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变频器在自动扶梯上的应用设计

点击:116 日期:2019-01-05 选择字号:

       导读:变频器在自动扶梯上的应用设计  

       本文介绍了基于变频器与PLC设计的自动扶梯节能控制系统,设计了该系统的电气主电路,控制电路,控制程序。系统具有调速性能好、节能效果显著、运行安全可靠等优点。

  自动扶梯是商场﹑车站﹑机场普遍使用的一种载人提升设备,在商场两台扶梯一台作为上行,另一台作为下行,运行一段时间后就人为地进行交换,即上行的交换为下行,下行的交换为上行运SAJ变频器在自动扶梯上的应用。在运行过程中,顾客的流量在不同时段有较大的差别,有时乘自动扶梯可能一个人也没有,由于顾客到来具有随机性,也不可能在无人乘坐时将自动扶梯停止运转,未进行调速控制的自动扶梯只能以额定速度空转, 这样运行很不经济,浪费大量的电能,而且,链条、皮带磨损大、维修周期短,给正常使用带来了不少麻烦。这样,可减低链条、皮带的磨损;转速降低后,电机的输出功率大幅度减少,带来了一定的节能效果。无人乘坐的时间越长,节能的效果越显着。
  一﹑改造方案
  SAJ8000通用矢量型变频器控制自动扶梯的电机,载客运行时变频器设置为外端子控制,速度控制设置为多段方式,即设置正常运行频率(50Hz)﹑减速运行频率(15Hz)。检修(爬行)时,运行频率较低,大约在 25Hz 左右。
  1﹑传感器
  传感器为红外线传感器,安装在自动扶梯的入口处离地面 2.5m ,高的位置上,聚焦镜头对准来客的方向上,并略向下倾斜。由于上﹑下扶梯的运行方式要定时交换,因此,每一台自动扶梯的入口﹑出口都要安装红外传感器。将这两个传感器的输出接到变频器内定时器的输入端上。自动扶梯运行时,断开出口传感器的信号。
  利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度 (高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,反应快等优点。
  红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。
  红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗;利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。
  2﹑无人乘坐时电梯的减速运行。
  假定,传感器监测到有人走向扶梯,一般传感器的监测距离为 6m,地面距离大约为4.2m,人走过这段距离约需要 t0=5s 左右,这段时间内,变频器从 15Hz 运转加速到50HzCONTROL ,为安全考虑,必须在人踏上扶梯之前应完成加速,加速时间为 2s.人踏上到走下扶梯的时间为 t1.如果在时段内无人到来,经过 t2=5s 延时后,变频器降速到 15Hz 运行。
  SAJ8000 系列变频器是一款矢量控制型高性能变频器, 非常适合类似于电梯类的恒转矩位能负载, 另外,无需用 PLC,而利用变频器内置的计时单元,设置计时单元的计时时间为(t0+t1+t2),有人走进入口时,传感器信号送到计时器,计时器开始计时,在 (t0+t1+t2)秒内,无人走进入口时,经过(t0+t1+t2) 秒扶梯自动转换到低速运行;如在(t0+t1+t2)秒内有人走进入口,传感器输入的信号对计时器复位并重新开始计时,扶梯就一直以正常速度运行。
  3﹑再生能量的处理
  自动扶梯在做下行运行时,电机会进入再生发电状态,载客量越多,产生的再生能量越大。如果不对再生能量进行处理,将导致变频器频繁过压停机,有可能对乘客造成伤害。但考虑到有时可能以一台扶梯单独做下行运行,这时就采用能耗制动的方式处理再生能量。SAJ 变频器有内置制动单元,只需在 P、PB 端子上接入制动电阻即可。
  4﹑电磁抱闸
  当某种原因发生紧急停车时,不必考虑重新起动为带载起动(即人站在扶梯上起动),为安全起见,扶梯在静止时必须有制动装置,在运转时又不起制动作用。
  二、改造后的功能
  1﹑保持原有电梯的长期运行模式和的自动载客运行模式并存,用户可随时选择采用其中一种模式运行,当选择原有电梯长期运行模式时,变频器控制线路完全撤出。这样可使用户需要选择原有模式或变频器控制线路需要维护时,都可方便切换,保证了电梯正常运行。
  2﹑线路改造后,保证在任何工作模式下都能符合国家 GB-16899 关于扶手电梯安全标准的要求。
  3﹑自动载客运行模式运行时,起动、停止或速度转换平稳顺畅,无跳动感觉,舒适感较好。
  4﹑延长设备的使用寿命,减少材料的自损耗。如:电机寿命、链条的损耗、皮带磨损等。
  5、无乘客时,电梯低速运行,当有乘客到达入口时,电梯自动转入全速运行。乘客离开电梯后若再无乘客,经延时后电梯自动转回到低速运行。
  三、节能与优点
  1﹑节电
  设备安装调试一次开车成功,运行平稳、节能效果明显。改造前工频运行时每部扶梯每天耗电高达 80 度左右,变频改造后由原来的全速运行变为有人时全速运行,运行频率 50Hz ,无人时低速爬行,运行频率 15Hz,其每天用电 28 度左右度,大大降低了能耗,其节电率为65%.
  2﹑投资回报期
  自动扶梯的运转时间长,空载率高,变频调速改造后节电非常显着,而商业用电的电价又比较高,因此效益比较好
















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