李淼

摘 要：隨著國家綠色能源和節(jié)能減排戰(zhàn)略的發(fā)展，節(jié)能降耗日益成為發(fā)展的主題。目前，大量高耗能的設(shè)備仍舊被廣泛使用，比如自動扶梯。通過分析自動扶梯運行時能耗的影響因素，提出了節(jié)能控制對策。

關(guān)鍵詞：自動扶梯；能耗；節(jié)能對策；公共交通系統(tǒng)

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0096-02

1 自動扶梯的節(jié)能需求

自動扶梯作為建筑物內(nèi)的重要傳輸設(shè)備，已在商場、博覽中心、火車站、地下通道等公共場所得到了廣泛應(yīng)用。自動扶梯在給人們提供方便的同時，也存在耗電量過大的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前扶梯在用量超過6萬臺，并正以超過10%的速度逐年增長。其中，非節(jié)能扶梯占95%以上。按1臺扶梯的功率為5.5 kW、每天運行12 h計算，每年每臺扶梯將耗電24 090 kW·h。全國每年僅扶梯一項就會消耗電能約1.3×109 kW·h，且每臺扶梯分別會有10%～40%不等的間斷性空載現(xiàn)象，這就意味著全國每年將有2×108～5×108 kW·h的電能浪費在扶梯上。

2 自動扶梯的能效測量

2.1 選測對象及其能耗限定值

本次空載能耗測量結(jié)果的評價主要參考某機電署給出的《自動扶梯能效限定值》。公共交通型自動扶梯必須同時符合以下2類情況：①公共交通型自動扶梯是公共交通系統(tǒng)的一部分，包括出口和入口處；②公共交通型自動扶梯應(yīng)適合于每星期經(jīng)常性地操作約140 h（20 h/d），且每3 h中至少有30 min在100%制動負荷下操作。

為了比較測量結(jié)果，本文統(tǒng)一選測的自動扶梯的提升高度為5 m（±0.5 m）、額定速度為 0.5m/s。

2.2 測量儀器

筆者選擇了3169-20鉗形功率計和PW3198電能質(zhì)量分析儀。初次試驗后發(fā)現(xiàn)，上述儀器均可同時測量電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)和諧波畸變率（THD），且測量精度都能滿足要求。其中，PW3198電能質(zhì)量分析儀自帶處理軟件，后期處理數(shù)據(jù)時十分方便；3169-20鉗形功率計的數(shù)據(jù)處理比較煩瑣，但價格較低。因測量樣本多、項目周期長，本次測量統(tǒng)一選用3169-20鉗形功率計。

2.3 運行功率測量點的選取

在自動扶梯的電源電路中，通?？紤]3個測量點，如圖1所示。其中，“測量點1”的測量結(jié)果為自動扶梯的控制系統(tǒng)、驅(qū)動電動機與自動扶梯其他輔助用電設(shè)備（照明、加熱裝置和自動排水裝置等）的總和；“測量點2”的測量結(jié)果為自動扶梯主電路的能耗；“測量點3”的測量結(jié)果為自動扶梯其他輔助用電設(shè)備的能耗。本次測量主要對“測量點1”進行能耗檢測，其他測量點的測量值作為參考。

2.4 測量工況

2.4.1 空載上、下運行有功功率檢測

在自動扶梯的空載狀態(tài)下，檢測其上、下運行的有功功率。該項功耗指標是自動扶梯的主要功耗指標，它反映了該臺自動扶梯的機械效率，這對實際能耗的影響最大。

2.4.2 實際運行有功功率檢測

筆者采用客流計數(shù)器和輸入有功功率實時檢測數(shù)據(jù)，得出了自動扶梯不同負載時的功耗值。

3 自動扶梯能耗的影響因素分析

3.1 減速器和傳動裝置的影響

本次測量主要選擇提升高度為5 m（±0.5m）、梯級寬度為1 000 mm和額定速度為0.5 m/s的自動扶梯。實測結(jié)果表明，減速器和傳動裝置的設(shè)計對自動扶梯的運行能耗有明顯的影響。對于本次檢測的2臺乘客流量接近的自動扶梯，其工況均為工頻不間斷運行，某置業(yè)1#自動扶梯的能耗為1.77 kW，而制造商不同的6#自動扶梯的能耗達到了4.67 kW。日系自動扶梯的減速器大多采用三角皮帶一級減速+二級斜齒輪減速，其效率高于蝸輪蝸桿和一級螺旋傘形齒+二級斜齒減速。

3.2 維保質(zhì)量的影響

自動扶梯的定期維護、保養(yǎng)和調(diào)整對其能效有較大的影響。在同廠家生產(chǎn)的相同型號且技術(shù)參數(shù)完全一致的2臺自動扶梯中，桃浦1#扶梯的空載運行功率為1.65 kW；桃浦2#梯卻達到2.19 kW，比桃浦1#扶梯高出了32.7%. 此外，在某置業(yè)擁有的2臺相同型號的自動扶梯中，科匯1#梯的上行空載運行功率為2.231 kW；科匯2#梯達到了2.777 kW，比科匯1#梯高出了24.4%. 由此可見，自動扶梯的運行能耗與維護、保養(yǎng)和調(diào)整（比如驅(qū)動鏈、梯級鏈、扶手帶的張力、梯級與裙板的摩擦、各部件的潤滑等）有關(guān)。

3.3 待機功率的影響

自動扶梯在不提供任何服務(wù)的情況下，稱之為待機狀態(tài)。待機分為2種：①鑰匙關(guān)閉。在這種情況下，扶梯可能需要給運行指示器供電，提醒乘客扶梯停止，會產(chǎn)生較小的能量損耗。②待機。扶梯自動檢測到乘客進入時，按原來的運行方向再次啟動，等乘客離開后，開始低速運行，知道在一定的時間內(nèi)沒有乘客進入后，再次進入待機狀態(tài)。在這種待機狀態(tài)下，為了快速投入運行，相應(yīng)的傳感器和驅(qū)動器件仍處于工作狀態(tài)。自動扶梯的待機能耗隨著扶梯的配置不同而不同。

4 自動扶梯的節(jié)能控制

多數(shù)扶梯在沒有乘客時仍以額定速度運行，這浪費了大量的電能。本次檢測中某地鐵站自動扶梯的空載運行功率為4.308 kW；某廣場自動扶梯的功率為4.375 kW。即使這2臺自動扶梯上24 h都沒有乘客，其耗電也高達52 kW·h。針對此情況，出現(xiàn)了許多自動扶梯節(jié)能技術(shù)。

4.1 星三角驅(qū)動

星三角（Y-△）驅(qū)動包括“自動重新啟動”和“Y-△切換”。前者是在無人乘梯時停止自動扶梯、有人乘梯時啟動扶梯的方案，可達到省電的目的。因星三角驅(qū)動采用了完全停電的方法，所以在節(jié)能方面的作用非常明顯。

4.2 全變頻驅(qū)動

全變頻驅(qū)動采用變頻器驅(qū)動曳引電機，通過變頻器調(diào)節(jié)曳引電機的轉(zhuǎn)速。可在自動扶梯上、下入口處加裝顯示器和光電感應(yīng)器，顯示器用于顯示設(shè)備當前的狀態(tài)；感應(yīng)器根據(jù)感應(yīng)結(jié)果給控制系統(tǒng)發(fā)送感應(yīng)信號。在無人使用時，設(shè)備可停運或低速運行；當有使用者時會全速運行，從而達到節(jié)能的目的。采用全變頻驅(qū)動方案，可在不同速度之間實現(xiàn)平滑切換。因扶梯對控制精度的要求不高，變頻器可選擇不帶編碼器的開環(huán)控制模式。但變頻器功率應(yīng)大于或等于曳引電機的功率，同時，制動電阻消耗再生能量需要配置功率較大的制動電阻，成本也會隨之增加。另外，還需考慮制動電阻在扶梯有限的機房空間內(nèi)的散熱問題。

4.3 旁路變頻驅(qū)動

扶梯在額定速度運行時，由50 Hz的工頻電源供電，變頻器不投入運行。當在無人乘梯一段時間后，扶梯將由工頻電源控制切換到變頻器控制，從而使扶梯低速運行或停止，達到節(jié)能的目的；當有人再次進入扶梯乘梯時，扶梯將由變頻器加速到額定速度，到達額定速度后，將由變頻器控制切換到工頻電源控制扶梯運行。

旁路變頻最大的優(yōu)點是可將乘客重力做功所產(chǎn)生的再生能量無損耗、無畸變地反饋給工頻電網(wǎng)，從而實現(xiàn)能量的再使用。同時，也實現(xiàn)了無人乘梯時低速運行或停止，達到了節(jié)能、降低噪聲和減少設(shè)備磨損的目的。變頻控制系統(tǒng)調(diào)速時較為平穩(wěn)，對機械系統(tǒng)的沖擊較小。由于在高速運行時，變頻未參與控制，所以，變頻器的功率比曳引電機的功率小。與全變頻相比，旁路變頻不需要制動電阻，從而減少了機房的發(fā)熱量。旁路變頻方案的技術(shù)難點為：為了實現(xiàn)平滑切換，需要檢測工頻電源和變頻電源的相位，當兩者相位一致時開始旁路切換，而這需設(shè)計高精度的電氣控制電路。

5 結(jié)束語

綜上所述，減速器和傳動裝置、維保質(zhì)量、待機功率等都會影響自動扶梯的能量消耗。其中，待機能耗是不容忽視的電能浪費。使用具有旁路變頻驅(qū)動和工頻自動重新啟動兩種驅(qū)動模式的自動扶梯可有效節(jié)約能量，從而達到最佳的節(jié)能效果。

參考文獻

[1]方江輝.廣州地鐵車站自動扶梯的節(jié)能及控制系統(tǒng)設(shè)計[D].廣州：華南理工大學，2010.

[2]劉志祥.淺談自動扶梯（人行道）節(jié)能改造[J].科技資訊，2012（11）.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：隨著國家綠色能源和節(jié)能減排戰(zhàn)略的發(fā)展，節(jié)能降耗日益成為發(fā)展的主題。目前，大量高耗能的設(shè)備仍舊被廣泛使用，比如自動扶梯。通過分析自動扶梯運行時能耗的影響因素，提出了節(jié)能控制對策。

關(guān)鍵詞：自動扶梯；能耗；節(jié)能對策；公共交通系統(tǒng)

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0096-02

1 自動扶梯的節(jié)能需求

自動扶梯作為建筑物內(nèi)的重要傳輸設(shè)備，已在商場、博覽中心、火車站、地下通道等公共場所得到了廣泛應(yīng)用。自動扶梯在給人們提供方便的同時，也存在耗電量過大的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前扶梯在用量超過6萬臺，并正以超過10%的速度逐年增長。其中，非節(jié)能扶梯占95%以上。按1臺扶梯的功率為5.5 kW、每天運行12 h計算，每年每臺扶梯將耗電24 090 kW·h。全國每年僅扶梯一項就會消耗電能約1.3×109 kW·h，且每臺扶梯分別會有10%～40%不等的間斷性空載現(xiàn)象，這就意味著全國每年將有2×108～5×108 kW·h的電能浪費在扶梯上。

2 自動扶梯的能效測量

2.1 選測對象及其能耗限定值

本次空載能耗測量結(jié)果的評價主要參考某機電署給出的《自動扶梯能效限定值》。公共交通型自動扶梯必須同時符合以下2類情況：①公共交通型自動扶梯是公共交通系統(tǒng)的一部分，包括出口和入口處；②公共交通型自動扶梯應(yīng)適合于每星期經(jīng)常性地操作約140 h（20 h/d），且每3 h中至少有30 min在100%制動負荷下操作。

為了比較測量結(jié)果，本文統(tǒng)一選測的自動扶梯的提升高度為5 m（±0.5 m）、額定速度為 0.5m/s。

2.2 測量儀器

筆者選擇了3169-20鉗形功率計和PW3198電能質(zhì)量分析儀。初次試驗后發(fā)現(xiàn)，上述儀器均可同時測量電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)和諧波畸變率（THD），且測量精度都能滿足要求。其中，PW3198電能質(zhì)量分析儀自帶處理軟件，后期處理數(shù)據(jù)時十分方便；3169-20鉗形功率計的數(shù)據(jù)處理比較煩瑣，但價格較低。因測量樣本多、項目周期長，本次測量統(tǒng)一選用3169-20鉗形功率計。

2.3 運行功率測量點的選取

在自動扶梯的電源電路中，通?？紤]3個測量點，如圖1所示。其中，“測量點1”的測量結(jié)果為自動扶梯的控制系統(tǒng)、驅(qū)動電動機與自動扶梯其他輔助用電設(shè)備（照明、加熱裝置和自動排水裝置等）的總和；“測量點2”的測量結(jié)果為自動扶梯主電路的能耗；“測量點3”的測量結(jié)果為自動扶梯其他輔助用電設(shè)備的能耗。本次測量主要對“測量點1”進行能耗檢測，其他測量點的測量值作為參考。

2.4 測量工況

2.4.1 空載上、下運行有功功率檢測

在自動扶梯的空載狀態(tài)下，檢測其上、下運行的有功功率。該項功耗指標是自動扶梯的主要功耗指標，它反映了該臺自動扶梯的機械效率，這對實際能耗的影響最大。

2.4.2 實際運行有功功率檢測

筆者采用客流計數(shù)器和輸入有功功率實時檢測數(shù)據(jù)，得出了自動扶梯不同負載時的功耗值。

3 自動扶梯能耗的影響因素分析

3.1 減速器和傳動裝置的影響

本次測量主要選擇提升高度為5 m（±0.5m）、梯級寬度為1 000 mm和額定速度為0.5 m/s的自動扶梯。實測結(jié)果表明，減速器和傳動裝置的設(shè)計對自動扶梯的運行能耗有明顯的影響。對于本次檢測的2臺乘客流量接近的自動扶梯，其工況均為工頻不間斷運行，某置業(yè)1#自動扶梯的能耗為1.77 kW，而制造商不同的6#自動扶梯的能耗達到了4.67 kW。日系自動扶梯的減速器大多采用三角皮帶一級減速+二級斜齒輪減速，其效率高于蝸輪蝸桿和一級螺旋傘形齒+二級斜齒減速。

3.2 維保質(zhì)量的影響

自動扶梯的定期維護、保養(yǎng)和調(diào)整對其能效有較大的影響。在同廠家生產(chǎn)的相同型號且技術(shù)參數(shù)完全一致的2臺自動扶梯中，桃浦1#扶梯的空載運行功率為1.65 kW；桃浦2#梯卻達到2.19 kW，比桃浦1#扶梯高出了32.7%. 此外，在某置業(yè)擁有的2臺相同型號的自動扶梯中，科匯1#梯的上行空載運行功率為2.231 kW；科匯2#梯達到了2.777 kW，比科匯1#梯高出了24.4%. 由此可見，自動扶梯的運行能耗與維護、保養(yǎng)和調(diào)整（比如驅(qū)動鏈、梯級鏈、扶手帶的張力、梯級與裙板的摩擦、各部件的潤滑等）有關(guān)。

3.3 待機功率的影響

自動扶梯在不提供任何服務(wù)的情況下，稱之為待機狀態(tài)。待機分為2種：①鑰匙關(guān)閉。在這種情況下，扶梯可能需要給運行指示器供電，提醒乘客扶梯停止，會產(chǎn)生較小的能量損耗。②待機。扶梯自動檢測到乘客進入時，按原來的運行方向再次啟動，等乘客離開后，開始低速運行，知道在一定的時間內(nèi)沒有乘客進入后，再次進入待機狀態(tài)。在這種待機狀態(tài)下，為了快速投入運行，相應(yīng)的傳感器和驅(qū)動器件仍處于工作狀態(tài)。自動扶梯的待機能耗隨著扶梯的配置不同而不同。

4 自動扶梯的節(jié)能控制

多數(shù)扶梯在沒有乘客時仍以額定速度運行，這浪費了大量的電能。本次檢測中某地鐵站自動扶梯的空載運行功率為4.308 kW；某廣場自動扶梯的功率為4.375 kW。即使這2臺自動扶梯上24 h都沒有乘客，其耗電也高達52 kW·h。針對此情況，出現(xiàn)了許多自動扶梯節(jié)能技術(shù)。

4.1 星三角驅(qū)動

星三角（Y-△）驅(qū)動包括“自動重新啟動”和“Y-△切換”。前者是在無人乘梯時停止自動扶梯、有人乘梯時啟動扶梯的方案，可達到省電的目的。因星三角驅(qū)動采用了完全停電的方法，所以在節(jié)能方面的作用非常明顯。

4.2 全變頻驅(qū)動

全變頻驅(qū)動采用變頻器驅(qū)動曳引電機，通過變頻器調(diào)節(jié)曳引電機的轉(zhuǎn)速?？稍谧詣臃鎏萆稀⑾氯肟谔幖友b顯示器和光電感應(yīng)器，顯示器用于顯示設(shè)備當前的狀態(tài)；感應(yīng)器根據(jù)感應(yīng)結(jié)果給控制系統(tǒng)發(fā)送感應(yīng)信號。在無人使用時，設(shè)備可停運或低速運行；當有使用者時會全速運行，從而達到節(jié)能的目的。采用全變頻驅(qū)動方案，可在不同速度之間實現(xiàn)平滑切換。因扶梯對控制精度的要求不高，變頻器可選擇不帶編碼器的開環(huán)控制模式。但變頻器功率應(yīng)大于或等于曳引電機的功率，同時，制動電阻消耗再生能量需要配置功率較大的制動電阻，成本也會隨之增加。另外，還需考慮制動電阻在扶梯有限的機房空間內(nèi)的散熱問題。

4.3 旁路變頻驅(qū)動

扶梯在額定速度運行時，由50 Hz的工頻電源供電，變頻器不投入運行。當在無人乘梯一段時間后，扶梯將由工頻電源控制切換到變頻器控制，從而使扶梯低速運行或停止，達到節(jié)能的目的；當有人再次進入扶梯乘梯時，扶梯將由變頻器加速到額定速度，到達額定速度后，將由變頻器控制切換到工頻電源控制扶梯運行。

旁路變頻最大的優(yōu)點是可將乘客重力做功所產(chǎn)生的再生能量無損耗、無畸變地反饋給工頻電網(wǎng)，從而實現(xiàn)能量的再使用。同時，也實現(xiàn)了無人乘梯時低速運行或停止，達到了節(jié)能、降低噪聲和減少設(shè)備磨損的目的。變頻控制系統(tǒng)調(diào)速時較為平穩(wěn)，對機械系統(tǒng)的沖擊較小。由于在高速運行時，變頻未參與控制，所以，變頻器的功率比曳引電機的功率小。與全變頻相比，旁路變頻不需要制動電阻，從而減少了機房的發(fā)熱量。旁路變頻方案的技術(shù)難點為：為了實現(xiàn)平滑切換，需要檢測工頻電源和變頻電源的相位，當兩者相位一致時開始旁路切換，而這需設(shè)計高精度的電氣控制電路。

5 結(jié)束語

綜上所述，減速器和傳動裝置、維保質(zhì)量、待機功率等都會影響自動扶梯的能量消耗。其中，待機能耗是不容忽視的電能浪費。使用具有旁路變頻驅(qū)動和工頻自動重新啟動兩種驅(qū)動模式的自動扶梯可有效節(jié)約能量，從而達到最佳的節(jié)能效果。

參考文獻

[1]方江輝.廣州地鐵車站自動扶梯的節(jié)能及控制系統(tǒng)設(shè)計[D].廣州：華南理工大學，2010.

[2]劉志祥.淺談自動扶梯（人行道）節(jié)能改造[J].科技資訊，2012（11）.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：隨著國家綠色能源和節(jié)能減排戰(zhàn)略的發(fā)展，節(jié)能降耗日益成為發(fā)展的主題。目前，大量高耗能的設(shè)備仍舊被廣泛使用，比如自動扶梯。通過分析自動扶梯運行時能耗的影響因素，提出了節(jié)能控制對策。

關(guān)鍵詞：自動扶梯；能耗；節(jié)能對策；公共交通系統(tǒng)

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）24-0096-02

1 自動扶梯的節(jié)能需求

自動扶梯作為建筑物內(nèi)的重要傳輸設(shè)備，已在商場、博覽中心、火車站、地下通道等公共場所得到了廣泛應(yīng)用。自動扶梯在給人們提供方便的同時，也存在耗電量過大的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國目前扶梯在用量超過6萬臺，并正以超過10%的速度逐年增長。其中，非節(jié)能扶梯占95%以上。按1臺扶梯的功率為5.5 kW、每天運行12 h計算，每年每臺扶梯將耗電24 090 kW·h。全國每年僅扶梯一項就會消耗電能約1.3×109 kW·h，且每臺扶梯分別會有10%～40%不等的間斷性空載現(xiàn)象，這就意味著全國每年將有2×108～5×108 kW·h的電能浪費在扶梯上。

2 自動扶梯的能效測量

2.1 選測對象及其能耗限定值

本次空載能耗測量結(jié)果的評價主要參考某機電署給出的《自動扶梯能效限定值》。公共交通型自動扶梯必須同時符合以下2類情況：①公共交通型自動扶梯是公共交通系統(tǒng)的一部分，包括出口和入口處；②公共交通型自動扶梯應(yīng)適合于每星期經(jīng)常性地操作約140 h（20 h/d），且每3 h中至少有30 min在100%制動負荷下操作。

為了比較測量結(jié)果，本文統(tǒng)一選測的自動扶梯的提升高度為5 m（±0.5 m）、額定速度為 0.5m/s。

2.2 測量儀器

筆者選擇了3169-20鉗形功率計和PW3198電能質(zhì)量分析儀。初次試驗后發(fā)現(xiàn)，上述儀器均可同時測量電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)和諧波畸變率（THD），且測量精度都能滿足要求。其中，PW3198電能質(zhì)量分析儀自帶處理軟件，后期處理數(shù)據(jù)時十分方便；3169-20鉗形功率計的數(shù)據(jù)處理比較煩瑣，但價格較低。因測量樣本多、項目周期長，本次測量統(tǒng)一選用3169-20鉗形功率計。

2.3 運行功率測量點的選取

在自動扶梯的電源電路中，通?？紤]3個測量點，如圖1所示。其中，“測量點1”的測量結(jié)果為自動扶梯的控制系統(tǒng)、驅(qū)動電動機與自動扶梯其他輔助用電設(shè)備（照明、加熱裝置和自動排水裝置等）的總和；“測量點2”的測量結(jié)果為自動扶梯主電路的能耗；“測量點3”的測量結(jié)果為自動扶梯其他輔助用電設(shè)備的能耗。本次測量主要對“測量點1”進行能耗檢測，其他測量點的測量值作為參考。

2.4 測量工況

2.4.1 空載上、下運行有功功率檢測

在自動扶梯的空載狀態(tài)下，檢測其上、下運行的有功功率。該項功耗指標是自動扶梯的主要功耗指標，它反映了該臺自動扶梯的機械效率，這對實際能耗的影響最大。

2.4.2 實際運行有功功率檢測

筆者采用客流計數(shù)器和輸入有功功率實時檢測數(shù)據(jù)，得出了自動扶梯不同負載時的功耗值。

3 自動扶梯能耗的影響因素分析

3.1 減速器和傳動裝置的影響

本次測量主要選擇提升高度為5 m（±0.5m）、梯級寬度為1 000 mm和額定速度為0.5 m/s的自動扶梯。實測結(jié)果表明，減速器和傳動裝置的設(shè)計對自動扶梯的運行能耗有明顯的影響。對于本次檢測的2臺乘客流量接近的自動扶梯，其工況均為工頻不間斷運行，某置業(yè)1#自動扶梯的能耗為1.77 kW，而制造商不同的6#自動扶梯的能耗達到了4.67 kW。日系自動扶梯的減速器大多采用三角皮帶一級減速+二級斜齒輪減速，其效率高于蝸輪蝸桿和一級螺旋傘形齒+二級斜齒減速。

3.2 維保質(zhì)量的影響

自動扶梯的定期維護、保養(yǎng)和調(diào)整對其能效有較大的影響。在同廠家生產(chǎn)的相同型號且技術(shù)參數(shù)完全一致的2臺自動扶梯中，桃浦1#扶梯的空載運行功率為1.65 kW；桃浦2#梯卻達到2.19 kW，比桃浦1#扶梯高出了32.7%. 此外，在某置業(yè)擁有的2臺相同型號的自動扶梯中，科匯1#梯的上行空載運行功率為2.231 kW；科匯2#梯達到了2.777 kW，比科匯1#梯高出了24.4%. 由此可見，自動扶梯的運行能耗與維護、保養(yǎng)和調(diào)整（比如驅(qū)動鏈、梯級鏈、扶手帶的張力、梯級與裙板的摩擦、各部件的潤滑等）有關(guān)。

3.3 待機功率的影響

自動扶梯在不提供任何服務(wù)的情況下，稱之為待機狀態(tài)。待機分為2種：①鑰匙關(guān)閉。在這種情況下，扶梯可能需要給運行指示器供電，提醒乘客扶梯停止，會產(chǎn)生較小的能量損耗。②待機。扶梯自動檢測到乘客進入時，按原來的運行方向再次啟動，等乘客離開后，開始低速運行，知道在一定的時間內(nèi)沒有乘客進入后，再次進入待機狀態(tài)。在這種待機狀態(tài)下，為了快速投入運行，相應(yīng)的傳感器和驅(qū)動器件仍處于工作狀態(tài)。自動扶梯的待機能耗隨著扶梯的配置不同而不同。

4 自動扶梯的節(jié)能控制

多數(shù)扶梯在沒有乘客時仍以額定速度運行，這浪費了大量的電能。本次檢測中某地鐵站自動扶梯的空載運行功率為4.308 kW；某廣場自動扶梯的功率為4.375 kW。即使這2臺自動扶梯上24 h都沒有乘客，其耗電也高達52 kW·h。針對此情況，出現(xiàn)了許多自動扶梯節(jié)能技術(shù)。

4.1 星三角驅(qū)動

星三角（Y-△）驅(qū)動包括“自動重新啟動”和“Y-△切換”。前者是在無人乘梯時停止自動扶梯、有人乘梯時啟動扶梯的方案，可達到省電的目的。因星三角驅(qū)動采用了完全停電的方法，所以在節(jié)能方面的作用非常明顯。

4.2 全變頻驅(qū)動

全變頻驅(qū)動采用變頻器驅(qū)動曳引電機，通過變頻器調(diào)節(jié)曳引電機的轉(zhuǎn)速?？稍谧詣臃鎏萆稀⑾氯肟谔幖友b顯示器和光電感應(yīng)器，顯示器用于顯示設(shè)備當前的狀態(tài)；感應(yīng)器根據(jù)感應(yīng)結(jié)果給控制系統(tǒng)發(fā)送感應(yīng)信號。在無人使用時，設(shè)備可停運或低速運行；當有使用者時會全速運行，從而達到節(jié)能的目的。采用全變頻驅(qū)動方案，可在不同速度之間實現(xiàn)平滑切換。因扶梯對控制精度的要求不高，變頻器可選擇不帶編碼器的開環(huán)控制模式。但變頻器功率應(yīng)大于或等于曳引電機的功率，同時，制動電阻消耗再生能量需要配置功率較大的制動電阻，成本也會隨之增加。另外，還需考慮制動電阻在扶梯有限的機房空間內(nèi)的散熱問題。

4.3 旁路變頻驅(qū)動

扶梯在額定速度運行時，由50 Hz的工頻電源供電，變頻器不投入運行。當在無人乘梯一段時間后，扶梯將由工頻電源控制切換到變頻器控制，從而使扶梯低速運行或停止，達到節(jié)能的目的；當有人再次進入扶梯乘梯時，扶梯將由變頻器加速到額定速度，到達額定速度后，將由變頻器控制切換到工頻電源控制扶梯運行。

旁路變頻最大的優(yōu)點是可將乘客重力做功所產(chǎn)生的再生能量無損耗、無畸變地反饋給工頻電網(wǎng)，從而實現(xiàn)能量的再使用。同時，也實現(xiàn)了無人乘梯時低速運行或停止，達到了節(jié)能、降低噪聲和減少設(shè)備磨損的目的。變頻控制系統(tǒng)調(diào)速時較為平穩(wěn)，對機械系統(tǒng)的沖擊較小。由于在高速運行時，變頻未參與控制，所以，變頻器的功率比曳引電機的功率小。與全變頻相比，旁路變頻不需要制動電阻，從而減少了機房的發(fā)熱量。旁路變頻方案的技術(shù)難點為：為了實現(xiàn)平滑切換，需要檢測工頻電源和變頻電源的相位，當兩者相位一致時開始旁路切換，而這需設(shè)計高精度的電氣控制電路。

5 結(jié)束語

綜上所述，減速器和傳動裝置、維保質(zhì)量、待機功率等都會影響自動扶梯的能量消耗。其中，待機能耗是不容忽視的電能浪費。使用具有旁路變頻驅(qū)動和工頻自動重新啟動兩種驅(qū)動模式的自動扶梯可有效節(jié)約能量，從而達到最佳的節(jié)能效果。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕