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地铁扶梯变频调速和信息化节能技术

时间:2024-11-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:国内外的扶梯节能应用主要有无人停梯、无人爬行、星-三角转换三种模式,与信息化和变频调速技术的应用情况比较如下:无人停梯和无人爬行模式实现空载工况下的节能,星-三角转换模式实现轻载工况下的节能。而信息化和变频调速技术的应用从减低损耗和减小输出功率两方面入手,较全面地解决扶梯在各种工况下的节能问题,节能效果一般在30 %以上。

(一)技术内容

目前国内外的扶梯节能应用主要有无人停梯、无人爬行、星-三角转换三种模式。无人停梯、无人爬行模式实现空载工况下的节能,星-三角转换模式实现轻载工况下的节能,分别是靠无人乘梯工况下减速运行或提高电机在轻载工况下工作效率的方式节能,受无人乘梯时间或提高电机效率范围的限制,节能效果都在10 %以内。而信息化和变频调速技术的节能应用从减小输出功率和减低损耗两方面入手,较全面地解决扶梯在各种工况下的节能问题,节能效果一般在30 %以上,并且在启动性能、运行性能、电气性能方面全面优于上述节能模式。

信息化和变频调速技术具有如下特点:

(1)针对扶梯不宜实时调速的特点,建设性地提出以变频器的节能运行模式配合扶梯的分时段运行,较全面地解决扶梯在各种工况下的节能问题。

根据电机拖动原理:电机输入功率=输出功率+损耗(可变损耗+不变损耗),知道可以通过减小输出功率和降低损耗的方式实现扶梯的节能应用,减小输出功率的同时也降低了可变损耗。

(2)根据客流量调整扶梯的速度时刻表,实行扶梯的分时段运行。

扶梯是特种安全设备,乘客的安全始终是第一位的,应尽量减小调速的频度,而且客流很分散,不宜对扶梯进行实时调速,因此分时段运行是比较好的选择,也就是扶梯按照预先设定的速度时刻表运行。扶梯速度可以在0.13~0.65 m/s之间无级调整,时间段可任意设置,但扶梯处于空载工况时,始终以0.13 m/s速度运行,不受速度时刻表的限制。

(3)全变频调速系统,实现扶梯的无级调速控制,采用能源回馈的方式处理再生能源。

空载扶梯以0.13 m/s的速度运行(20 %额定速度),当有乘客进入探测区域时,光电感应装置立即向控制系统发出信号,扶梯开始加速直至达到默认速度。这一过程在变频器控制下逐渐地、平稳地完成,乘客并不会感觉到扶梯速度有明显的变化。在一段时间内,无乘客使用时,系统控制扶梯自动减速至0.13 m/s速度。

扶梯的整个运行过程中,驱动主机始终和变频器相连,由变频器控制其运行。扶梯控制器通过RS485接口与变频器进行数据交换,根据BAS系统下发的速度时刻表对变频器进行频率调节,实现扶梯的无级调速控制。

当扶梯减速或重载下行时,电机处于再生制动状态,特别是大提升高度的重载扶梯,经过模拟测试,其再生能源是比较大的。对于不宜采用能耗电阻的扶梯,选择能源回馈模块处理再生能源。

(4)实现管理自动化。

采用计算机、现场总线、通讯技术,为全地铁的扶梯构建一个信息共享的平台,实现在控制中心、车站控制室、维修中心远程设置扶梯的速度时刻表及系统时钟校对,扶梯运行、报警、故障信息的实时上传,实现了管理自动化。

扶梯通过485接口与BAS通讯控制器通讯,实现速度时刻表的设置、系统时钟校对以及状态信息的实时上传。

(二)主要技术性能

额定速度:0.65 m/s;

维修速度/节能速度:0.13 m/s;

理论输送能力:11 700人/h;

平均无故障时间:50 000 h;

空载运行时,梯级及盖板上方l m处噪声值不大于65 dB(A);

平和垂直振动加速度小于或等于0.5 m/s2

(三)技术特点

国内外的扶梯节能应用主要有无人停梯、无人爬行、星-三角转换三种模式,与信息化和变频调速技术的应用情况比较如下:

1. 节能效果

无人停梯和无人爬行模式实现空载工况下的节能,星-三角转换模式实现轻载工况下的节能。而信息化和变频调速技术的应用从减低损耗和减小输出功率两方面入手,较全面地解决扶梯在各种工况下的节能问题,节能效果一般在30 %以上。

2. 使用性能

信息化和变频调速技术的应用,减小对电网的冲击,乘坐更安全、舒适。

3. 智能管理

采用计算机、现场总线、通讯技术,为地铁的扶梯构建一个信息共享平台,实现远程监控功能。这是信息化和变频调速技术应用独有的功能,国内外的应用主要以干触点的方式实现远程监视功能,并不上传具体的故障代码,没有远程控制功能。

(四)适用范围及应用条件

城市轨道交通工程、交通枢纽、商场、楼宇中有节能要求的扶梯。

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