英威騰一體化節(jié)能柜在自動(dòng)扶梯上的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：自動(dòng)扶梯 CHV110一體化節(jié)電柜（扶梯專用） 光電傳感器
供直流母線 工/變頻切換 多段速控制

本文描述了用英威騰CHV110一體化節(jié)能柜（矢量控制技術(shù)）在自動(dòng)扶梯上的節(jié)能改造方案。
1、引言
隨著城市地產(chǎn)建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，電梯的安裝使用率越來越高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國在使用的電梯數(shù)量達(dá)到50萬臺(tái)以上，年耗電量超過300億千瓦時(shí)。因此如何采用高效節(jié)能的電梯控制技術(shù)，已成為電梯商家及用戶十分關(guān)注的話題。
目前，國內(nèi)安裝的自動(dòng)扶梯多采用單速交流電機(jī)作為主機(jī)，鏈輪鏈條式傳動(dòng)，梯級額定速度大多為0.5m/s。這種扶梯即使在無乘客使用時(shí)仍以額定速度運(yùn)行，具有耗能大、機(jī)械磨損嚴(yán)重、使用壽命低等缺點(diǎn)。下面將針對這種電梯的不足之處提出具體節(jié)能方案。
2、全自動(dòng)扶梯節(jié)能改造方案
2.1 改造原則
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(shí)，扶梯以原有速度運(yùn)行（50Hz）；當(dāng)無人時(shí)，扶梯減速到低速或停止運(yùn)行。
系統(tǒng)要求變頻器啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)，加速性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，同時(shí)應(yīng)具備當(dāng)變頻器調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行，保障扶梯輸送功能的正常實(shí)施。所以選擇了深圳市英威騰電氣有限公司的矢量控制技術(shù)的CHV110系列一體化節(jié)電柜（扶梯專用），該控制柜內(nèi)部設(shè)計(jì)了工/變頻切換，同時(shí)，集成了扶梯節(jié)能運(yùn)行的專用控制功能模塊，方便用戶的使用。
2.2 節(jié)電原理
對于客用自動(dòng)扶梯，一般使用高峰期出現(xiàn)在下午及晚間時(shí)段，其余時(shí)段使用率較低，具有相當(dāng)節(jié)能空間。根據(jù)以上改造原則，從投資成本及自動(dòng)化水平兩方面考慮，擬使用以下變頻拖動(dòng)方案：
n 采用英威騰CHV110一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用）驅(qū)動(dòng)電梯主機(jī)，變頻器采用多段速控制模式，并設(shè)置主頻率（低速）、多段速頻率1（高速）兩種運(yùn)行頻率；
n 在電梯首尾處各安裝一支紅外傳感器開關(guān)，乘客通過電梯時(shí)，紅外傳感器開關(guān)被觸發(fā)并發(fā)出開關(guān)信號給變頻器；
n 有客流時(shí)，紅外傳感開關(guān)被觸發(fā)，變頻器立即加速到多段速頻率2，并使電梯高速運(yùn)行；
n 電梯高速運(yùn)行時(shí)，變頻器內(nèi)置計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，若在計(jì)時(shí)的時(shí)間段內(nèi)再無乘客通過電梯，計(jì)時(shí)結(jié)束后變頻器將自動(dòng)切換到多段速頻率1，進(jìn)行低速運(yùn)行；
n 若在計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)期間，有乘客重新觸發(fā)光電開關(guān)，計(jì)時(shí)器將重新計(jì)時(shí)；
n 對電梯上行和下行，外圍控制采用開關(guān)互鎖，保證扶梯系統(tǒng)的正常工作；
n 為消耗下行，或者制動(dòng)過程產(chǎn)生的多余能量，需在變頻器上加裝制動(dòng)電阻。
該方案示意圖如下，可做上行，也可做下行，二者互鎖控制：

2.3 變頻系統(tǒng)電氣接線圖如下：

如上圖,電機(jī)的電路上都加裝了“市電”、“節(jié)電”接觸器，這樣可以有“自動(dòng)”、“手動(dòng)”兩種工作模式選擇：手動(dòng)模式下，變頻器不工作，整套系統(tǒng)手動(dòng)起停、工頻運(yùn)行；自動(dòng)模式下，電機(jī)由變頻器直接拖動(dòng)，變頻運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行。
3、功能參數(shù)的設(shè)置
扶梯專用功能介紹：

功能碼	名稱	參數(shù)詳細(xì)說明	設(shè)置范圍	缺省值	更改
Pd.00	增強(qiáng)多段 模式使能	0:禁能 1:使能	0～1	0	◎
Pd.01	運(yùn)行頻率1	-100.0～100.0﹪	-100.0～100.0﹪	0.0﹪	○
Pd.02	運(yùn)行頻率2	-100.0～100.0﹪	-100.0～100.0﹪	0.0﹪	○
Pd.03	頻率2運(yùn)行時(shí)間	0.1～1000.0S	0.1～1000.0S	0.1S	○
Pd.04	脈沖濾波次數(shù)	1～10	1～10	1	○
P5.02～ P5.11	各端子功能選擇	53:扶梯脈沖輸入	1～55		◎

調(diào)試過程:
1. Pd.00：設(shè)置為1，啟動(dòng)扶梯專用功能；
2. Pd.01：運(yùn)行頻率1為電梯平常無人時(shí)低速運(yùn)行的頻率設(shè)定，頻率設(shè)定的100﹪對應(yīng)最大頻率（P0.07）；
3. Pd.02：運(yùn)行頻率2為扶梯有人時(shí)高速運(yùn)行的頻率設(shè)定，頻率設(shè)定的100﹪對應(yīng)最大頻率（P0.07）。一般Pd.02設(shè)置為50Hz；
4. 從P5.02～P5.11端子輸入中選擇一端子，作為電梯脈沖檢測口，當(dāng)檢測到脈沖信號時(shí)，電梯就運(yùn)行頻率2進(jìn)行運(yùn)行，并在所檢測的最后一脈沖信號開始延時(shí)，當(dāng)延時(shí)到達(dá)頻率2運(yùn)行時(shí)間時(shí)，電梯又返回運(yùn)行頻率1的頻率進(jìn)行運(yùn)行；
5. 加速時(shí)間P0.11設(shè)置為1~2秒，保證客人在登上扶梯之前就加速完成；減速時(shí)間設(shè)置為5~10秒較為合適；
4、變頻系統(tǒng)特點(diǎn)
l 該方案采用敝司CHV一體化變頻節(jié)能柜，該節(jié)能柜在開環(huán)矢量控制模式下具有低頻啟動(dòng)扭矩大、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，在0.5Hz啟動(dòng)時(shí)其輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)150%額定轉(zhuǎn)矩，完全能夠滿足電梯的工藝要求；
l 變頻器的軟啟動(dòng)功能可消除電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊；
l 變頻器為容性負(fù)載，可有效改善電機(jī)的功率因數(shù)，減少無功損耗；
l 變頻器具有過流、過壓、過載、過熱等多種電子保護(hù)裝置，并具有豐富的故障報(bào)警輸出功能，可有效保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作；
l 無客流量時(shí)電梯運(yùn)行速度很低，機(jī)械磨損大為降低；
l 變頻拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止及速度轉(zhuǎn)換過程平穩(wěn)順暢，舒適感較好。
l 有“手動(dòng)”“自動(dòng)”兩種工作模式，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，仍可按手動(dòng)工作方式繼續(xù)運(yùn)行。
5、結(jié)束語
該方案采用英威騰CHV一體化變頻節(jié)能柜（扶梯專用），不但能夠滿足系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高的要求；而且電機(jī)通過變頻拖動(dòng)，可減少機(jī)械磨損，延長使用壽命，工作更加安全可靠；同時(shí)，上下行變頻器采用共直流母線連接，使得系統(tǒng)節(jié)能效果更為顯著。
參考文獻(xiàn)：
《CHV系列矢量變頻器說明書》 深圳市英威騰電氣有限公司
《扶梯控制原理及日常維護(hù)叢書》