1.引言
自動扶梯和自動人行道在酒店、商場、地鐵、火車站、寫字樓、會館、機(jī)場等場所應(yīng)用較多，在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當(dāng)重要的作用。但由于其使用場合的特殊性，部分扶梯經(jīng)常處于空轉(zhuǎn)的狀態(tài)，這必將浪費大量的電能，同時也使扶梯部件（如電機(jī)、減速箱、扶手帶等）產(chǎn)生不必要的磨損及疲勞損傷。
2.自動扶梯的變頻節(jié)能運行原理
我們知道，由于能源和電力資源的匱乏，自動扶梯在空載狀態(tài)下的運轉(zhuǎn)成為一種巨大的浪費。因此，我們設(shè)想，如果能讓自動扶梯自動檢測到空載狀態(tài)一段時間后，指令扶梯由全速運轉(zhuǎn)減速至半速運轉(zhuǎn)。在人員進(jìn)出相對不頻繁的場所，基于上述思想，自動扶梯檢測到空載狀態(tài)一段時間后，將由全速運轉(zhuǎn)逐漸減速直到停止運轉(zhuǎn)，這樣便可實現(xiàn)節(jié)省電能達(dá)30%～50%左右。當(dāng)有乘客踏上自動扶梯床蓋板時，扶梯可通過設(shè)置在床蓋板入口處的光電感應(yīng)裝置自動感知乘客的到來，開始全速運轉(zhuǎn)。
3.全自動扶梯節(jié)能改造案例
1）改造的總體原則
在不對扶梯的正常使用產(chǎn)生任何負(fù)面影響的前提下，引入無速度傳感器矢量變頻調(diào)速的概念。即變頻器根據(jù)傳感器產(chǎn)生的信號，在有人乘坐時，扶梯以原有設(shè)計速度運行；當(dāng)無人乘坐時，扶梯減速或停止運行。
2）變頻器的作用：
主要作用是用來調(diào)整扶梯轉(zhuǎn)速，啟動和運行平穩(wěn)，在無人時，經(jīng)過延時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入爬行運行，以達(dá)到節(jié)能的目的。將扶梯入口處安裝光電開關(guān)，有乘客時光電開關(guān)發(fā)出信號，扶梯經(jīng)變頻調(diào)速至額定速度，當(dāng)全部乘客離開扶梯后，扶梯又自動進(jìn)入低速運行狀態(tài)待客。節(jié)省電能、減少機(jī)械磨損、延長使用壽命。
3）變頻器的選型
系統(tǒng)要求啟動運行平穩(wěn)，無抖動，要求變頻器啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)。KV2000變頻器能夠提供足夠的輸出轉(zhuǎn)矩，且過載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高，在開環(huán)時速度誤差能達(dá)到<0.5%，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間短<10ms。 完全能夠滿足該系統(tǒng)的要求。
選用科姆龍電氣（亞洲）有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的KV2000無速度傳感器矢量變頻器，即能滿足上述要求。
4）電氣系統(tǒng)
KV2000無速度傳感器矢量變頻器功能強(qiáng)大，我們利用內(nèi)置的TMIA功能，便可實現(xiàn)系統(tǒng)的自動檢測。
當(dāng)KV2000的任何一個數(shù)字輸入端子Xn被指定TMIA功能的時候，可選擇Y1或Y2或TA、TC，當(dāng)成TMOA的輸出功能；再加上內(nèi)含的計時（/計數(shù)）器模塊便構(gòu)成了一個延時斷開繼電器。其延時之時間長短由F071決定。
當(dāng)輸入 TMIA ON的時候，輸出TMOA也立刻ON。而當(dāng) TMIA OFF之后，TMOA必須經(jīng)過F071所定義之時間才能 OFF。
KV2000內(nèi)含計時（/計數(shù)）器功能。當(dāng)數(shù)字輸入端子X2和X4選擇模式28的時候，該計時（/計數(shù)）器功能一定被當(dāng)成計數(shù)器使用；否則當(dāng)成計時器使用。
5）某酒店共有 4臺自動扶梯（功率5.5KW、7.5KW各2臺），經(jīng)實測月節(jié)能為（260+410）×4=2,680度，年節(jié)電為2680×12=32,160度，全年節(jié)約電費為32,160×0.9=28,944元。
4.自動扶梯的變頻節(jié)能運行特點
根據(jù)對位于深圳市某超級市場的多部國外品牌多部自動扶梯的變頻節(jié)能改造后的可靠性考驗結(jié)果，驗證了該技術(shù)具有功能強(qiáng)、改造工作量小等優(yōu)點。
1）無人乘梯時：保證扶梯自動平穩(wěn)過渡到節(jié)能運行，以1/5額定速度運行。（可以選擇當(dāng)無人乘梯時，扶梯自動停止的功能）；
2）有人乘梯時：保證扶梯自動以節(jié)能速度平穩(wěn)過渡到額定速度運行，實際測量時得到了驗證；
3）扶梯空載時以節(jié)能速度模式運行，電流僅為空載時額定速度運行電流的1/3。
4）檢修運行時：扶梯系統(tǒng)以1/2額定速度運行，便于檢修和觀察扶梯機(jī)構(gòu)的運動情況,避免了原系統(tǒng)額定速度點動停止不及時的不足。
5）由于無人乘梯時節(jié)能運行時速度很低，機(jī)械部分的磨損大大降低，相對延長了扶梯的使用壽命。
6）變頻技術(shù)的采用大大降低了扶梯啟動時對電網(wǎng)的沖擊，采用變頻器可有效改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。
7）改造中充分考慮了變頻系統(tǒng)與原系統(tǒng)的并存，便于系統(tǒng)故障時相互切換，不影響用戶的使用。
8）改造中借用了原系統(tǒng)的安全條件，加上變頻器自身的安全環(huán)節(jié)使得改造后的系統(tǒng)安全性更可靠。
9）扶梯節(jié)能改造的設(shè)備費用與電能節(jié)約和機(jī)械磨損的費用相比，投入不大，短期內(nèi)即可收回投資，因此扶梯變頻節(jié)能安全改造技術(shù)的研制使用成功，對于提高現(xiàn)有扶梯安全節(jié)能，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
5.結(jié)束語
1）節(jié)電明顯：扶梯電機(jī)所帶負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，由于無人時扶梯電機(jī)的轉(zhuǎn)速降為正常轉(zhuǎn)速的一半，所以此時電機(jī)功率降為原來的一半。
2）減少磨損：由于轉(zhuǎn)速下降，使機(jī)械部件的磨損大大下降和扶梯維護(hù)費用成倍減少。
3）安全可靠：由于使用了KV2000高性能的變頻調(diào)速器，除原有的電機(jī)保護(hù)功能外，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，可大幅度降低電機(jī)的溫升，使電機(jī)的工作更加安全可靠。
參考文獻(xiàn)：
［1］科姆龍電氣（亞洲）有限公司《KV2000無速度傳感器矢量變頻器》用戶手冊
