一、自動(dòng)扶梯概述

隨著國內(nèi)生活水平以及工業(yè)化程度的提高，自動(dòng)扶梯的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。自動(dòng)扶梯又稱扶手扶梯，是商場、車站、碼頭、機(jī)場、賓館等公共場合常用工具。由于技術(shù)、資金等原因，現(xiàn)有扶梯很多采取星三角啟動(dòng)方式，啟動(dòng)完成后，扶梯一直處于全速運(yùn)行狀態(tài)，某些場合扶梯每天高速運(yùn)轉(zhuǎn)12小時(shí)以上。這些扶梯存在以下問題：

（1）由于扶梯經(jīng)常處于高速運(yùn)行狀態(tài)，其曳引電機(jī)耗電量嚴(yán)重，運(yùn)營成本高，電能浪費(fèi)嚴(yán)重；

（2）扶梯長期高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輔助機(jī)械磨損非常嚴(yán)重,需要大量的易損件進(jìn)行更換,維護(hù)成本較高；

（3）星三角啟動(dòng)方式，電機(jī)啟動(dòng)電流大，對電網(wǎng)沖擊很大，且加速了電機(jī)線圈的老化，減少了電機(jī)運(yùn)行壽命。

自動(dòng)扶梯的變頻節(jié)能運(yùn)行與傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)相比，不僅節(jié)能明顯，而且大大減少扶梯配件的磨損，延長使用壽命。因此對扶梯進(jìn)行變頻節(jié)能改造，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

二、節(jié)能運(yùn)行原理

在無人的情況下，自動(dòng)扶梯全速運(yùn)轉(zhuǎn)浪費(fèi)大量的能源，因此，我們設(shè)想，如果能讓自動(dòng)扶梯自動(dòng)檢測到空載狀態(tài)一段時(shí)間后，指令扶梯由全速運(yùn)轉(zhuǎn)減速至半速運(yùn)轉(zhuǎn)或者停止運(yùn)行，即可節(jié)約大量電能。

因此，可讓自動(dòng)扶梯根據(jù)檢測人體的紅外傳感器產(chǎn)生的信號，自動(dòng)識(shí)別是否有人經(jīng)過，當(dāng)自動(dòng)檢測到空載狀態(tài)一段時(shí)間后，讓扶梯由全速運(yùn)轉(zhuǎn)減速至低速運(yùn)轉(zhuǎn)或停機(jī)。通過此種方式，可以將此段時(shí)間的電能消耗減少30%～50%。當(dāng)有乘客踏上自動(dòng)扶梯床蓋板時(shí)，扶梯可通過設(shè)置在床蓋板入口處的光電感應(yīng)裝置自動(dòng)感知乘客的到來，在乘客踏上自動(dòng)扶梯前，通過變頻器達(dá)到全速運(yùn)行，而不影響乘客的使用。

三、改造原理

自動(dòng)扶梯（人行道）控制柜對電機(jī)的控制方式分變頻節(jié)能控制和Y-△控制。其中變頻節(jié)能控制又分“變頻非自啟動(dòng)節(jié)能”和“變頻自啟動(dòng)節(jié)能” 兩種方式；而當(dāng)變頻驅(qū)動(dòng)回路或光電檢測回路發(fā)生故障的時(shí)候，還可通過“備用運(yùn)行功能”選擇開關(guān)讓設(shè)備切換到Y-△常規(guī)控制方式。

1、變頻非自啟動(dòng)節(jié)能（快-慢-快）

（1）功能描述

通過增加變頻器來控制扶梯運(yùn)行的速度，當(dāng)梯上有乘客時(shí)，扶梯以高速運(yùn)行（例如額定速度），提高客流量；當(dāng)光電檢測探頭在一段時(shí)間內(nèi)沒有檢測到乘客通過時(shí)，扶梯開始減速轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行（例如0.1m/s，參數(shù)可調(diào)），此時(shí)一直處于待機(jī)運(yùn)行中。

運(yùn)行狀態(tài)描述：變頻控制，無人時(shí)低速，有人時(shí)高速，時(shí)序如下：

高速運(yùn)行時(shí)間記為TQ，可設(shè)置，具體時(shí)間根據(jù)梯的提升高度和速度而定。

運(yùn)行步驟示意如下：

①???? 當(dāng)扶梯上電停止等待，有運(yùn)行命令時(shí)，此時(shí)扶梯以低速開始運(yùn)行進(jìn)入待機(jī)等待。

②???? 下機(jī)房乘客檢測裝置檢測是否有人通過，當(dāng)有人通過時(shí)，控制器內(nèi)部的高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為TC）清零，此時(shí)扶梯開始緩慢加速至高速運(yùn)行。

③???? 高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為TC）開始計(jì)數(shù)，當(dāng)TC<TQ時(shí)，若此時(shí)又有人進(jìn)入，TC又清零重新開始計(jì)數(shù)。

④???? 當(dāng)有一段時(shí)間沒人乘梯即TC ≥ TQ時(shí)，扶梯開始減速進(jìn)入低速運(yùn)行待機(jī)狀態(tài)等待，即進(jìn)入②的狀態(tài)，如此循環(huán)往復(fù)運(yùn)行。

（2）功能實(shí)現(xiàn)：圍裙開孔

通過安裝在圍裙板上的光電檢測裝置檢測是否有人乘梯，安裝位置示意圖如下。

2、變頻自啟動(dòng)節(jié)能（快-停-快）

（1）功能描述

通過變頻器來控制扶梯運(yùn)行的速度，當(dāng)梯上有乘客時(shí)，扶梯以高速運(yùn)行（例如額定速度），提高客流量；當(dāng)乘客檢測探頭在一段時(shí)間內(nèi)沒有檢測到乘客通過時(shí)，扶梯開始進(jìn)入停止運(yùn)行狀態(tài)。

??????????? 運(yùn)行狀態(tài)：變頻控制，長時(shí)間無人乘梯時(shí)停止，有人乘梯時(shí)高速運(yùn)行。

高速運(yùn)行時(shí)間記為TQ，可設(shè)置，具體時(shí)間數(shù)值根據(jù)梯的提升高度和速度而定。運(yùn)行步驟如下：

①???? 扶梯上電：此時(shí)扶梯處于停止?fàn)顟B(tài)，等待運(yùn)行中。

②???? 下機(jī)房光電檢測裝置檢測是否有人通過，當(dāng)有人通過時(shí)，控制器內(nèi)部的高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為TC）清零，此時(shí)扶梯開始緩慢加速至高速運(yùn)行。

③???? 高速運(yùn)行時(shí)間計(jì)數(shù)器（記為TC）開始計(jì)時(shí)，當(dāng)TC<TQ時(shí)，若此時(shí)又有人進(jìn)入，TC又清零重新開始計(jì)時(shí)。

④???? 當(dāng)有一段時(shí)間沒人乘梯即TC≥TQ時(shí)，扶梯開始減速至停機(jī)進(jìn)入等待中。若此時(shí)有人進(jìn)入，TC清零重新開始計(jì)時(shí)，扶梯加速至高速運(yùn)行狀態(tài)，又進(jìn)入狀態(tài)②中。

（2）自啟動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)：

圍裙開孔（同上）

以上兩種變頻自啟動(dòng)和非自啟動(dòng)方式的選擇可以通過設(shè)置控制器的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，不是通過外部的開關(guān)選擇，必須是專業(yè)人員（比如維保人員等）來設(shè)置。

3、Y—△控制的備用運(yùn)行功能

當(dāng)變頻驅(qū)動(dòng)回路或光電檢測回路發(fā)生故障的時(shí)候，還可通過“備用運(yùn)行功能”選擇開關(guān)讓設(shè)備切回原來的控制方式（即Y-△常規(guī)控制方式）。

在備用運(yùn)行工作模式下，扶梯接收到安裝于扶梯入口處的鑰匙開關(guān)啟動(dòng)信號以后，以電機(jī)Y型接法啟動(dòng)，經(jīng)3-5秒后（可通過系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置）電機(jī)以△型接法運(yùn)行并一直保持到人工手動(dòng)停梯時(shí)為止。系統(tǒng)運(yùn)行過程中不再處理光電信號。

該功能可避免變頻回路或光電檢測回路發(fā)生故障時(shí)造成的設(shè)備停用。

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四、扶梯變頻改造方案

基于原有扶梯控制系統(tǒng)，保留原控制柜，增加（外掛）廣州七喜HD700通用矢量變頻改造柜、乘客檢測裝置以實(shí)現(xiàn)扶梯客戶所需功能。

à??? 改造特點(diǎn)：

保留原有控制柜及原控制柜內(nèi)的控制器及低壓開關(guān)等外圍電器，增加變頻控制回路由廣州七喜矢量型通用變頻器負(fù)責(zé)控制，達(dá)到變頻節(jié)能控制功能。

à??? 配置：

1、主回路和控制回路改造

改造說明：

（1）主回路增加工、變頻兩主回路切換刀開關(guān)；

（2）主要增加兩接觸器KM1（變頻回路）和KM2（工頻回路）。

2、變頻器控制線接線

（1）方案1接線圖

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（2）方案2接線圖

3、參數(shù)設(shè)置

方案1（啟動(dòng)后，電梯以低速運(yùn)行，入口傳感器檢測到駛?cè)霑r(shí)，電梯啟動(dòng)并以全速運(yùn)行；當(dāng)出口傳感器檢測到駛出信號時(shí)，電梯經(jīng)過設(shè)置的延時(shí)恢復(fù)低速運(yùn)行）

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邏輯框圖

DI1接電梯入口端傳感器，DI2接電梯出口端傳感器

DI1、DI2端子有效時(shí)間需要大于5ms

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未完待續(xù)：七喜HD700變頻器扶梯改造方案(二）