地铁机电设备中变频技术的节能应用

黄成

摘要：随着我国科学技术的发展，变频技术在现实生活中得到广泛应用。同时变频技术因其优越的节能效果引起工程领域的注意，尤其是地铁机电设备需要应用变频技术，以减少资源损耗，降低地铁运行成本。本文从现实出发，首先分析地铁机电设备中变频技术应用的必要性，同时具体分析变频技术用于地铁机电设备中的节能效果，希望具有一定的借鉴意义和参考价值。

关键词：地铁；机电设备；变频技术；应用

地铁在城市化建设进程中是必不可少的公共交通工具，其方便了人们的生活和出行。但是根据调查结果分析，地铁运行过程中电扶梯和中央空调系统始终处于运转状态，具有低效率、高磨损、高耗能等特点，逐渐成为影响城市地铁运营能耗的主要设备。从地铁电扶梯和中央空调系统的配置情况看，地铁时间点内客流量波动幅度大，这使得机电设备功率冗余及容量大[1]，造成地铁运行成本过高。如果不采用任何节能调控技术，势必出现机电设备运行不畅的情况。因此地铁机电设备中应用变频技术是节能的必然选择。

1 分析地铁机电设备中变频技术应用的必要性

我国社会能源资源消耗量逐年增长，加剧了自然环境的污染，这种背景下变频技术应运而生，不仅对电器及机电设备带来重大变革，同时展现出其在稳定设备电压及降低能源消耗的优越性，因此一经出现便开始在机电设备中受到青睐。变频技术的实用性直接或间接为机电设备创造出巨大经济效益和社会效益，保护了环境，地铁机电设备为降低损耗也必然引入变频技术，以创造出更高的环境效益。变频技术有着多个不同的运行模式，同时发挥的效果有所不同，但是其共性是维护电器及机电设备的良好运转，保持其优越性能，因此变频技术用于地铁机电设备中可降低地铁运行投入成本，减轻对环境的污染，减少能源资源的损耗，具有重要意义。

2 地铁机电设备中变频技术的节能应用

2.1 地铁电扶梯变频技术的应用

如果电扶梯未采用变频技术进行改造，仍然按照传统运行方式，那么电梯将始终处于额定的速度来运转，无论是有人乘坐还是处于闲置状态都是匀速运行，这种情况下电扶梯产生的不必要能源消耗将会加大地铁开支。变频节能技术的应用在一定程度上解决了这个问题，改造其变频器当空载时，电扶梯维持节能的运转状态，载人时，变频器传达出反应信号，电扶梯控制系统由节能速度转变为额定速度，其运行速度可控性得到提高[2]，从而实现了节能的目的。根据电扶梯的电频率和速度关系可知，速度越高，供电频率越高，两者具有正相关关系，因此变频改造地铁电扶梯非常有必要，高低速交替运行不仅保证了乘坐时的正常运行，同时节省扶梯闲置时的运行能源。

2.2 地铁中央空调变频技术的应用

中央空调的组成结构比较复杂，主要包括水系统和风系统，各个系统中分层设备类型多样，其主要目的就是用于调节温度。变频技术调节中央空调的运行原理是通过闭环控制、变频调速来实现的，共同构成智能监控技术，因此地铁中央空调系统才能保持低能、高效运转。在没有应用变频技术前中央空调系统运转中，负荷值始终处于不停的变化状态，除了冷水机组外，其他设备基本上都是按照固定速度运转，一旦降低了空调的负荷值，那么整个运行机组的运行效率也会下降，这一变化过程浪费了大量的能源。变频技术主要利用冷水机组和其他设备的共同调控、相配合实现调节。我们从中央空调结构具体分析。

2.2.1 变频技术应用后的水系统节能

地铁中央空调变频技术节能控制的運行步骤为：首先采集到地铁温度湿度和客流量的变化，经传感器进入到地铁温度湿度的自动化检测系统中，然后比较初始设定值和现实数据输入变频器中数据，最后根据比较运算结果实现自动化调节风机运行的频率，因此完成实时性调控地铁温湿度、连续性闭环控制地铁风机系统及自动化调节地铁中央空调系统的多个系统。保持地铁内温湿度相对稳定，始终处于设定范围内。具体过程是变水量系统替代原来的定水量系统，并在水系统中添加自动调节根据温度来变化的各类设备[3]。每一个冰冻系统上均配备变频器，在使用期间，将频率设定在固定范围内，传感器的主要目的是反馈冷冻水等的温度记录及检测水压差，以便及时调整异常情况，冷冻水的总流量、设备用电量等均属于中央空调变频技术监控范围。总的来讲，变频技术在地铁中央空调水系统添加后，有效维持了水系统的正常运行，延长了设备的使用年限，降低了资金投入。

2.2.2 变频技术应用后的风系统节能

变频技术用于中央空调风系统中主要添加电动调节阀，根据回风温度自动控制气体的进出，和水系统类似，风系统中的变频器首先设定频率在固定范围内，基本设置参数为30-50 Hz之间，每个风机需要的电量和风机排送风温度由传感器负责监测。地铁内的温度基本由送风量的大小和排送风的温度所决定，过高或者过低的温度对乘客身体健康都会带来不利影响，因此变频技术通过自动调节温度设定为对乘客身体无害的温度范围内，最大化避免“空调病”的发生。

2.2.3 变频技术应用后多联机节能

由于地铁中央空调运行时间长，并非整日都需要供冷，因此避免晚间和季节交替时间供冷很重要。节省不需要供冷时的能源可节省地铁资金投入，当关闭中央空调后，这时变频式多联机就可以替代中央空调开始运行，变频式多联机改变了中央空调大系统供冷的方式[4]，采用的是小系统，并且能源消耗是中央空调大系统的四分之三，未来具有巨大的发展空间和广阔的前景，节能效果显而易见。

3 结语

综上所述，变频技术在地铁机电设备中的节能应用有着重要的意义，极大地减少了能源的损耗，提高了机电设备整体系统节能效益，为经济发展做出贡献，顺应了我国节能减排政策的号召，变频技术在未来发展中潜力无穷。

参考文献

[1] 孙永涛. 变频技术在地铁机电设备中的节能应用分析[J]. 中小企业管理与科技，2015（14）：167-168.

[2] 王晓冬，龙雪. 变频技术在地铁机电设备中的节能分析[J]. 建筑热能通风空调，2014，33（4）：64-66.

[3] 于淑珍. 探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J]. 科学技术创新，2013（4）：76-76.

[4] 李新. 探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J]. 科技致富向导，2013（21）：224-224.

（作者单位：南宁市轨道交通集团有限责任公司运营分公司）