東芝電梯配件變頻器在自動扶梯節(jié)能中的應(yīng)用
東芝電梯配件變頻器在自動扶梯節(jié)能中的應(yīng)用
東芝電梯配件變頻器在自動扶梯節(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)的自動扶梯空載時仍是額定速度運行，具有耗能大，機械磨損大，使用壽命低等
缺點。例如吉林國貿(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，
每天運轉(zhuǎn)11 小時，而且始終都是恒定速度運行，在大多數(shù)情況下，扶梯較多地運行于2/3額定
載客量以下，每部扶梯每天無人空載時間累計約5小時。如果扶梯在無人空載時停運或緩行，將
大大減少用電量。如果將扶梯運行方式由每天連續(xù)恒速運行改為有人乘梯時正常恒速運行，無
人乘梯時慢速行駛或停止，就能實現(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
現(xiàn)。
經(jīng)過研究試驗，在扶梯電氣控制線路加裝東芝電梯配件變頻器，經(jīng)簡單改造即可實現(xiàn)此項
功能。東芝電梯配件變頻器采用變頻調(diào)速方式控制自動扶梯運行，使扶梯具備平穩(wěn)啟動、節(jié)能
運行。無人乘梯時，扶梯由額定運行速度轉(zhuǎn)為低速運行，東芝電梯配件變頻器既節(jié)約了能源，
又減小了機械磨損。當(dāng)乘客走近時，扶梯啟動以正常速度運行；乘客離開后，扶梯減速變?yōu)槁?br />
速運行或停止，等待下一位乘客。如果乘客連續(xù)不斷，扶梯便連續(xù)以正常速度運行，直到最后
一位乘客離開扶梯。
現(xiàn)在生產(chǎn)的自動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機經(jīng)變速箱帶
動機械部件運轉(zhuǎn)。根據(jù)電機學(xué)理論，交流電動機的轉(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機極對數(shù)p 可以改變電機轉(zhuǎn)速，這是交流雙速電動機
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 達到調(diào)速目的，這
是交流調(diào)速電動機采用的調(diào)速方法。
（三）東芝電梯配件變頻器改變定子電源頻率f 也可達到調(diào)速目的，但f 最大不能超過電
動機額定頻率，電梯作為恒轉(zhuǎn)距負(fù)載，調(diào)速時為保持最大轉(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為電機常數(shù)，必須保持U/f
為常數(shù)，又根據(jù)電機拖動原理，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)渥儔骸⒆冾l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，考慮到電機不加改動，對于原有的電機，經(jīng)過驗證，
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
現(xiàn)調(diào)速的目的。例如：
自動扶梯電機為2 對極單速電機，根據(jù)公式
n=60×f/p（ 1- s）
當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時，n 基本上正比于f.扶梯恒速時f=50Hz,電機轉(zhuǎn)速：
n=60×50/2=1500,即每分鐘1500 轉(zhuǎn)。
扶梯慢行時f=20Hz,電機轉(zhuǎn)速：
n=60×20/2=600,即每分鐘600 轉(zhuǎn)。
當(dāng)電機的額定電壓為380V,頻率為50Hz 時，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，送到電機的電壓則變成：
U1=（ 380V×20Hz） /50Hz=152V
根據(jù)公式U0 /U1=P0/P1 得出P1=0.4P0
因而電機所耗費的電功率也為原功率的40%.
根據(jù)上面的推算，一臺8kW的電動機，每天運行11 小時，每度電費為1 元，那么它每天的
電費為：
1×11×8×0.8=70.4 元。
安裝東芝電梯配件變頻器后，如果每天慢速運行的時間為全天的50%的話，那么每天慢行所
耗費的電費為：
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量實際節(jié)電平均每天20kWh 左右。
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