地铁车站自动扶梯主控制电路原理探究韦成龙

韦成龙

（南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司530029广西壮族自治区）

摘要：本文将通过对控制自动扶梯的重要要求以及其主控制电路的典型结构进行全面介绍，进而探究、分析地铁车站自动扶梯主控制电路的原理，以期为有关部门提供可靠参考。

关键词：地铁车站；自动扶梯；主控制电路；电路原理

引言

在当前的地铁车站中，自动扶梯属于极为重要的一类机电设施，其能否稳定运行，将直接影响地铁车站的运营秩序，以及乘客生命安全。如今绝大部分地铁车站中都应用变频器或者直接供电这两类控制模式，各部门对其的实际设计要求也非常严格。因此，有关部门应对其电路原理展开深入研究。

一、控制自动扶梯的重要要求

自动扶梯对于地铁车站而言极其重要，其能否稳定、安全地工作，将对车站内部的运营秩序以及人员生命安全产生直接性的影响[1]。在通常情况下，自动扶梯主要会被设立于地铁车站的站厅层、地面层的非付费区域以及付费区域站厅层、站台层间。在正常状况下，自动扶梯的主要作用便是运送乘客，另外一旦车站内部出现火灾，其还可以帮助车站对乘客进行快速疏散。所以，对于自动扶梯而言，其控制系统包含了异常控制模式以及正常控制模式两大类：

（1）异常控制模式：扶梯需要以自身最大的允许速度提升工作速度，确保乘客能够被快速疏散。

（2）正常控制模式：对正常速度加以控制，确保扶梯正常工作。

按照有关国家的有关规范和标准，在地铁车站自动扶梯控制速度设计过程中，应确保当其倾斜角不超出30°的时候，工作速度被控制到0.75m/s以内；当其倾斜角处于30°-35°的时候，工作速度被控制到0.5m/s以内。与此同时，胶带或者踏板宽度在少于1.1m的时候，自动人行道工作速度应不超过0.9m/s；如果没有乘客使用自动扶梯，应当保持其工作速度处于节能速度，即0.13m/s。

二、自动扶梯主控制电路典型结构

地铁车站内自动扶梯主控制电路的典型结构通常是PLC和变频器结合而成的变频调速结构系统（VVVF），启动方式为Y/△。如今我国的变频交流调速技术日益成熟，以变频调速结构系统对自动扶梯主电路加以控制已经被广泛普及应用。此系统具备了舒适、节能、低噪音、高效以及可靠等诸多优势，其涵盖的设备为：

2.1交流电动机

在对自动扶梯驱动电机进行选择时，通常都会选择“三相交流异步”电动机，这主要是由于其能够充分对自动扶梯便于调速和保养维修、有较大启动力矩、耐用坚固以及工作稳定等需求。与此同时，“三相交流异步”电动机还可以便于结合变频器，从而真正实现变频调速结构系统对扶梯电路进行有效控制。

2.2变频器

对于自动扶梯而言，变频器为其核心装置。对于变频器的选择，其范围较大，如今市场中各类主流变频器均适用于控制自动扶梯主电路。近些年最为常见的变频器便是DanfossVLT2900，其常被用到AC380V（0.55-18.5kW）交流电动机内，其输出的频率通常处于0-1000Hz范围内，其电压的等级通常是380-480VAC，并且具备电动机自动整定的功能，能够使电动机的参数被自动测量出来，从而保证电动机与变频器处于最佳的匹配状态中。除此之外，此变频器具备PID，能够对自动扶梯进行最优闭环控制。

三、地铁车站自动扶梯主控制电路原理

3.1控制工频

在此模式中，无法调整自动扶梯的转速，只存在停止以及运行这两大状态：

（1）控制启动：若电机星型启动的接触器和工频运行接触器以及电梯下行或者上行的接触器出现得电动作，便会使电机获得电力，此时的定子绕组会呈现Y型的接法，使得自动扶梯正常启动。

（2）控制正常工作：自动扶梯的电机，其启动的时间一般会持续约10s，当电机的转速到达了60-70％额定转速时，其星型启动的接触器便会断电，而其三角型的运行接触器会出现得电动作，此时的定子绕组会呈现△型的接法，使得电机正常工作[2]。

3.2控制变频

在此模式中，对自动扶梯电机正反转加以控制的正是变频器，而下行接触器在断电状况时，并不会参与到控制电机的正反转过程中。

（1）控制快慢速：变频器是实现控制自动扶梯快慢速的关键装置。若自动扶梯没有处于检修状态，正常工作，此时串联于控制快慢速继电器常闭以及常开触点检修开关会保持断开状态，而变频器会按照预设频率进行输出，扶梯运行速度正常。若检修开关处于检修状态，此时串联于控制快慢速继电器常闭以及常开触点检修开关会保持闭合的状态，而会出现信号输出，变频器便会按照预设慢速的频率进行输出，扶梯运行速度处于慢速状态。

（2）控制上行：在控制变频模式中，扶梯的上行接触器会出现得电动作，此时上行继电器会受到PLC的控制，产生得电的动作，常开的触点会闭合，当把扶梯的上行指令输出后，相应变频器端子输出的信号会返回另一个端子，而变频器自身会根据预设的频率将交流电压输出，扶梯处于上行状态。

（3）控制下行：在控制变频模式中，扶梯的下行接触器会出现得电动作，此时下行继电器会受到PLC的控制，产生得电的动作，常开的触点会闭合，当把扶梯的下行指令输出后，相应变频器端子输出的信号会返回另一个端子，而变频器自身会根据预设的频率将交流电压输出，扶梯处于下行状态。

3.3控制制动

（1）保持电网的稳定性：在电机进行快速制动的时候，制动电阻能够直接把此过程中再生的电能转化成热能，而这部分再生的电能便不会被反馈至电源的整体电网当中，更不会使电网的电压出现不良波动，进而使电源网络整体的平稳性得以保持。

（2）对变频器加以保护：在电机快速“停车”的时候，因为其具备一定程度的惯性，所以会生成许多再生的电能，一旦系统没有在第一时间对这部分再生的电能进行消耗处理，便会导致这部分再生的电能直接在变频器直流电路中产生作用，从而引发变频器的故障，严重时甚至会使变频器受到损害。制动电阻可以对上述问题进行良好解决，进而对变频器加以保护，使其不会受到再生的电能损害。

3.4控制关键联锁

在主回路内设计控制关键联锁的主要目的，便是确保自动扶梯能够安全、稳定地工作。需要注意的是：

（1）变频器的主供电接触器、电机的变频运行接触器以及电机的工频运行接触器联锁时，变频与工频接触器无法一同获得得电的动作。

（2）当处于地铁车站自动扶梯电机的工频工作模式时，其上行接触器以及下行接触器联锁时，两个接触器无法一同获得得电的动作。

（3）当处于地铁车站自动扶梯电机的变频工作模式时，其上行接触器以及电机的星型启动接触器、三角形运行的接触器联锁时，上行接触器会得电，而电机的星型启动接触器、三角形运行的接触器无法得电。

（4）需要注意的是，自动扶梯的下行继电器与上行继电器产生联锁时，二者的信号无法一同向变频器传输。

四、结论

总体而言，为了确保地铁车站对于自动扶梯安全工作的重要要求，其主控制应当科学合理，且具备安全性。尤其在设计电气主回路时，应当充分满足便捷、高效且稳定的需求。另外，随着时代发展，环保节能理念逐渐普及，自动扶梯还应当具备节能的功能。

参考文献：

[1]张慎富.地铁自动扶梯急停控制的敷线方式研究[J].现代工业经济和信息化，2018，8（16）：27-29.

[2]杨永奇.地铁车站自动扶梯主控制电路原理分析[J].职业，2016（27）：146-147.