東芝電梯配件變頻器在自動(dòng)扶梯節(jié)能中的應(yīng)用
東芝電梯配件變頻器在自動(dòng)扶梯節(jié)能中的應(yīng)用
東芝電梯配件變頻器在自動(dòng)扶梯節(jié)能中的應(yīng)用
一、引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電器設(shè)備不斷出新，電力供應(yīng)日趨緊張，去年開始我國(guó)南方部分大
城市出現(xiàn)了間斷供電的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了人們的日常生活。在電力供應(yīng)一時(shí)不能馬上解決的前
提下，首先應(yīng)該考慮的就是節(jié)能降耗問題。
二、東芝電梯配件變頻器可行性研究
目前常規(guī)的自動(dòng)扶梯空載時(shí)仍是額定速度運(yùn)行，具有耗能大，機(jī)械磨損大，使用壽命低等
缺點(diǎn)。例如吉林國(guó)貿(mào)購物中心有16部扶梯，每部扶梯電功率8kW,每部扶梯日耗電70kWh 左右，
每天運(yùn)轉(zhuǎn)11 小時(shí)，而且始終都是恒定速度運(yùn)行，在大多數(shù)情況下，扶梯較多地運(yùn)行于2/3額定
載客量以下，每部扶梯每天無人空載時(shí)間累計(jì)約5小時(shí)。如果扶梯在無人空載時(shí)停運(yùn)或緩行，將
大大減少用電量。如果將扶梯運(yùn)行方式由每天連續(xù)恒速運(yùn)行改為有人乘梯時(shí)正常恒速運(yùn)行，無
人乘梯時(shí)慢速行駛或停止，就能實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的。參考了大量資料，覺得這種方式完全可以實(shí)
現(xiàn)。
經(jīng)過研究試驗(yàn)，在扶梯電氣控制線路加裝東芝電梯配件變頻器，經(jīng)簡(jiǎn)單改造即可實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)
功能。東芝電梯配件變頻器采用變頻調(diào)速方式控制自動(dòng)扶梯運(yùn)行，使扶梯具備平穩(wěn)啟動(dòng)、節(jié)能
運(yùn)行。無人乘梯時(shí)，扶梯由額定運(yùn)行速度轉(zhuǎn)為低速運(yùn)行，東芝電梯配件變頻器既節(jié)約了能源，
又減小了機(jī)械磨損。當(dāng)乘客走近時(shí)，扶梯啟動(dòng)以正常速度運(yùn)行；乘客離開后，扶梯減速變?yōu)槁?br />
速運(yùn)行或停止，等待下一位乘客。如果乘客連續(xù)不斷，扶梯便連續(xù)以正常速度運(yùn)行，直到最后
一位乘客離開扶梯。
現(xiàn)在生產(chǎn)的自動(dòng)扶梯絕大部分沒有調(diào)速功能，而且扶梯都是由三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)變速箱帶
動(dòng)機(jī)械部件運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：
n=60×f/p（ 1- s）
式中：f 為定子的電源頻率；p 為極對(duì)數(shù)；n 為轉(zhuǎn)速；s 為轉(zhuǎn)差率。
（一）東芝電梯配件變頻器改變電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)p 可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，這是交流雙速電動(dòng)機(jī)
采用的調(diào)速方法。
（二）東芝電梯配件變頻器通過調(diào)整定子繞組電壓大小來改變轉(zhuǎn)差率s 達(dá)到調(diào)速目的，這
是交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)采用的調(diào)速方法。
（三）東芝電梯配件變頻器改變定子電源頻率f 也可達(dá)到調(diào)速目的，但f 最大不能超過電
動(dòng)機(jī)額定頻率，電梯作為恒轉(zhuǎn)距負(fù)載，調(diào)速時(shí)為保持最大轉(zhuǎn)距不變，根據(jù)轉(zhuǎn)距公式：
M=Cm鯥cosö
式中：Cm 為電機(jī)常數(shù)；I 為轉(zhuǎn)子電流； cos β 必須
U=4.44fWkö
式中：U 為定子電壓；f 為定子電壓頻率；W為定子繞組匝數(shù)；k為電機(jī)常數(shù)，必須保持U/f
為常數(shù)，又根據(jù)電機(jī)拖動(dòng)原理，轉(zhuǎn)速之比等于頻率之比，等于電壓之比，
等于功率之比。
即N0 / N1= f0 / f1 = U0 / U1= P0 / P1
即東芝電梯配件變頻器必須兼?zhèn)渥儔�、變頻兩種功能，這就是變頻電梯的基本控制原理。
三、東芝電梯配件變頻器經(jīng)濟(jì)效益分析
將已有的恒速扶梯改成變頻調(diào)速扶梯，考慮到電機(jī)不加改動(dòng)，對(duì)于原有的電機(jī)，經(jīng)過驗(yàn)證，
最有效的節(jié)能辦法就是加裝東芝電梯配件變頻器。通過東芝電梯配件變頻器來改變電源頻率實(shí)
現(xiàn)調(diào)速的目的。例如：
自動(dòng)扶梯電機(jī)為2 對(duì)極單速電機(jī)，根據(jù)公式
n=60×f/p（ 1- s）
當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，n 基本上正比于f.扶梯恒速時(shí)f=50Hz,電機(jī)轉(zhuǎn)速：
n=60×50/2=1500,即每分鐘1500 轉(zhuǎn)。
扶梯慢行時(shí)f=20Hz,電機(jī)轉(zhuǎn)速：
n=60×20/2=600,即每分鐘600 轉(zhuǎn)。
當(dāng)電機(jī)的額定電壓為380V,頻率為50Hz 時(shí)，經(jīng)過東芝電梯配件變頻器改變頻率后，頻率為
原頻率的40%,即20Hz 時(shí)，送到電機(jī)的電壓則變成：
U1=（ 380V×20Hz） /50Hz=152V
根據(jù)公式U0 /U1=P0/P1 得出P1=0.4P0
因而電機(jī)所耗費(fèi)的電功率也為原功率的40%.
根據(jù)上面的推算，一臺(tái)8kW的電動(dòng)機(jī)，每天運(yùn)行11 小時(shí)，每度電費(fèi)為1 元，那么它每天的
電費(fèi)為：
1×11×8×0.8=70.4 元。
安裝東芝電梯配件變頻器后，如果每天慢速運(yùn)行的時(shí)間為全天的50%的話，那么每天慢行所
耗費(fèi)的電費(fèi)為：
1×5.5×8×0.4×0.8=14.08 元。
安裝東芝電梯配件變頻器后每天耗電為：70.4/2+14.08=49.28 元。
安裝東芝電梯配件變頻器后每天節(jié)電為：70.4- 49.28=21.12 元。
東芝電梯配件變頻器通過電能表計(jì)量實(shí)際節(jié)電平均每天20kWh 左右。
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