地铁自动扶梯节能方法分析

地铁自动扶梯节能方法分析

摘要：从安全与方便的角度进行考虑，地铁车站内大部分的自动扶梯都是在每一天开始运营的时候启动扶梯，到运营结束或者是规定时间的时候才停梯，使自动扶梯会在某一个较长的时间段内出现扶梯空载运行的情况，造成资源被浪费以及出现不必要的机械磨损。文中主要就地铁自动扶梯节能方法进行探讨。

关键词：地铁；自动扶梯；节能

自动扶梯作为一种相当方便快捷的运输工具，在公共建筑中的使用与出现频率越来越高，特别是在宾馆、商厦以及地铁车站的建设中，自动扶梯的使用呈现出较为明显的上升趋势。因此自动扶梯的节能就显得非常的重要。

一、自动扶梯存在的缺陷

自动扶梯是地铁运送乘客的重要设备，在地铁建设运用的非常广泛。随着全国各个大城市的发展，地铁建设获得明显的进步。然而当前国内常规的自动扶梯因为技术以及资金上的原因，很多都是采用电源供电直接启动的工作方式，在每一运营开始或者制定的时间内进行启动，并会以恒定的速度一直运行到运营结束或者是规定的时间时才会停梯，这样的使用率普遍不高，总结起来地铁普通的自动扶梯都存在有以下的缺陷：

（一）耗能大

因为采用的是直接启动的方式，普通自动扶梯一般每天的运转都在10个小时以上，并不管有没有乘客搭乘，始终都在保持高速运转，这样会耗费大量的电能，特别是在地铁这样的场所表现的非常的明显。

（二）机械磨损较大，使用寿命不长

因为是通过恒定的速度每一天都运行10个小时以上，所以使得扶梯的部件会产生不必要的磨损以及疲劳损伤，例如扶手带、梳齿板、梯级、电机以及减速箱等部件都会出现非常大的磨损。通常这种自动扶梯的使用寿命都是在10年左右，如果超过了这个年限主要的部件都会出现非常严重的磨损，因此需要对配件进行更新才能进行使用。

（三）存在较高的故障率，使得使用成本增高

因为普通的自动扶梯始终都需要保持高速运转，让大量的易损件都需要进行频繁的更换，这就需要大量费用。同时磨损的加大会导致发热量高，也就会导致自动扶梯出现故障的几率增加，会进一步让用户的使用成本增加，并且还会因为扶梯的维修量的增加而导致扶梯的正常使用受到严重的影响。

自动扶梯这种既不合理也不经济的运行方式与国家所提倡的节能降耗、提高设备运行效率的方针是相当不协调的，这就让我们需要进一步的思考如何有效的解决这些缺陷来达到节约成本、提高经济效益的目的。

二、地铁自动扶梯节能措施分析

（一）机械方面节能

机械方面一方面是对材料进行改进，这样可以大大的减轻自动扶梯的自重，另一个方面就是使用斜齿轮传动技术来对传统的涡轮蜗杆传动进行代替。事实上有很多的自动扶梯都采用了这一技术。另外少数公司所生产的自动扶梯常采用的是星齿轮传动技术，这一项技术也能够达到相似的节能效果。需要明确认识到的是，机械方面所能够获得的节能效果比较有限，在现在有很大部分的节能都是因为电气方面的改进而获取的。

（二）自动星角变换

依据异步电动机原理，电动机三角形接法运行方式如果改为星型接法运行方式能够获得节省电能30%的效果。其基本的方法如下：如果扶梯在进行启动的时候，就像通常一样根据星形接法进行启动，但是并不再是通过时间原则来切换成三角形接法运行，而是在检测到有乘客在使用扶梯之前，扶梯一直都是在星形接法之下进行运行，而如果有乘客在使用扶梯时，就会自动切换成三角形接法进行运行，如果在扶梯上没有乘客，那么自动扶梯就会自动切换成为星形接法进行运行，进行不断的循环往复。

通过这个原理让自动扶梯在空载的情况下采用星型接法运行能够节能30%，特别是对于地铁这种自动扶梯较多的情况下所能够获得的节能效果将会更加的明显，所节省下来的能量主要是电机的各种电损耗。因为星角状态的转换不能够对自动扶梯的运行速度进行改变，所以设备机械损耗并不会出现大的变化，因此也就不能够对自动扶梯的机械系统的使用寿命进行延长，并且这种方法还需要在扶梯的入口处设置专门的传感器。

（三）自动启停

这种方法是在自动扶梯的控制柜中加装附加的控制盒，附加控制盒主要是由PLC主控器、自动扶梯入口传感器等所组成，通过控制盒来对人工操作自动扶梯的启动与停止进行模拟。当有人乘梯时就会自动启动，如果没有人乘梯并在经过一段足够的时间（至少需要为预期乘客输送时间再加上10秒钟），自动扶梯会自动停止运行，在理论上空载时的节能能够达到100%。这种方案的主要优点是成本较低。这种方式在那些自动扶梯使用的不频繁的场合是非常适用的，对于采用微机板控制的带有超欠速保护的自动扶梯控制系统不能够使用变频器控制，而采用这种方法可以取得较好的节能效果。但是这种方法的缺点就在于其频繁的启停会使得电气与机械系统承受过多的冲击并产生过多的噪声，使得自动扶梯本身的

机械磨损增加，并且这种方法也不适用于11kW以上的电机的频繁启动，这是因为其启动时所产生的启动电流太大会对电网带来影响，并且这种方法也不能延长自动扶梯机械系统的使用寿命，相反还会缩短自动扶梯的使用寿命。并且在使用这种方法时必须要在入口的地方设置清晰可见的提示标志。

（四）变频器节能

通过变频驱动装置也能够获取良好的节能效果，并能够保持良好的运行性能。这里说的变频驱动装置指的是高性能的变频器。变频器在主电路中的使用方法与其他电子变流装置基本相同，在不同运行模式下的切换原则与其他的电子变流装置的切换原则都是相同的。因为采用变频器，所以能够在没有人的时候较容易的通过极低频率极低电压来对电机进行供电，这样能让自动扶梯在空载的时候通过非常低的速度“蠕动”运动，如果是轻载，变频驱动可以进行降压节能运行。通过变频器的采用，自动扶梯能够使用“蠕动+降压”的运行方式在空载与轻载的情况下达到节能的效果。通常情况下变频器都是与光电检测装置配套进行使用的，节能多少与自动扶梯无人乘坐的累积时间存在有密切的关系。在当前变频器在自动扶梯中的使用方式主要有两种：（1）旁路变频控制思想的运用，这种思想的优点是能够实现低速的检修速度，让扶梯能在维保的时候变得更加的简单、方便，增加安全性，并且能够在没有人乘扶梯的时候实现低速运行或者是停止，达到节能、降噪以及减少机械磨损，因为使用的是变频控制可以使得系统的调速聘问，不会对机械系统产生大的冲击，并且设备的投入较少，但是其缺点就在于不管乘载量的多少，扶梯都只能是以一个速度也就是额定速度进行运行，也不能够实现系统的分时段运行；全变频控制，这种方式除去上述的优点外，还能在几个不同的时间段中设定几个速度段，更好的实现节能，并且精度更好，缺点就在于其投入的成本比较高，并且还需要加几个电抗器与滤波器，系统的成本高，占用的空间也较大。

三、结语

自动扶梯属于负载率比较低的设备，自动扶梯的轻载或者是空载的时间占了绝大多数，相对而言满载运行的时间比较少，在自动扶梯上通过适当的措施来进行节能可以获得良好的效果。并且通过节能不仅仅是能够实现节能，并能够在一定的程度上降低机械损耗，并且随着节能技术的不断推广与优化，自动扶梯节能技术将能够创造出更好的经济效益与节能效益。

参考文献

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[2] 赵海瑞，甘兵鹏．变频器在自动扶梯上的应用[J]．青海科技，2010，（04）．

[3] 朱士祥．地铁站变频自动扶梯节能原理及效果分析[J]．科技资讯，2010，（22）．