PLC智能信息处理的扶梯节能控制系统设计与开发(6)
但这样的计算结果与实际的测量结果存在较大的误差，通过查阅有关文献资料得知，这其中存在一个0.7的系数关系。0.7这个系数代表的就是在扶梯上的乘客是否走动的百分比。如果向上走动，乘客在扶梯上花费的时间较短，因此消耗的能量较少；如果向下走动，则返回的能量较少。因此，计算可变能耗时必须考虑走动系数，一般都取0.7，但更详细的分析表明对于上行或下行及高峰或非高峰等不同情况，应取不同的值，走动系数变化范围为0.7~1[21]。
经过上述分析得到可变能耗的公式：
上行扶梯： （2.4）
下行扶梯： （2.5）
其中： （kW•h）为可变能耗、m为乘客体重（一般取60kg）、g( )为重力加速度、H（m）为扶梯上乘客变化的高度、N(个)为乘客数量、k为走动系数(一般取0.7)、V（m/s）为扶梯运行速度。
下面用一个计算实例来进一步分析此公式。有一部向下运行的自动扶梯，其运行速度为0.5 m/s，提升高度为18m，，每天运行20h，共运送乘客26000人次；设走动系数为1，固定能耗为467.6kW•h。
可变能耗： 因为 （2.6） 所以 （kW•h）
从上诉计算结果可知，由于本扶梯采用滑动轴承，又是大提升高度，固定能耗比较大，所以影响能耗的主要因素是固定能耗，其中可变能耗是固定能耗的15%~20%[22]。所以要提高扶梯的节能水平可以从降低其固定能耗出发。从上诉分析可知，影响固定能耗的主要因素有以下三方面：机械特性、提升高度、运行速度。当一部扶梯安装调试完毕，投入使用后，其机械特性和提升高度就确定了，所以真正影响日常使用中的扶梯的固定能耗的因素只有运行速度了。而分析影响可变能耗的因素可以得出，对于投入使用的扶梯而言，其运行方向是固定不可变的，乘客是扶梯服务的对象，数量是根据使用场所客流量而定，载客所消耗的能量是不可避免的。所以最后只能从控制方式出发，设计出更具适应性的控制方式，以便在一定程度上减少扶梯的可变能耗。
如图2-5所示，直观的反应了带能量回馈系统的上下行扶梯实际能耗（总能耗）和乘客人数的一般关系。
图2-5 实际能耗（总能耗）与乘客人数关系图
2.3 节能控制技术分析
目前来说主要的扶梯节能控制方法有四种，即自动调节电压法、“自动重新启动”运行模式、△-Y切换法、自动变频法[20]。
2.3.1 自动调节电压法
根据三相异步电动机负载的大小，利用新型节能器自动及时地调节电动机的工作电压，使之能耗达到最小。新型节能器是按电量的有效值来检测电动机的功率因数的，并应用瞬时检测技术在电动机全部运行时间内对其各相的电压、电流的大小以及相位进行检测，据此来调节电动机端电压，使电动机在不同负载情况下都运行在最佳状态，其功率因数和效率都得到一定的提高，能耗也变得最少。这种方法可以应用在不同场合，不受人流量大小的限制。但是这里的控制方法需要专门的变流装置，增加了系统的复杂性，而且不能在空载时长期低速运行，由于低速运行时，转差率会增大，消耗在转子电路的转差功率增大，会导致电动机发热严重，影响其正常工作，如图2-6恒转矩负载变压调速图，图中 ,对于泵类负载，在不同电压下的稳定运行点为 、 、 。加之此方法对电源波形有干扰、扶梯主电动机工作电流不好掌握的技术难题，实际上大部分所谓的相控节电技术并没有做到真正的合理化。