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浅谈变频装置在电梯控制中的应用

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论文导读：扶梯将自动转至节能的爬行速度运行。下面是两台同型号自动扶梯（H=4.5m。所以自动扶梯采用变频控制运行。简称为VVVF（VaryVoltageVaryFrequency）型变频器。节能，发表论文，浅谈变频装置在电梯控制中的应用。

关键词：VVVF，变频控制，自动扶梯，节能

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一、扶梯控制的三种主要方式

1、自动运行：在扶梯上下口处安装传感器（传感器可用光电、压力等），当传感器检测有乘客进入（距梳齿板1.3米左右），扶梯启动运行，如乘客继续进入，一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内没再检测到有乘客进入或扶梯出口侧传感器检测到最后一个乘客离开扶梯后，扶梯将自动停。待有乘客进入时，扶梯再投入运行。发表论文，节能。。

2、Y－Δ运行（ECO方式）：利用Y－Δ启动装置，扶梯投入运行后，如处于空载或轻载时，控制系统将驱动电机从Δ型自动切换到Y型运行以节约能耗。当扶梯负载增加后，再自动转成Δ型运行。

3、变频运行（VVVF方式）：在扶梯出入口踏板下安装传感器与变频器。扶梯通过启动变频器开始运行，当达到100%（0.5m/s）额定速度运行后，如无乘客，扶梯由100%额定速度自动降为20%（0.1m/s）速度爬行（可自行设定扶梯在20%速度下运行一段时间仍无人乘梯，扶梯自动平缓地停梯）。如扶梯入口处传感器检测到有乘客，就给变频器一个信号，扶梯平缓地升至100%额定速度运行，如乘客继续进入，扶梯一直以额定速度正常运行。如在预先设定的时间内传感器没再检测到有乘客，传感器就不再给变频器信号，扶梯将自动转至节能的爬行速度运行，从而达到节能的目的。

比较3种节能运行方式，自动运行节能效果突出，控制方式简单可靠，但扶梯频繁启停，严重影响寿命；Y－Δ运行有节能效果（理论上可节电30%左右），但扶梯启动后，一直以额定速度连续运行，增加了扶梯的耗损；VVVF运行节电效果明显（理论上可节电60%左右，尖峰电流比无变频器扶梯减小可达80%左右），与自动运行相比没有频繁启动问题，扶梯磨损小，并且爬行速度运行时可提示乘梯方向。下面是两台同型号自动扶梯（H=4.5m；V=0.5m/s；θ=30°；W=1000mm），分别采用Y－Δ和VVVF运行方式的对比情况。

Y型空载额定速度运行，功率为：1.95Kw+1.61Kw+1.88Kw=5.44Kw

全年的耗电量(kwh)为:5.44Kw×3.2min/6min×20hr×365day=21180(kwh)

VVVF型空载20%额定速度运行，功率为：0.35Kw+0.5Kw+0.3Kw=1.15Kw

全年的耗电量(kwh)为:1.15Kw×3.2min/6min×20hr×365day=4477(kwh)

如上述VVVF与Y－Δ运行相比，节能效果十分明显,理论上一年节能:21180-4477=16703(kwh),一年节约电费:16703(kwh)×0.52元/(kwh)=8686元（以0.52元/kwh计算），所以自动扶梯采用变频控制运行，具有良好的节能和经济效益。

综上述，变频运行因用变频启动，避免了Y－Δ启动产生很大的启动电流，保证扶梯启动的平滑、舒适。而且无人乘梯扶梯以爬行速度运行时，即节约电能，减小扶梯损耗；也为即将进入扶梯的乘客提示运行方向，对客流早晚高峰和低峰变化较为明显，且长时间连续使用扶梯的场合较为适用。自动运行因控制方式简单，需增设软启动装置，适合老扶梯的节能改造。

二、VVVF型电梯基本控制原理

随着经济的发展，变频调速器以其优越的性能被应用于众多领域，特别是节能效果越来越被人们重视。VVVF型电梯因具有变频调速控制运行性能已开始取代继电器控制、交流调速电梯。VVVF型电梯基本控制原理如下：

根据电机学理论，交流电动机的转速公式为：n=60×f×(1-s)/p（式中：f为定子的电源频率；p为极对数；s为转差率；n为转速）。交流双速梯的调速方法是改变p以改变电机转速；交流调速梯的调速方法是调定子绕组电压大小以改变s；改变定子电源频率f也可达到调速目的，但f最大不能超过电机额定频率，电梯作为恒转距负载，调速时为保持最大转距不变，根据转距公式：M=CmφIcosφ（式中：Cm为电机常数；I为转子电流；φ为电机气隙磁通；cosφ为转子功率因数），必须保持φ恒定。又根据电压公式：U＝4.44fWkφ（式中：U为定子电压；f为定子电压频率；W为定子绕组匝数；k为电机常数），必须保持U/f为常数，即：变频器必须兼备变压、变频两种功能，简称为VVVF（VaryVoltageVaryFrequency）型变频器。发表论文，节能。。发表论文，节能。。

三、扶梯的应用和