren)(ren)乘坐時(shi)(shi)將自動(dong)(dong)扶梯(ti)停止運(yun)轉，未進行(xing)(xing)(xing)調速(su)(su)控(kong)制的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)扶梯(ti)只能(neng)(neng)以額(e)定(ding)速(su)(su)度空轉， 這樣運(yun)行(xing)(xing)(xing)很(hen)不經濟，浪費大量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)，而且，鏈(lian)條、皮帶磨(mo)損大、維修周(zhou)期短，給正常(chang)使用帶來(lai)了不少麻煩。這樣，可減低(di)鏈(lian)條、皮帶的(de)(de)(de)磨(mo)損;轉速(su)(su)降低(di)后，電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)輸出功率大幅(fu)度減少，帶來(lai)了一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)節能(neng)(neng)效果(guo)。無人(ren)(ren)乘坐的(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)越長(chang)，節能(neng)(neng)的(de)(de)(de)效果(guo)越顯著。
一﹑改造方(fang)案
SAJ8000通用矢量(liang)型變頻器(qi)控制自動扶梯的電機，載客運行時變頻器(qi)設置為外(wai)端子控制，速(su)度控制設置為多(duo)段方式，即設置正常(chang)運行頻率(lv)(50Hz)﹑減速(su)運行頻率(lv)(15Hz)。檢修(爬行)時，運行頻率(lv)較低，大(da)約在 25Hz 左右(you)。
1﹑傳感器(qi)
傳感(gan)器(qi)為紅外(wai)線傳感(gan)器(qi)，安(an)(an)裝在(zai)自動(dong)扶(fu)(fu)梯(ti)的(de)入(ru)口(kou)處(chu)離地面 2.5m ,高(gao)的(de)位置上，聚焦(jiao)鏡頭對準來客的(de)方向(xiang)(xiang)上，并略向(xiang)(xiang)下傾斜。由(you)于上﹑下扶(fu)(fu)梯(ti)的(de)運行方式要定時(shi)交換(huan)，因(yin)此，每一(yi)臺自動(dong)扶(fu)(fu)梯(ti)的(de)入(ru)口(kou)﹑出(chu)口(kou)都要安(an)(an)裝紅外(wai)傳感(gan)器(qi)。將這兩個傳感(gan)器(qi)的(de)輸出(chu)接到變頻器(qi)內定時(shi)器(qi)的(de)輸入(ru)端上。自動(dong)扶(fu)(fu)梯(ti)運行時(shi)，斷開出(chu)口(kou)傳感(gan)器(qi)的(de)信號。
利用紅(hong)外線(xian)(xian)的(de)物(wu)理性質(zhi)(zhi)來進(jin)行測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)傳(chuan)(chuan)感器。紅(hong)外線(xian)(xian)又稱紅(hong)外光，它(ta)具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhi)(zhi)。任(ren)何物(wu)質(zhi)(zhi)，只要它(ta)本身具有一定的(de)溫(wen)度(du) (高于絕對零度(du))，都(dou)能輻射紅(hong)外線(xian)(xian)。紅(hong)外線(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)感器測(ce)(ce)量(liang)(liang)時不(bu)與被測(ce)(ce)物(wu)體直接(jie)接(jie)觸，因而不(bu)存(cun)在摩擦，并(bing)且有靈(ling)敏度(du)高，反應(ying)快等優點。
紅外線(xian)傳感器(qi)包括光(guang)學系統、檢測(ce)元(yuan)件(jian)和轉(zhuan)換電(dian)(dian)路。光(guang)學系統按(an)結(jie)構不同可分為透(tou)射(she)式(shi)和反(fan)射(she)式(shi)兩類(lei)。檢測(ce)元(yuan)件(jian)按(an)工作原理(li)可分為熱敏檢測(ce)元(yuan)件(jian)和光(guang)電(dian)(dian)檢測(ce)元(yuan)件(jian)。熱敏元(yuan)件(jian)應用最多的是熱敏電(dian)(dian)阻(zu)。熱敏電(dian)(dian)阻(zu)受到(dao)紅外線(xian)輻射(she)時溫(wen)度升(sheng)高(gao)，電(dian)(dian)阻(zu)發生變化(hua)，通過轉(zhuan)換電(dian)(dian)路變成(cheng)電(dian)(dian)信號輸出。光(guang)電(dian)(dian)檢測(ce)元(yuan)件(jian)常用的是光(guang)敏元(yuan)件(jian)，通常由硫化(hua)鉛、硒化(hua)鉛、砷化(hua)銦、砷化(hua)銻、碲鎘汞三元(yuan)合金、鍺及硅摻雜等材料制成(cheng)。
紅外線(xian)傳感器常用于無接觸溫度測量(liang)，氣體成分(fen)分(fen)析和無損探(tan)傷，在醫學、軍事、空間技術(shu)和環(huan)境工程等(deng)領域得到廣泛應用。例如采用紅外線(xian)傳感器遠距離(li)測量(liang)人體表面(mian)溫度的(de)熱(re)(re)像圖，可(ke)(ke)以發現溫度異常的(de)部位，及時對(dui)疾(ji)病進行診(zhen)斷(duan)治療;利(li)用人造衛星上的(de)紅外線(xian)傳感器對(dui)地球云層(ceng)進行監視(shi)，可(ke)(ke)實現大范圍的(de)天氣預報;采用紅外線(xian)傳感器可(ke)(ke)檢測飛機上正在運行的(de)發動(dong)機 的(de)過熱(re)(re)情況等(deng)。
2﹑無人乘(cheng)坐時電梯的減速(su)運行
假(jia)定(ding)，傳感器(qi)監測(ce)到(dao)(dao)有人走向扶梯(ti)(ti)，一般傳感器(qi)的監測(ce)距離為(wei) 6m,地(di)面距離大約(yue)為(wei)4.2m,人走過(guo)這(zhe)段(duan)距離約(yue)需要 t0=5s 左右，這(zhe)段(duan)時間內，變(bian)頻器(qi)從 15Hz 運(yun)轉加(jia)速(su)到(dao)(dao)50HzCONTROL ,為(wei)安(an)全考(kao)慮，必(bi)須在人踏上扶梯(ti)(ti)之前應完(wan)成加(jia)速(su)，加(jia)速(su)時間為(wei) 2s.人踏上到(dao)(dao)走下扶梯(ti)(ti)的時間為(wei) t1.如果在時段(duan)內無人到(dao)(dao)來，經(jing)過(guo) t2=5s 延時后，變(bian)頻器(qi)降速(su)到(dao)(dao) 15Hz 運(yun)行。
SAJ8000 系(xi)列變(bian)(bian)頻(pin)器是一款矢(shi)量控制型高性能變(bian)(bian)頻(pin)器， 非常適(shi)合類似(si)于電梯類的(de)(de)(de)恒(heng)轉矩(ju)位能負載(zai)， 另外，無(wu)需用 PLC,而(er)利用變(bian)(bian)頻(pin)器內(nei)置(zhi)的(de)(de)(de)計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)單元，設置(zhi)計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)單元的(de)(de)(de)計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)間為(t0+t1+t2)，有(you)人走(zou)進(jin)入(ru)口時(shi)(shi)(shi)，傳(chuan)感器信號(hao)(hao)送(song)到計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)器，計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)器開始(shi)計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)，在(zai) (t0+t1+t2)秒(miao)內(nei)，無(wu)人走(zou)進(jin)入(ru)口時(shi)(shi)(shi)，經過(t0+t1+t2) 秒(miao)扶梯自動轉換到低速(su)運行(xing);如(ru)在(zai)(t0+t1+t2)秒(miao)內(nei)有(you)人走(zou)進(jin)入(ru)口，傳(chuan)感器輸入(ru)的(de)(de)(de)信號(hao)(hao)對計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)器復位并重新(xin)開始(shi)計(ji)(ji)時(shi)(shi)(shi)，扶梯就(jiu)一直以正常速(su)度運行(xing)。
3﹑再生能(neng)量的(de)處理
自動(dong)扶梯在做下行(xing)運(yun)行(xing)時，電(dian)(dian)機會進入再生(sheng)發電(dian)(dian)狀(zhuang)態(tai)，載客(ke)量越多，產生(sheng)的(de)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)量越大。如果不對(dui)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)量進行(xing)處(chu)理(li)，將導致變頻器頻繁過壓停機，有(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)對(dui)乘客(ke)造成(cheng)傷害。但考慮到有(you)時可(ke)能(neng)(neng)(neng)以(yi)一臺(tai)扶梯單(dan)獨做下行(xing)運(yun)行(xing)，這(zhe)時就采用能(neng)(neng)(neng)耗制(zhi)動(dong)的(de)方式處(chu)理(li)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)量。SAJ 變頻器有(you)內置制(zhi)動(dong)單(dan)元，只(zhi)需(xu)在 P、PB 端子上接入制(zhi)動(dong)電(dian)(dian)阻即可(ke)。
4﹑電磁抱(bao)閘(zha)
當某(mou)種原因發(fa)生(sheng)緊急停(ting)車(che)時(shi)，不必考(kao)慮(lv)重新起(qi)動(dong)為帶載起(qi)動(dong)(即人(ren)站(zhan)在(zai)(zai)扶(fu)梯(ti)上(shang)起(qi)動(dong))，為安(an)全起(qi)見，扶(fu)梯(ti)在(zai)(zai)靜(jing)止時(shi)必須有制動(dong)裝置(zhi)，在(zai)(zai)運(yun)轉(zhuan)時(shi)又不起(qi)制動(dong)作用(yong)。
二(er)、改造(zao)后的功(gong)能
1﹑保持原有電(dian)梯的(de)長期(qi)運(yun)行(xing)(xing)模(mo)(mo)(mo)式(shi)和的(de)自動載客運(yun)行(xing)(xing)模(mo)(mo)(mo)式(shi)并存，用戶可隨時選(xuan)擇(ze)采用其中一種模(mo)(mo)(mo)式(shi)運(yun)行(xing)(xing)，當選(xuan)擇(ze)原有電(dian)梯長期(qi)運(yun)行(xing)(xing)模(mo)(mo)(mo)式(shi)時，變頻(pin)器控(kong)制線路(lu)完全撤出。這樣可使用戶需(xu)(xu)要選(xuan)擇(ze)原有模(mo)(mo)(mo)式(shi)或變頻(pin)器控(kong)制線路(lu)需(xu)(xu)要維(wei)護時，都可方便切換，保證了電(dian)梯正常運(yun)行(xing)(xing)。
2﹑線(xian)路(lu)改(gai)造后，保證在任何工(gong)作模式下都能符合國家 GB-16899 關(guan)于扶(fu)手電(dian)梯安全標準的要求。
3﹑自動載客運行模式運行時，起動、停止或速度轉換平穩順暢，無跳(tiao)動感(gan)覺，舒(shu)適感(gan)較好。
4﹑延長設備的(de)使(shi)用壽命，減少(shao)材料(liao)的(de)自損耗(hao)。如：電機壽命、鏈條的(de)損耗(hao)、皮帶(dai)磨損等。
5、無乘客(ke)時(shi)，電梯(ti)低速運行，當有乘客(ke)到(dao)(dao)達入(ru)口時(shi)，電梯(ti)自動轉入(ru)全速運行。乘客(ke)離開(kai)電梯(ti)后若再無乘客(ke)，經延(yan)時(shi)后電梯(ti)自動轉回到(dao)(dao)低速運行。
三(san)、節(jie)能與優點
1﹑節電
設備安裝調試一次開車成功，運行平穩、節能(neng)(neng)效(xiao)果明顯。改(gai)造前(qian)工頻運行時每部扶梯每天耗(hao)電(dian)高達(da) 80 度(du)左(zuo)右，變頻改(gai)造后由原來的全速運行變為有(you)人時全速運行，運行頻率 50Hz ,無人時低(di)速爬行，運行頻率 15Hz,其(qi)每天用電(dian) 28 度(du)左(zuo)右度(du)，大大降低(di)了能(neng)(neng)耗(hao)，其(qi)節電(dian)率為65%.
2﹑投資回(hui)報期
自動扶梯的運(yun)轉時間長，空(kong)載率高，變頻調速改(gai)造后節(jie)電非常顯著，而商(shang)業用電的電價又比較高，因(yin)此效(xiao)益比較好。
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