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東芝電梯配件變頻器在自動扶梯節能中的應用

東芝電梯配件變頻器在自動扶梯節能中的應用
 一、引言
 隨著科學技術的發展，電器設備不斷出新，電力供應日趨緊張，去年開始我國南方部分大
城市出現了間斷供電的現象，嚴重影響了人們的日常生活。在電力供應一時不能馬上解決的前
提下，首先應該考慮的就是節能降耗問題。
 二、東芝電梯配件變頻器可行性研究
 目前常規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，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，就能實現節電的目的。參考了大量資料，覺得這種方式完全可以實
現。
 經過研究試驗，在扶梯電氣控制線路加裝東芝電梯配件變頻器，經簡單改造即可實現此項
功能。東芝電梯配件變頻器采用變頻調速方式控制自動扶梯運行，使扶梯具備平穩啟動、節能
運行。無人乘梯時，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，扶梯啟動以正常速度運行；乘客離開后，扶梯減速變為慢
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
一位乘客離開扶梯。
 現在生產的自動扶梯絕大部分沒有調速功能，而且扶梯都是由三相異步電動機經變速箱帶
動機械部件運轉。根據電機學理論，交流電動機的轉速公式為：
 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機極對數p 可以改變電機轉速，這是交流雙速電動機
采用的調速方法。
 （二）東芝電梯配件變頻器通過調整定子繞組電壓大小來改變轉差率s 達到調速目的，這
是交流調速電動機采用的調速方法。
 （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 最大不能超過電
動機額定頻率，電梯作為恒轉距負載，調速時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，對于原有的電機，經過驗證，
最有效的節能辦法就是加裝東芝電梯配件變頻器。通過東芝電梯配件變頻器來改變電源頻率實
現調速的目的。例如：
 自動扶梯電機為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，n 基本上正比于f.扶梯恒速時f=50Hz,電機轉速：
 n=60×50/2=1500,即每分鐘1500 轉。
 扶梯慢行時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，經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電平均每天20kWh 左右。

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