制动电阻在自动扶梯中的应用

2019-04-22

一、前言
随着近年来房地产行业的高速发展以及城市地铁、高铁建设快速推进,自动扶梯的使用率越来越高。因此如何采用高效节能的电梯控制技术,成为自动扶梯商家及其用户十分关注的话题。

国家质检总局统计显示,截至2018年底,中国在用电梯总数达到462.8万台,并以每年20%左右的速度高速增长。每年新增的电梯数在30万台以上,占全球每年新增电梯总量的一半以上。目前,国内安装的自动扶梯多采用单速交流电机作为主机,梯级额定速度大多为0.5m/s。这种扶梯即使在无乘客使用时仍以额定速度运行,具有耗能大、机械磨损严重、使用寿命短等缺点,对其进行改造势在必行。

二、自动扶梯节能改造的常用控制方式
在不影响扶梯正常使用的前提下,我们对扶梯进行节能改造。自动扶梯节能改造后,控制器根据制动电阻产生的信号来控制自动扶梯的运行速度。在有人乘坐 时,扶梯以工频速率运行;当无人时,扶梯减至低速率或停止运行。同时,改造后自动扶梯应具备以下功能,当节电器出现故障时,扶梯能自动切换到工频模式运 行,确保扶梯正常运行。

目前,对自动扶梯进行节能改造,常见有如下两种控制方式:
一种方式为高速-低速运行方式。设置主频率(低速)、多段速频率(高速)两种运行频率;在电梯首尾处各安装一对制动电阻开关,乘客通过电梯时,制动电阻开关被触发并输出开关信号至变频器; 有客流时,红外传感开关被触发,变频器立即加速到多段速频率,并使电梯高速运行;电梯高速运行时,变频器内置计时器开始计时,若在设定的时间段内再无乘客 通过电梯,计时结束后变频器将自动切换到主频率,扶梯低速运行;若在计时器计时期间,有乘客重新触发制动电阻开关,计时器将重新计时。对电梯上行和下 行,外围控制采用开关互锁,保证扶梯系统的正常工作。为消耗扶梯下行或者制动过程产生的多余能量,需在变频器上加装制动电阻

另一种方式为工频-停止运行方式。设置主频率(50hz)运行、停止两种状态。同样在电梯首尾处各安装一对制动电阻开关,乘客通过电梯时,制动电阻开关被触发 并输出开关信号至变频器;有客流时,制动电阻开关被触发,变频器立即加速到主频率,并使电梯以工频运行;电梯工频运行时,变频控制器内置计时器开始计 时,若在给定的时间段内再无乘客通过电梯,计时结束后变频器将自动停止,电梯不再运行,直到再一次检测到红外触发信号;若在计时器计时期间,有乘客重新触 发制动电阻开关,计时器将重新计时。为消耗扶梯下行或者制动过程产生的多余能量,需在变频控制器上加装制动电阻。另外在扶梯上下两端应加装上下行标识, 必要时,还应安装语音提示系统。这种工频-停止的控制方式节能效果十分显著,因为在无人时扶梯已完全停止,基本不耗电。

三、自动扶梯改造方案
1、扶梯的外部改造
这里以三菱自动扶梯和四方变频器为例进行改造说明。客户要求对扶梯进行改造后,不改变扶梯原有的安全检测系统,保留扶梯原有的启停控制方式,尽可能的保持原线路的完整性。针对客户的要求,我们采用以下改造方案:

在扶梯上下两端各装一对立杆,此杆用来安装固定制动电阻开关和扶梯上下行指示标识。另外在扶梯上端对杆上还要安装一对钥匙开关,一个是节电和市 电模式切换开关,另一个是上行、停止、下行模式选择开关(曳引机安装在扶梯上端电井内,故开关就近选择安装)。当节电/市电切换开关选择市电时,自动扶梯 开、停、上下行方式与未改造前一致。当节电/市电开关选择节电时,扶梯自带启动开关、上下行开关无效,此时扶梯运行方向由安装在立杆上的上行/停止/下行 开关来选择控制。扶梯由红处感应开关启动。当有人走上扶梯时,首先会触发制动电阻开关。当系统检测到制动电阻开关信号时,电梯就会被启动,并开始计 时。在计时期间,如果有第二个人走上扶梯,系统会重新计时,直到设定时间结束,电梯便会自动停机。这样实现了“人来自启,人去自停”的运行模式,使扶梯显得更加人性化。

还有很重要的一点必须指出,在安装对杆时,电梯无论是上行还是下行,上下两端都必须安装制动电阻开关。因为当有一端没 有安装对杆时,客人走上扶梯,扶梯也不会启动;如果客人选择错误方向时,扶梯因没有检测到制动电阻开关信号而不会启动,此时如果有人从相反方向走上扶梯,扶梯就会被触发启动,导致让错误方向先行的客人摔跤。当两端都安装对杆时,即使客人走错了方向,扶梯会反向运行,提醒客人逆行了,很大程度上保证客人 的安全。如果此时安装了语音提示系统,在制动电阻开关被触发的同时语音会提醒客人行错了方向。

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