CN117533923A - 自动扶梯节能控制系统及自动扶梯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动扶梯节能控制系统，包括旁路状态接触器、变频状态接触器、上行运行接触器、下行运行接触器、变频器、控制印板及电流互感器；有人搭乘自动扶梯时，通过旁路状态接触器切换为工频电网运行，无人搭乘自动扶梯时切换为变频状态；当控制印板收到RKV反馈信号为低电平开始起延时预设时间T后，发出DKP吸合指令，使变频状态接触器的线圈得电；所述预设时间T为：T＝T1+△t1‑△t11‑△t2，其中T1为自动扶梯加速时间，△t1为变频状态接触器释放时间，△t11为变频状态接触器动作时间，△t2为旁路状态接触器动作时间；当自动扶梯达到名义速度后，控制变频器驱动信号输出时间延长△t1。本发明在旁路切换过程中电动机定子侧电流几乎没有突变。

Description

自动扶梯节能控制系统及自动扶梯

技术领域

本发明涉及自动扶梯技术领域，具体涉及一种自动扶梯节能控制系统及自动扶梯。

背景技术

现有技术中通常采用旁路变频控制系统来实现自动扶梯的节能运行。当无人搭乘自动扶梯时控制系统从工频电网运行切换为变频运行状态，当检测到有人搭乘扶梯时，再通过旁路状态接触器切换为工频电网运行。

但是，接触器由于自身结构原因，存在动作及释放时间，不同厂家、不同型号(包括容量，线圈电压等级)的接触器的动作及释放时间都会存在差异，在上述切换的过程中现有技术并未考虑接触器动作及释放过程中产生的延时，在遇到提升高度较大的扶梯时，由于其本身系统负载较大，其延时效应将越发显著，即在变频状态接触器脱开瞬间电动机定子瞬时失去动力，在系统负载的作用下，转子的速度发生突变，导致原本转子跟随定子的旋转磁场速度也发生突变，导致在定子侧的感应电势的相位也发生变化，当旁路切换时，定子的旋转磁场已跟随电网，因此切换瞬间由于电网电压相位与定子感应电压相位的差异，可能造成切换瞬时定子电流突变，严重时可能会引起跳闸，导致旁路切换失败。因此如何避免因接触器动作及释放过程中产生的延时，而导致旁路切换失败是面临的技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动扶梯节能控制系统，包括旁路状态接触器、变频状态接触器、上行运行接触器、下行运行接触器、变频器、控制印板以及电流互感器；

有人搭乘自动扶梯时，通过旁路状态接触器切换为工频电网运行，在无人搭乘自动扶梯时切换为变频状态；

控制印板通过发出或切除DKP吸合指令，使旁路状态接触器的线圈得电或失电；控制印板通过发出或切除DKV吸合指令，使变频状态接触器的线圈得电或失电；控制印板上还具有旁路状态接触器的RKP反馈信号和变频状态接触器的RKV反馈信号；

当控制印板收到RKV反馈信号为低电平开始起延时预设时间T后，发出DKP吸合指令，使变频状态接触器的线圈得电；

所述预设时间T为：T＝T1+△t1-△t11-△t2，其中T1为自动扶梯加速时间，△t1为变频状态接触器的释放时间，△t11为变频状态接触器的动作时间，△t2为旁路状态接触器的动作时间；

当自动扶梯达到名义速度后，控制变频器驱动信号输出时间延长△t1。

优选地，所述自动扶梯加速时间T1为预设的值，表示自动扶梯从待机速度加速到名义速度的时间。

优选地，所述变频状态接触器的释放时间△t1，变频状态接触器的动作时间△t11和旁路状态接触器的动作时间△t2都通过自学习的方法获得。

优选地，所述变频状态接触器的释放时间△t1的自学习方法为，通过对控制印板切除DKV吸合指令后到收到RKV反馈信号翻转的计时数量确定。

优选地，变频状态接触器的动作时间△t11的自学习方法为，通过对控制印板发出DKV吸合指令后到收到RKV反馈信号的计时数量确定。

优选地，旁路状态接触器的动作时间△t2的自学习方法为，通过对控制印板发出DKP吸合指令后到收到RKP反馈信号的计时数量确定。

优选地，在从变频状态切换到工频电网时，控制印板通过三相电压指令输入获取实时电网电压波形，并且通过控制变频器驱动信号，控制变频器输出的电压波形的相位接近实时电网电压波形的相位；当相位差接近零时，控制印板控制变频状态接触器脱开，同时控制旁路状态接触器吸合。

本发明还提供一种自动扶梯，包括前述的自动扶梯节能控制系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案在旁路切换过程中电动机定子侧电流几乎没有突变。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为实施例1的自动扶梯节能控制系统硬件结构示意图；

图2为实施例1的变频状态接触器KV的释放时间△t1的自学习方法示意图；

图3为实施例1的变频状态接触器KV的动作时间△t11的自学习方法示意图；

图4为实施例1的旁路状态接触器KP的动作时间△t2的自学习方法示意图；

图5为现有技术旁路切换过程示意图；

图6为实施例1的自动扶梯节能控制系统旁路切换过程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

实施例1

如图1所示，自动扶梯节能控制系统包括旁路状态接触器KP、变频状态接触器KV、上行运行接触器1、下行运行接触器2、变频器、控制印板以及电流互感器。

有人搭乘扶梯时，通过旁路状态接触器KP切换为工频电网运行，为了节省电能，在无人搭乘扶梯时切换为变频状态，在变频状态切换到工频电网时，控制印板通过Ur、Us、Ut电压指令输入获取实时电网电压波形，并且通过控制变频器驱动信号Drv_Ux、Drv_Vx、Drv_Wx、Drv_Uy、Drv_Vy、Drv_Wy，控制变频器输出的电压波形的相位尽可能接近实时电网电压波形的相位，假定当相位差为θ接近0时，控制印板控制变频状态接触器KV脱开，同时控制旁路状态接触器KP吸合，从而完成旁路切换动作。

控制印板通过发出或切除DKP吸合指令，使旁路状态接触器KP的线圈得电或失电；控制印板通过发出或切除DKV吸合指令，使变频状态接触器KV的线圈得电或失电；控制印板上还具有旁路状态接触器KP的RKP反馈信号和变频状态接触器KV的RKV反馈信号。

当控制印板收到RKV反馈信号为低电平开始起延时预设时间T后，发出DKP吸合指令，使变频状态接触器KV的线圈得电。所述预设时间T为：T＝T1+△t1-△t11-△t2，其中T1为自动扶梯加速时间，△t1为变频状态接触器KV的释放时间，△t11为变频状态接触器KV的动作时间，△t2为旁路状态接触器KP的动作时间。

当自动扶梯达到名义速度后，控制变频器驱动信号输出时间延长△t1。

自动扶梯加速时间T1为预设的值，为自动扶梯从待机速度加速到名义速度的时间。例如自动扶梯的名义速度为0.5m/s，加速度为0.1m/s²；如果自动扶梯启动时的待机速度为0，那么T1为5s；如果自动扶梯启动时的待机速度为0.1m/s，那么T1为4s。

变频状态接触器KV的释放时间△t1，变频状态接触器KV的动作时间△t11和旁路状态接触器KP的动作时间△t2都通过自学习的方法获得。

如图2所示，变频状态接触器KV的释放时间△t1的自学习方法为，通过对控制印板切除DKV吸合指令后到收到RKV反馈信号翻转的计时数量确定。

如图3所示，变频状态接触器KV的动作时间△t11的自学习方法为，通过对控制印板发出DKV吸合指令后到收到RKV反馈信号的计时数量确定。

如图4所示，旁路状态接触器KP的动作时间△t2的自学习方法为，通过对控制印板发出DKP吸合指令后到收到RKP反馈信号的计时数量确定。

通过上述技术方案可以保证旁路切换后电机感应电压的相位与电网电压相位的一致性，以减小旁路切换瞬间的冲击电流。

为了进一步说明上述技术效果，下面通过旁路路切换过程进一步详细说明。

当有人搭乘扶梯时，从变频状态切换为工频电网运行的过程如下。

如图5所示，未采用本实施例技术方案的切换过程为：

在①节点：假定待机速度为零，扶梯启动，变频器驱动信号有脉冲信号输出，变频器开始与电网相位进行同步，此时控制印板发出DKV吸合指令，KV接触器线圈得电；

在②节点：在①节点后经过△t11时间后，KV接触器主触点吸合，RKV反馈信号由高电平翻转为低电平；

在③节点：自扶梯启动后，经过加速时间T1后，扶梯到达名义速度，变频器输出电压相位与电网同步完成，变频器驱动信号无脉冲输出，同时系统切除DKV吸合指令，KV接触器线圈失电；

在④节点：在③节点后经过△t1时间后，KV接触器主触点断开，RKV反馈信号翻转，系统收到RKV反馈信号翻转后。发出DKP吸合指令；

在⑤节点：在④节点后经过△t2时间后，KP主接触器主触点吸合，旁路切换完成。

上述切换过程由于KV接触器主触点断开瞬间电动机定子瞬时失去动力，在扶梯本身系统负载的作用下，转子的速度发生突变，导致原本转子跟随定子的旋转磁场速度也发生突变，导致在定子侧的感应电势的相位也发生变化，当KP接触器主触点吸合时，定子的旋转磁场已跟随电网，因此旁路切换瞬间由于电网电压相位与定子感应电压相位的差异，可能造成切换瞬时定子电流突变超过正常值范围，严重时可能导致主开关跳闸导致旁路切换失败。

如图6所示，采用了本实施例技术方案的切换过程为：

在①节点：假定待机速度为零，扶梯启动，变频器驱动信号有脉冲，变频器开始与电网相位进行同步，此时系统发出DKV吸合指令，KV接触器线圈得电；

在②节点：在①节点后经过△t11时间后，KV接触器主触点吸合；

在③节点：自扶梯启动后，经过加速时间T1后，扶梯到达名义速度，变频器输出电压相位与电网同步完成，同时系统切除DKV吸合指令，KV接触器线圈失电，变频器驱动信号继续输出；

在④节点：自系统收到RKV反馈信号为低电平开始起延时T1+△t1-△t11-△t2后，系统输出DKP吸合指令，使KP接触器线圈得电；

在⑤节点：KV接触器主触点自③节点起延时△t1后，KV接触器主触点断开，变频器驱动信号无脉冲输出，旁路切换完成。

变频器驱动信号自③节点起延时△t1后才取消输出，同时，KP接触器主触点自④节点延时△t2后正好吸合，旁路切换完成，由于自学习在时序上，本身也已考虑到了系统发出指令与DKV、DKP动作的延时以及并联在主接触器线圈上的浪涌吸收器对接触器的动作及释放造成的延时；并且，由于KV接触器的主触点与KP接触器主触点的开关交替几乎是在同一时间完成的，因此在切换过程中电动机定子侧电流几乎没有突变。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动扶梯节能控制系统，其特征在于，包括旁路状态接触器、变频状态接触器、上行运行接触器、下行运行接触器、变频器、控制印板以及电流互感器；

有人搭乘自动扶梯时，通过旁路状态接触器切换为工频电网运行，在无人搭乘自动扶梯时切换为变频状态；

控制印板通过发出或切除DKP吸合指令，使旁路状态接触器的线圈得电或失电；控制印板通过发出或切除DKV吸合指令，使变频状态接触器的线圈得电或失电；控制印板上还具有旁路状态接触器的RKP反馈信号和变频状态接触器的RKV反馈信号；

当控制印板收到RKV反馈信号为低电平开始起延时预设时间T后，发出DKP吸合指令，使变频状态接触器的线圈得电；

所述预设时间T为：T＝T1+△t1-△t11-△t2，其中T1为自动扶梯加速时间，△t1为变频状态接触器的释放时间，△t11为变频状态接触器的动作时间，△t2为旁路状态接触器的动作时间；

当自动扶梯达到名义速度后，控制变频器驱动信号输出时间延长△t1。

2.根据权利要求1所述的自动扶梯节能控制系统，其特征在于，所述自动扶梯加速时间T1为预设的值，表示自动扶梯从待机速度加速到名义速度的时间。

3.根据权利要求1所述的自动扶梯节能控制系统，其特征在于，所述变频状态接触器的释放时间△t1，变频状态接触器的动作时间△t11和旁路状态接触器的动作时间△t2都通过自学习的方法获得。

4.根据权利要求3所述的自动扶梯节能控制系统，其特征在于，所述变频状态接触器的释放时间△t1的自学习方法为，通过对控制印板切除DKV吸合指令后到收到RKV反馈信号翻转的计时数量确定。

5.根据权利要求3所述的自动扶梯节能控制系统，其特征在于，变频状态接触器的动作时间△t11的自学习方法为，通过对控制印板发出DKV吸合指令后到收到RKV反馈信号的计时数量确定。

6.根据权利要求3所述的自动扶梯节能控制系统，其特征在于，旁路状态接触器的动作时间△t2的自学习方法为，通过对控制印板发出DKP吸合指令后到收到RKP反馈信号的计时数量确定。

7.根据权利要求1所述的自动扶梯节能控制系统，其特征在于，在从变频状态切换到工频电网时，控制印板通过三相电压指令输入获取实时电网电压波形，并且通过控制变频器驱动信号，控制变频器输出的电压波形的相位接近实时电网电压波形的相位；当相位差接近零时，控制印板控制变频状态接触器脱开，同时控制旁路状态接触器吸合。

8.一种自动扶梯，其特征在于，包括如权利要求1至7中任意一项所述的自动扶梯节能控制系统。