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自动扶梯能效计算模型的建立与分析


龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 自动扶梯能效计算模型的建立与分析 作者:徐涴砯 李起耘 仇润鹤 来源:《科技与创新》2015 年第 12 期 摘 要:目前,上海各类自动扶梯和自动人行道耗电量约为 3× 107(度电)kW· h/年,其耗 电量比例远远超过了其数量比例,属于高能耗的特种设备。为了贯彻《中华人民共和国节约能 源法》《中华人民共和国特种设备安全法》等法规,结合上海市的自动扶梯运行现状,研究、 分析了自动扶梯运行能效计算,建立了自动扶梯的能效计算模型,通过其参数设定和模型运行 得出了自动扶梯的能效计算值,并比对相同状态下自动扶梯实际运行的能效测试值,从而确定 所建立的自动扶梯能效计算模型的有效性。 关键词:自动扶梯;能效计算模型;误差分析;能效测试值 中图分类号:TU857 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.014 上海作为特大型现代化城市,电梯拥有量已超过了 19.3 万台,其中,自动扶梯和自动人 行道的数量约占 10%,并且每年以高于 10%的速度增加,而上海市电梯的总耗电量约为 1.57× 108(度电)kW· h/年。《中华人民共和国节约能源法》第 16 条规定:“对高耗能的特种 设备,应按照国务院的规定实行节能审查和监管”。该法令的颁布标志着我国对高耗能特种设 备的节能监管进入了法制时代。 目前,ISO 的 TC178 已发布了一项关于电梯能耗检测的标准,即 ISO 25745—1《电梯和 自动扶梯的能量性能:第 1 部分能量测量和符合性》。该标准制定了一种简单、有效的程序来 检测电梯能耗,它易于操作,可以使用现有的测试设备,具有良好的重复性,便于执行周期性 的能效符合性检查。同时,香港也颁布了《电梯及自动扶梯配置的能效实施守则》,这是关于 建筑中安装的电梯和自动扶梯能源效率的实施规定,而国内也相继开展了电梯和自动扶梯能效 的研究和分析。结合上海市的自动扶梯运行现状,研究和分析了自动扶梯的运行能效计算。 1 自动扶梯能效计算模型的建立 因为自动扶梯主要依靠曳引驱动,主动力来源于三相交流电动机。自动扶梯的驱动方式、 速度等与电动机有直接的联系,并且其负载的变化也会对电动机能耗产生直接的影响。图 1 为 自动扶梯的能效计算模型。 图 1 自动扶梯的能效计算模型 在自动扶梯的能效计算模型中,输入部分主要包括:①载荷变化信号源用来模拟自动扶梯 载荷变化。②三相异步电动机用来模拟自动扶梯的三相异步电动机。其中,有 4 个输入端,1 个为负载转矩,由载荷变化信号源输入作为电动机转矩值,另外 3 个输入端为电机的 3 个相位 输入。③变频器用来模拟自动扶梯电动机的变频模块,以此作为三相电动机元件的变频输入。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 利用变频子系统,在不同时间点输出不同频率的 3 个相位到三相异步电动机,可以起到变频作 用。 对于自动扶梯的能效计算中的输出部分,其主要包括 2 部分:①示波器,用于观察定子电 流和转子电流的变化;②实时功率值,用于输出计算后的实时功率值。 根据对在用自动扶梯中电动机的调研,三相异步电动机的基本参数设定为:额定功率 PN=7.5 kW,额定电压 UN=400 V,额定工作频率为 50 Hz,额定转速 nN=1 440 r/min,变频子 系统的变频输出为 50 Hz。在 PN 为额定功率、nN 为额定转速的情况下,额定转矩为: Tn=PN/nN. (1) 由三相交流异步电动机的机械特性可知,在定

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