自动扶梯节能运行方式探讨

孙丽君 宋东皞

东芝电梯（中国）有限公司 辽宁沈阳 110000

自动扶梯的应用范围比较广泛，包括大型商场、超市、机场、地铁、宾馆等各种场所。一般而言，大部分扶梯在其客流量比较大的时候，都工作于额定运行状态，但如果在没有乘客的时候同样以额定速度运行，那么便具备耗能大且机械磨损严重以及使用寿命低的缺点。

1 节能的方式

科学技术的进步与很多国外的先进技术在不断的被引进，而也正是因为如此，扶梯节能的方式慢慢又演变出来以下几种类型：

（1）自动控制运行方式：将光电传感器安装于扶梯的上下入口位置，一旦有乘客进入，此时光电传感器就能检测到（距梳齿板3m左右）乘客，扶梯启动并加速到额定速度运行，如果期间一直有乘客乘坐扶梯，那么扶梯将会一直以额定速度正常运行。然而如果在预先设定的时间范围以内未能检测到有乘客进入或者是传感器检测到最后一个乘客离开之后，再无乘客进入，那么扶梯将会自动停止，待再有乘客进入扶梯时，扶梯再启动运行[1]。

（2）Y—△运行方式(ECO方式)：扶梯Y一△运行方式的启动装置在扶梯投入到运行状态之后，或是当扶梯处于一个空载或者是轻载状态的时候，其扶梯控制系统将会把驱动器从△型运行自动切换至Y型并以此来实现节约耗能。如果扶梯的负载增加，那么扶梯将再度转换成△型运行状态。

（3）电动机软启动的方法：和以上两种方法同理，采用光电感应原理，以此来对电动机进行软启动。

（4）变频运行方式：将变频装置增设于扶梯上，然后再根据客流量的多少自动调节扶梯的运行速度。如果扶梯没有乘客进入，那么就会处于低速运行状态；当扶梯的光电传感器检测到有乘客进入，此时扶梯就会加速，直至达到额定的运行速度并以额定速度运行，如果扶梯的光电传感器在规定时间内没有再次检测到乘客，则扶梯开始减速慢行，并维持低速运行状态，直至乘客再度有需求截止。

依照系统必须要满足的要求我们来对几种运行节能方式进行分析：①如果自动控制运行方式节能效果比较明显且控制方式简单可靠，那么其所需要的费用就会比较低廉；其缺点是：一，会导致扶梯频繁的启停；二，如果扶梯在规定时间内未检测到乘客则会停止，那么乘客便不知道扶梯是否能够乘坐以及扶梯运行的方向，这就不能符合国家的强制性标准。②Y一△扶梯运行方式有一定的节能效果（从理论上来讲能够节电率控制在30%左右），但如果扶梯启动之后一直处于一种额定速度在连续运行，就促使扶梯的损耗增加；如果扶梯以慢速展开运行，那么扶梯的代步基本功能则会受到影响。③扶梯的电动机软启动，除会产生不好识别方向的缺陷之外，也会对电网产生很大的干扰。④扶梯变频运行方式的节电效果会比较好（从理论意义上分析可以节电达到60个百分点左右），它和自动运行方式相比较来讲并不存在频繁性的启动问题，并且扶梯的磨损也比较小，与此同时，扶梯在运行中又可以提示乘客的乘梯方向。

2 扶梯节能运行的方案设计

2.1 星三角驱动

这种节能运行方案又分为“自动控制运行”和“Y一△切换运行方式”。自动控制运行方式是在扶梯上没有乘客的时候来停止自动扶梯的运行，而如果有人乘梯时扶梯就会自动启动，为的就是节约电能损耗。介于采用了完全性停电的方法，因此就其能源的节约而言显得极其明显。但是，此方法往往也会导致扶梯频繁性启制动，启动的时候会对供电电网带来冲击，制动的时候会为抱闸等机械部件带来损伤。扶梯采用星三角驱动则是在扶梯启动的时候，和平常一样按照Y接法进行启动，但不再是通过时间原则切换成△接法运行，而是当扶梯上没有乘客时，扶梯将一直以Y接法运行，当扶梯光电传感器检测到乘客时，扶梯自动切换至△接法运行，如此循环往复。两种接法运行方式的节能方法和节能原理都比较难于给出直接的理论和答案，并且如果从理论上来对扶梯各个部分的机电耗能来作比较详细的分析又显得极为困难和复杂。但是在实际测试中我们得到：在空载以及接近空载的情况下，即使扶梯在运行速度方面并没有多明显的变化，但是就两种接法相比较而言，Y接法运行方式有明显的节能效果。

2.2 全变频驱动

我们采用变频器来驱动曳引电机，并且调节曳引电机的转速。如果是在没有乘客使用的时候，就要使扶梯低速运行或者停止，这样就能很方便地实现节能运行。又因为扶梯对于控制精度的要求并不很高，所以变频器实际上也可以选择不带编码器的开环控制模式。但变频器的功率必须要大于等于曳引电机功率的选用，使成本难度降到最低。当然除此之外，也要考虑到制动电阻在其扶梯比较有限的机房空间内的散热问题。在一些客流量比较大且自动扶梯采用两个或者是两个以上曳引机的场合，为了能够更好的保证电机在运行中的同步性，全变频方案依然是首选。当然，目前因为受到实际变频控制技术的应用限制，我们在控制同步电磁启动技术时仍然需要检测磁极的位置，因此需要采用全变频的方案。介于行星齿轮的减速运转效率相对传统的曳引机有所提高，所以其效果也会更加明显。

3 结语

对于扶梯的变频节能改造技术其使用的成功也促使原来的扶梯在运行当中呈现出来“有人或者没人都是一个样”演变成了“有人或者没人不一样”的状态，这样在实现了自动启停以及多段速运行的同时，又实现了节能，不仅提升扶梯的安全节能，又具备极其显著的经济以及社会效益。对此我们都必须要知道的是，节能改造实际应用时与生产力的发展分不开，因此只有适时的推行新的科学技术，才能更好的推进节能改造。