[发明专利]乘客输送设备的控制装置及其实现方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种乘客输送设备的控制装置。

背景技术

在不同楼层之间输送乘客的自动扶梯、以及在平地上输送乘客的自动人行道，被统称为乘客输送设备。为了降低能量损耗和机械磨损，乘客输送设备在无乘客时通常采用低于营运速度的待机速度运行，在有乘客时则采用营运速度运行。为了平缓地实现速度变换，通常为乘客输送设备的电动机增加变频器，由变频器将工业电源转换为电压和频率可调的电源。又为了降低变频器的规格从而降低成本，乘客输送设备通常采用旁路变频的驱动模式，即在无乘客时采用变频器输出的电源驱动电动机以实现节能，在有乘客时先通过变频器输出的电源对电动机进行加速，直至电动机达到营运速度后切换至工业电源驱动。

然而，传统的旁路变频的驱动模式存在如下缺点：

其一，不能提供多档营运速度。有些乘客输送设备要求提供两种或更多的营运速度，如0.65m/s、0.5m/s等，而旁路变频的驱动模式由于在有乘客时采用工业电源（我国为50Hz、380V）来驱动电动机，因而只能提供一种营运速度。

其二，在由变频器向工业电源切换时，由于两者电压相位的不同可能导致大电流冲击。据试验，最高可以达到电动机额定电流的12～14倍，从而导致跳闸、保险丝熔断、乘坐舒适感降低等问题。

为了克服上述缺点，人们为采用旁路变频的驱动模式的乘客输送设备提出了各种改进的技术方案。

专利号为ZL200610039476.1、授权公告日为2009年6月3日的中国发明专利公开了一种交流电动机从变频器向工业电源的平滑切换方法。该方法将变频器的输出频率控制为工业电源频率±5Hz，从而使变频器和工业电源的相位差以一个相对缓慢的频率变化，监视该相位差从而获取最优的切换时机。该方法可以解决切换时的大电流冲击，然而，因其被动等待相位同步的特性，切换时机存在不确定性。如果切换发生在大量乘客已经踏上乘客输送设备之后，那将会产生安全隐患。由于切换前乘客输送设备由变频器供电，出于成本的原因，通常该变频器功率较小。一旦大量乘客踏上乘客输送设备致使其负载增加，同时电动机需要加速运行，就可能超出变频器的设计功率。此时乘客输送设备的过载保护策略就会起动，并停止运行，这可能导致乘客摔倒，带来安全隐患。同时由于电源切换需要一段时间，在启动切换到切换实际完成期间，两个电源的相位差存在漂移，影响切换效果。

专利号为ZL02123284.9、授权公告日为2006年1月18日的中国发明专利公开了一种扶梯电动机在变频器和工业电源之间的切换方法。该方法通过施密特触发器主动修正而使得两个电源之间的相位同步。然而，其相位同步行为发生在已经将变频器的输出频率加到与电网电源的频率相同之后，同样存在切换可能发生在大量乘客已经踏上乘客输送设备之后的问题，存在安全隐患。

专利号为ZL200980104690.2、授权公告日为2013年7月24日的中国发明专利公开了一种扶梯电动机的新型控制策略。该方法始终保持变频器的输出频率和相位与电网电源相同，从而确保在电源切换时无相位差导致的大电流冲击。该方法即使在无乘客时也保持变频器的输出频率不变，仅降低变频器的输出电压来节能，这使得电动机始终匀速运行，节能效果无法被直观地观察到。而一旦这种控制策略失效，例如在有乘客时仍由低电压的变频器驱动电动机，就会由于驱动能力不足而产生安全隐患。此外，该方法由同一控制器控制着转换器和变频器，从而消除电源切换中的相位差，致使系统过于复杂、成本太高。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种乘客输送设备的控制装置，仍采用旁路变频的驱动模式，但提供了多档营运速度，具有良好的节能效果，并实现了平滑、安全的电源切换。为此，本申请还要提供所述乘客输送设备的控制装置的实现方法。

为解决上述技术问题，本申请乘客输送设备的控制装置包括：

——营运速度选择装置，用于设定营运速度；其提供了至少两档营运速度供选择；

——控制装置，根据营运速度选择装置是否设定为最高档的营运速度，分别控制驱动装置工作于旁路变频驱动模式、有源前端驱动模式；

——驱动装置，其中包括有变频器，还连接着工业电源；驱动装置以工业电源或者变频器来驱动电动机；

——电动机，用于带动直接搭载负载的部件运行。

本申请乘客输送设备的控制装置的实现方法为：控制装置实时监控营运速度选择装置中的营运速度设定值；当营运速度被设定为最高档，则控制装置使驱动装置工作于旁路变频驱动模式；当营运速度被设定为除最高档以外的其他档，则控制装置使驱动装置工作于有源前端驱动模式。