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        旁路變頻技術(shù)在扶梯節(jié)能改造中的應(yīng)用

        2021-08-20 09:42:10關(guān)輝
        商品與質(zhì)量 2021年31期
        關(guān)鍵詞:扶梯接觸器旁路

        關(guān)輝

        東芝電梯(中國)有限公司 遼寧沈陽 110168

        目前常用的扶梯變頻技術(shù)有全變頻和旁路變頻兩種,兩種控制方式的區(qū)別見下表:

        比較項(xiàng)目 全變頻技術(shù) 旁路變頻技術(shù)變頻器工作狀態(tài) 扶梯啟動(dòng)后一直工作,縮短壽命僅加減速及低速時(shí)工作,延長壽命變頻器功率選擇 大于等于電機(jī)功率,成本高 降級(jí)選擇,成本低制動(dòng)再生能量 再生能量大,需大功率制動(dòng)電阻,成本高再生能量小,用小功率制動(dòng)電阻,成本低額速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性 變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī),穩(wěn)定性略差 電網(wǎng)驅(qū)動(dòng)電機(jī),穩(wěn)定性好額速電能效率 電源通過變頻器,電源效率約95%電源不通過變頻器,電源效率100%變頻器故障時(shí) 扶梯無法運(yùn)行 扶梯可由原主回路工作,增加系統(tǒng)冗余度,可靠性高

        全變頻技術(shù):當(dāng)有乘客走近時(shí),扶梯啟動(dòng)并以額定速度運(yùn)行,當(dāng)乘客離開后扶梯轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行或停止。其主要特點(diǎn)是扶梯的整個(gè)運(yùn)行過程中電機(jī)都需要由變頻器驅(qū)動(dòng)。旁路變頻技術(shù):當(dāng)有乘客走近時(shí),由旁路變頻器拖動(dòng)扶梯運(yùn)行到額定速度,當(dāng)同步切換卡檢測到變頻器輸出電源與工頻電網(wǎng)的頻率、相位一致后,將驅(qū)動(dòng)電源切換到電網(wǎng),扶梯以額定速度運(yùn)行;乘客離開后,扶梯再切換為旁路變頻控制,減速進(jìn)入低速運(yùn)行模式或停梯。與全變頻技術(shù)相比,旁路變頻技術(shù)具有前期改造成本低,后期用電費(fèi)用低,變頻器壽命長以及變頻器故障時(shí)扶梯仍可使用原回路工作等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)在扶梯節(jié)能改造工程中大力推廣。

        1 采用旁路變頻技術(shù)的改造方法

        1.1 主回路改造原理

        老舊扶梯的控制系統(tǒng)一般以接觸器、繼電器的通斷來控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)運(yùn)行接觸器和上行接觸器動(dòng)作時(shí),電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),扶梯上行;當(dāng)運(yùn)行接觸器和下行接觸器動(dòng)作時(shí),電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),扶梯下行。對(duì)此類扶梯控制系統(tǒng)進(jìn)行旁路變頻改造,可以保留原主回路,增設(shè)一條旁路連接變頻器,并增加接觸器來控制變頻器輸出側(cè)的通斷,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的旁路變頻控制。當(dāng)需要扶梯以額定速度運(yùn)行時(shí),電網(wǎng)通過原主回路直接對(duì)電機(jī)供電;當(dāng)需要扶梯以低速運(yùn)行實(shí)現(xiàn)節(jié)能時(shí),電網(wǎng)通過旁路變頻器對(duì)電機(jī)供電。由于變頻器的輸出端不允許接入電源,因此原主回路接觸器和旁路接觸器不允許同時(shí)接通,兩個(gè)接觸器間必須安裝機(jī)械互鎖器以保證可靠的互鎖和延時(shí)。為了保證變頻器故障不影響扶梯正常工作,原回路電機(jī)線圈星、角接轉(zhuǎn)換接觸器仍需保留。旁路變頻改造原理圖見圖1。

        圖1

        1.2 控制邏輯

        1.2.1 正常運(yùn)轉(zhuǎn)模式

        首先用鑰匙開關(guān)啟動(dòng)扶梯,此時(shí)電機(jī)繞組處于星形接法狀態(tài),由變頻器(輸出頻率50Hz)驅(qū)動(dòng)完成啟動(dòng)過程,約5S(由PLC程序設(shè)定)后電機(jī)繞組切換到三角形接法狀態(tài),同時(shí)切換到電網(wǎng)直接供電工作狀態(tài)。經(jīng)過一段時(shí)間(由PLC程序設(shè)定)后,電機(jī)切換到星形接法狀態(tài),同時(shí)電機(jī)改由變頻器驅(qū)動(dòng),并將變頻器輸出頻率設(shè)定為20Hz(根據(jù)節(jié)能運(yùn)行速度值設(shè)定)。無人時(shí)保持一段時(shí)間(由PLC程序設(shè)定),若在這一規(guī)定時(shí)間內(nèi)檢測到仍然無人,則變頻器輸出頻率由20Hz減低到0Hz,扶梯停止,處于待觸發(fā)狀態(tài)。處于待觸發(fā)狀態(tài)時(shí),若有乘客順著指定的扶梯運(yùn)行方向觸發(fā)了乘客檢測器(光電開關(guān)),則扶梯自動(dòng)啟動(dòng),由變頻器(輸出頻率50Hz)驅(qū)動(dòng)電機(jī),在星形狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn),5S之后切換到三角形狀態(tài)下工作,同時(shí)切換到電網(wǎng)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)狀態(tài)。把全部乘客運(yùn)送出去后,經(jīng)過一段時(shí)間扶梯從電網(wǎng)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)狀態(tài)切換到變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)狀態(tài)(變頻器輸出頻率20Hz),同時(shí)電機(jī)繞組由三角形接法切換到星形接法。在20Hz頻率下運(yùn)行一定時(shí)間,若無人觸發(fā)乘客檢測器,則將變頻器輸出頻率從20Hz降低到0Hz。若在20Hz頻率運(yùn)行期間有人觸發(fā)乘客檢測器,立即將變頻器輸出頻率從20Hz增加到50Hz,約5S后電機(jī)繞組由星形接法切換到三角形接法,同時(shí)進(jìn)入電網(wǎng)直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)狀態(tài)。

        1.2.2 檢修操作模式

        在檢修操作模式下,用檢修盒操作扶梯運(yùn)行。扶梯一直處于變頻器驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下,電機(jī)繞組一直處于星形接法狀態(tài),變頻器輸出頻率可設(shè)定為25Hz(根據(jù)檢修速度設(shè)定)。檢修點(diǎn)動(dòng)上行和點(diǎn)動(dòng)下行速度均為25Hz對(duì)應(yīng)速度。

        2 結(jié)語

        節(jié)能環(huán)保已成為現(xiàn)代社會(huì)的趨勢。相比以往的全變頻技術(shù),采用旁路變頻技術(shù)對(duì)老舊扶梯進(jìn)行改造在成本、性能和應(yīng)用環(huán)境等方面都具有優(yōu)勢。面對(duì)能源供需矛盾的日益突出,相信會(huì)成為更多客戶的選擇。

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