自動扶梯節(jié)能運行方式探討

孫麗君 宋東皞

東芝電梯（中國）有限公司 遼寧沈陽 110000

自動扶梯的應(yīng)用范圍比較廣泛，包括大型商場、超市、機場、地鐵、賓館等各種場所。一般而言，大部分扶梯在其客流量比較大的時候，都工作于額定運行狀態(tài)，但如果在沒有乘客的時候同樣以額定速度運行，那么便具備耗能大且機械磨損嚴重以及使用壽命低的缺點。

1 節(jié)能的方式

科學(xué)技術(shù)的進步與很多國外的先進技術(shù)在不斷的被引進，而也正是因為如此，扶梯節(jié)能的方式慢慢又演變出來以下幾種類型：

（1）自動控制運行方式：將光電傳感器安裝于扶梯的上下入口位置，一旦有乘客進入，此時光電傳感器就能檢測到（距梳齒板3m左右）乘客，扶梯啟動并加速到額定速度運行，如果期間一直有乘客乘坐扶梯，那么扶梯將會一直以額定速度正常運行。然而如果在預(yù)先設(shè)定的時間范圍以內(nèi)未能檢測到有乘客進入或者是傳感器檢測到最后一個乘客離開之后，再無乘客進入，那么扶梯將會自動停止，待再有乘客進入扶梯時，扶梯再啟動運行[1]。

（2）Y—△運行方式(ECO方式)：扶梯Y一△運行方式的啟動裝置在扶梯投入到運行狀態(tài)之后，或是當扶梯處于一個空載或者是輕載狀態(tài)的時候，其扶梯控制系統(tǒng)將會把驅(qū)動器從△型運行自動切換至Y型并以此來實現(xiàn)節(jié)約耗能。如果扶梯的負載增加，那么扶梯將再度轉(zhuǎn)換成△型運行狀態(tài)。

（3）電動機軟啟動的方法：和以上兩種方法同理，采用光電感應(yīng)原理，以此來對電動機進行軟啟動。

（4）變頻運行方式：將變頻裝置增設(shè)于扶梯上，然后再根據(jù)客流量的多少自動調(diào)節(jié)扶梯的運行速度。如果扶梯沒有乘客進入，那么就會處于低速運行狀態(tài)；當扶梯的光電傳感器檢測到有乘客進入，此時扶梯就會加速，直至達到額定的運行速度并以額定速度運行，如果扶梯的光電傳感器在規(guī)定時間內(nèi)沒有再次檢測到乘客，則扶梯開始減速慢行，并維持低速運行狀態(tài)，直至乘客再度有需求截止。

依照系統(tǒng)必須要滿足的要求我們來對幾種運行節(jié)能方式進行分析：①如果自動控制運行方式節(jié)能效果比較明顯且控制方式簡單可靠，那么其所需要的費用就會比較低廉；其缺點是：一，會導(dǎo)致扶梯頻繁的啟停；二，如果扶梯在規(guī)定時間內(nèi)未檢測到乘客則會停止，那么乘客便不知道扶梯是否能夠乘坐以及扶梯運行的方向，這就不能符合國家的強制性標準。②Y一△扶梯運行方式有一定的節(jié)能效果（從理論上來講能夠節(jié)電率控制在30%左右），但如果扶梯啟動之后一直處于一種額定速度在連續(xù)運行，就促使扶梯的損耗增加；如果扶梯以慢速展開運行，那么扶梯的代步基本功能則會受到影響。③扶梯的電動機軟啟動，除會產(chǎn)生不好識別方向的缺陷之外，也會對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的干擾。④扶梯變頻運行方式的節(jié)電效果會比較好（從理論意義上分析可以節(jié)電達到60個百分點左右），它和自動運行方式相比較來講并不存在頻繁性的啟動問題，并且扶梯的磨損也比較小，與此同時，扶梯在運行中又可以提示乘客的乘梯方向。

2 扶梯節(jié)能運行的方案設(shè)計

2.1 星三角驅(qū)動

這種節(jié)能運行方案又分為“自動控制運行”和“Y一△切換運行方式”。自動控制運行方式是在扶梯上沒有乘客的時候來停止自動扶梯的運行，而如果有人乘梯時扶梯就會自動啟動，為的就是節(jié)約電能損耗。介于采用了完全性停電的方法，因此就其能源的節(jié)約而言顯得極其明顯。但是，此方法往往也會導(dǎo)致扶梯頻繁性啟制動，啟動的時候會對供電電網(wǎng)帶來沖擊，制動的時候會為抱閘等機械部件帶來損傷。扶梯采用星三角驅(qū)動則是在扶梯啟動的時候，和平常一樣按照Y接法進行啟動，但不再是通過時間原則切換成△接法運行，而是當扶梯上沒有乘客時，扶梯將一直以Y接法運行，當扶梯光電傳感器檢測到乘客時，扶梯自動切換至△接法運行，如此循環(huán)往復(fù)。兩種接法運行方式的節(jié)能方法和節(jié)能原理都比較難于給出直接的理論和答案，并且如果從理論上來對扶梯各個部分的機電耗能來作比較詳細的分析又顯得極為困難和復(fù)雜。但是在實際測試中我們得到：在空載以及接近空載的情況下，即使扶梯在運行速度方面并沒有多明顯的變化，但是就兩種接法相比較而言，Y接法運行方式有明顯的節(jié)能效果。

2.2 全變頻驅(qū)動

我們采用變頻器來驅(qū)動曳引電機，并且調(diào)節(jié)曳引電機的轉(zhuǎn)速。如果是在沒有乘客使用的時候，就要使扶梯低速運行或者停止，這樣就能很方便地實現(xiàn)節(jié)能運行。又因為扶梯對于控制精度的要求并不很高，所以變頻器實際上也可以選擇不帶編碼器的開環(huán)控制模式。但變頻器的功率必須要大于等于曳引電機功率的選用，使成本難度降到最低。當然除此之外，也要考慮到制動電阻在其扶梯比較有限的機房空間內(nèi)的散熱問題。在一些客流量比較大且自動扶梯采用兩個或者是兩個以上曳引機的場合，為了能夠更好的保證電機在運行中的同步性，全變頻方案依然是首選。當然，目前因為受到實際變頻控制技術(shù)的應(yīng)用限制，我們在控制同步電磁啟動技術(shù)時仍然需要檢測磁極的位置，因此需要采用全變頻的方案。介于行星齒輪的減速運轉(zhuǎn)效率相對傳統(tǒng)的曳引機有所提高，所以其效果也會更加明顯。

3 結(jié)語

對于扶梯的變頻節(jié)能改造技術(shù)其使用的成功也促使原來的扶梯在運行當中呈現(xiàn)出來“有人或者沒人都是一個樣”演變成了“有人或者沒人不一樣”的狀態(tài)，這樣在實現(xiàn)了自動啟停以及多段速運行的同時，又實現(xiàn)了節(jié)能，不僅提升扶梯的安全節(jié)能，又具備極其顯著的經(jīng)濟以及社會效益。對此我們都必須要知道的是，節(jié)能改造實際應(yīng)用時與生產(chǎn)力的發(fā)展分不開，因此只有適時的推行新的科學(xué)技術(shù)，才能更好的推進節(jié)能改造。