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PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(5)

时间:2016-12-30 11:38来源:毕业论文
影响可变能耗的因素包括以下三方面: (1) 运行方向 当自动扶梯向上运行时,是将其中一部分电能转化为负载的势能,消耗电能;当其向下运行时,并


影响可变能耗的因素包括以下三方面:
(1)    运行方向
当自动扶梯向上运行时,是将其中一部分电能转化为负载的势能,消耗电能;当其向下运行时,并带有一定负载时,电动机处于发电状态,扶梯将产生一定的再生能量。对带有能量回馈装置的扶梯,负载的势能转化为电能,当负载大小达到一定程度时,就可以实现向电网回馈能量。
(2)    乘客数量
自动扶梯上行时,可变能耗随着负载的增加而增加。对于不带能量回馈装置的自动扶梯,下行时,可变能耗随着负载的增加而增加,增加的速度较缓;对于带能量回馈的,下行时,随着负载的增加,消耗的电量将减小,回馈的电量将增多。图2-3是自动扶梯上行和下行过程中,自动扶梯功率与载荷的关系图,该自动扶梯的规格为:额定功率6.6kW,提升高度4.2m,运行速度0.5m/s,带能量回馈装置[5]。
 
图2-3 自动扶梯功率与载荷的关系
从上图可以看出,扶梯下行时,当负载达到约16%时,扶梯处于临界状态,对于带能量回馈装置的扶梯来说,基本不消耗能量,负载减少的势能与消耗的电能平衡。若增大负载,则扶梯将再生能量,并回馈给电网,图中负值部分即为回馈的能量。
(3)    控制方式
自动扶梯是提供给公共场所为更有效输送客流而设计的,所以要在保证扶梯安全、舒适、稳定运行的前提下再来考虑扶梯的节能问题。目前来说自动扶梯的使用面很广,使用场所外界条件各有差异,为保证扶梯的正常运行,同时兼顾节能的目的,扶梯设计者一般会根据具体的使用场所,设定一种具有针对性的控制方式,以便平衡日常使用和节能这两方面要求。
2.2 总能耗分析计算
当扶梯的固定能耗和可变能耗都计算出来后,总能耗就等于固定能耗加上可变能耗,即:                                                      (2.3)
因为扶梯的固定能耗随着扶梯设计和运用场合的不同而存在差异,没有对应的计算公式,只有通过实际测量才能得到大概能耗,同时扶梯的固定能耗即为其空载运行时的能耗,所以只要测量出扶梯一段时间里面的运行状态,统计出当时的载客量和对应的扶梯实际能耗,并以载客量为横坐标,扶梯实际能耗为纵坐标绘制出坐标图,描出对应的点,并以直线进行拟合,载客量为零时直线与纵坐标的交点就是扶梯的空载能耗,即为固定能耗。进行多次测量,并绘出坐标图,读取的空载值,算出平均空载值,用来作为该扶梯运行时的固定能耗,这样可以尽可能的减小测量误差。
以带能量回馈装置的下行扶梯为例,如图2-4为下行扶梯客流量和能耗的关系图。从图中可以读出其空载能耗为10kW•h,当载客量超过65人/min时,扶梯产生的再生能量就可以回馈给电网。
 
图2-4 下行扶梯能耗和客流量关系图
通过查阅相关文献资料可知,扶梯的可变能耗与乘客数量、乘客体重以及自动扶梯的提升高度和运行速度有关。根据能量守恒定律可知,前提是把人看成静止,对于上行扶梯而言,人从扶梯的低处到达高处,人的动能和重力势能都会改变,因为扶梯是匀速运行的,所以人的动能改变量是恒定的,即为 ;人的重力势能是随着扶梯上升高度的增加而增加的,增加量为mgH。所以上行扶梯消耗的可变能耗为人的重力势能和动能的和;对于下行扶梯而言,人从扶梯的高处到达低处,人的动能和重力势能都会改变,因为扶梯是匀速下降运行的,所以人的动能改变量是恒定的,即为 ;人的重力势能是随着扶梯下降高度的增加而减小的,减小量为mgH。所以下行扶梯消耗的可变能耗为人的重力势能和动能的差。 PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(5):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_1689.html
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