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東芝電梯配件變頻器在自動(dòng)扶梯節能中的應用

東芝電梯配件變頻器在自動(dòng)扶梯節能中的應用
 一、引言
 隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電器設備不斷出新，電力供應日趨緊張，去年開(kāi)始我國南方部分大
城市出現了間斷供電的現象，嚴重影響了人們的日常生活。在電力供應一時(shí)不能馬上解決的前
提下，首先應該考慮的就是節能降耗問(wèn)題。
 二、東芝電梯配件變頻器可行性研究
 目前常規的自動(dòng)扶梯空載時(shí)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(diǎn)。例如吉林國貿購物中心有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11 小時(shí)，而且始終都是恒定速度運行，在大多數情況下，扶梯較多地運行于2/3額定
載客量以下，每部扶梯每天無(wú)人空載時(shí)間累計約5小時(shí)。如果扶梯在無(wú)人空載時(shí)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恒速運行改為有人乘梯時(shí)正常恒速運行，無(wú)
人乘梯時(shí)慢速行駛或停止，就能實(shí)現節電的目的。參考了大量資料，覺(jué)得這種方式完全可以實(shí)
現。
 經(jīng)過(guò)研究試驗，在扶梯電氣控制線(xiàn)路加裝東芝電梯配件變頻器，經(jīng)簡(jiǎn)單改造即可實(shí)現此項
功能。東芝電梯配件變頻器采用變頻調速方式控制自動(dòng)扶梯運行，使扶梯具備平穩啟動(dòng)、節能
運行。無(wú)人乘梯時(shí)，扶梯由額定運行速度轉為低速運行，東芝電梯配件變頻器既節約了能源，
又減小了機械磨損。當乘客走近時(shí)，扶梯啟動(dòng)以正常速度運行；乘客離開(kāi)后，扶梯減速變?yōu)槁?br /> 速運行或停止，等待下一位乘客。如果乘客連續不斷，扶梯便連續以正常速度運行，直到最后
一位乘客離開(kāi)扶梯。
 現在生產(chǎn)的自動(dòng)扶梯絕大部分沒(méi)有調速功能，而且扶梯都是由三相異步電動(dòng)機經(jīng)變速箱帶
動(dòng)機械部件運轉。根據電機學(xué)理論，交流電動(dòng)機的轉速公式為：
 n=60×f/p（ 1- s）
 式中：f 為定子的電源頻率；p 為極對數；n 為轉速；s 為轉差率。
 （一）東芝電梯配件變頻器改變電動(dòng)機極對數p 可以改變電機轉速，這是交流雙速電動(dòng)機
采用的調速方法。
 （二）東芝電梯配件變頻器通過(guò)調整定子繞組電壓大小來(lái)改變轉差率s 達到調速目的，這
是交流調速電動(dòng)機采用的調速方法。
 （三）東芝電梯配件變頻器改變定子電源頻率f 也可達到調速目的，但f 最大不能超過(guò)電
動(dòng)機額定頻率，電梯作為恒轉距負載，調速時(shí)為保持最大轉距不變，根據轉距公式：
 M=Cm鯥cosö
 式中：Cm 為電機常數；I 為轉子電流； 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；k為電機常數，必須保持U/f
為常數，又根據電機拖動(dòng)原理，轉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備變壓、變頻兩種功能，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速扶梯，考慮到電機不加改動(dòng)，對于原有的電機，經(jīng)過(guò)驗證，
最有效的節能辦法就是加裝東芝電梯配件變頻器。通過(guò)東芝電梯配件變頻器來(lái)改變電源頻率實(shí)
現調速的目的。例如：
 自動(dòng)扶梯電機為2 對極單速電機，根據公式
 n=60×f/p（ 1- s）
 當轉差率變化不大時(shí)，n 基本上正比于f.扶梯恒速時(shí)f=50Hz,電機轉速：
 n=60×50/2=1500,即每分鐘1500 轉。
 扶梯慢行時(shí)f=20Hz,電機轉速：
 n=60×20/2=600,即每分鐘600 轉。
 當電機的額定電壓為380V,頻率為50Hz 時(shí)，經(jīng)過(guò)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(shí)，送到電機的電壓則變成：
 U1=（ 380V×20Hz） /50Hz=152V
 根據公式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%.
 根據上面的推算，一臺8kW的電動(dòng)機，每天運行11 小時(shí)，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(shí)間為全天的50%的話(huà)，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電為：70.4- 49.28=21.12 元。
 東芝電梯配件變頻器通過(guò)電能表計量實(shí)際節電平均每天20kWh 左右。

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