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广州地铁车站自动扶梯的节能及控制系统设计

作　者: 方江辉
导　师: 季静；谭晓梅
学　校: 华南理工大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 地铁自动扶梯节能变频器
分类号: U231
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 98次
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内容摘要

随着广州地铁线网的不断延伸,自动扶梯作为地铁车站乘客输送的主要工具也在大量增加。由于自动扶梯功率大、负载重,每天需要连续运行20小时以上,消耗了大量电能。但是,经初步研究发现,地铁车站自动扶梯所消耗的大部分电能都属于无用功,以地铁站内的出站上行自动扶梯为例,通过对这种扶梯进行实地测试的结果表明,每当地铁列车到站后,蜂拥的人流在自动扶梯上持续的时间大约为45秒左右,如果按每3分钟1班列车计算,扶梯的“负载持续率”也仅为25 %左右,其余时间扶梯都是在空载或很低的负载下运行的,由此造成大量的能源浪费。考虑到人们赖以生存的地球正面临着污染和能源短缺等严重问题,如何在确保自动扶梯设备安全可靠地运行的前提下进行最大限度的节能设计,提高能源利用效率,保护和改善环境,具有重要的现实意义。本文将从自动扶梯的工作原理出发,详细分析自动扶梯的能源消耗情况,找出自动扶梯节能的关键点,再以此为基础,结合目前国内外自动扶梯的发展技术,提出几种切实可行的节能方法：加装智能节电器法、自动调节电压法、△—Y切换法和自动变频法等,并同时对以上几种方法的节能效果进行计算,从而分析比较出最优的变频节能方式。最后,本文还详细叙述了自动扶梯变频节能设计及其控制系统。本文研制的自动扶梯变频节能技术具有很大的兼容性,可适用不同高度、不同速度、不同变频器、不同厂家的所有自动扶梯,而且可靠性强、性价比高,具有很强的实用性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
图表目录  10-11
第一章绪论  11-14
  1.1 工程背景及应用价值  11-12
    1.1.1 论文研究的工程背景  11
    1.1.2 论文选题的意义  11-12
  1.2 文献综述  12
  1.3 研究范围及方法  12-14
    1.3.1 论文研究的范围及方法  12-13
    1.3.2 论文的结构  13-14
第二章自动扶梯节能技术的介绍  14-21
  2.1 地铁车站自动扶梯系统结构简介  14
  2.2 自动扶梯节能技术的发展  14-19
    2.2.1 自动调节电压法  14-17
    2.2.2“自动重新启动”运行模式  17
    2.2.3 △—Y 切换法  17-18
    2.2.4“交—交”变频方式  18-19
  2.3 本章小结  19-21
第三章广州地铁车站自动扶梯的节能设计  21-33
  3.1 变频节能设计原理  21-23
  3.2 电机的选型  23-27
  3.3 减速箱的选型  27
  3.4 变频器的选型及控制方式  27-30
    3.4.1 变频器的选型  27-29
    3.4.2 变频器的控制方式  29-30
  3.5 节能控制系统  30-32
  3.6 本章小结  32-33
第四章自动扶梯节能控制系统的软件设计  33-40
  4.1 广州地铁自动扶梯节能控制系统软件设计的要求  33
  4.2 软件设计的总体规则  33-35
  4.3 可编程序控制器软件系统数学模型设计  35-36
    4.3.1 T值的总数学模型  35
    4.3.2 加（减）速时间的确定  35-36
  4.4 编程软件的介绍  36-38
  4.5 PLC 程序流程图及功能模块说明  38-39
  4.6 本章小结  39-40
第五章自动扶梯节能控制系统的通讯设计  40-48
  5.1 串行通讯的原理  40-41
  5.2 主控制器的选择  41-44
    5.2.1 主要参数  41
    5.2.2 外形及结构尺寸  41-42
    5.2.3 工作原理  42
    5.2.4 信号说明  42-44
  5.3 CAN 总线网络协议  44
  5.4 串行通讯系统硬件抗干扰措施  44-46
    5.4.1 串模干扰  44-45
    5.4.2 共模干扰  45
    5.4.3 长线传输干扰  45-46
    5.4.4 接地技术  46
  5.5 本章小结  46-48
第六章自动扶梯运行现场抗干扰分析  48-53
  6.1 自动扶梯的电磁抗干扰  48-49
  6.2 自动扶梯的敷线对抗干扰的影响  49-51
    6.2.1 MPU 电子板电源和通讯线的敷线  49
    6.2.2 旋转编码器信号线的敷设  49
    6.2.3 随行电缆、电源线和通讯线排布应遵循的原则  49
    6.2.4 内部通讯线的敷设  49
    6.2.5 扶梯侧电气布线  49-50
    6.2.6 接地  50-51
  6.3 综合布线的抗干扰设计  51-52
    6.3.1 双绞线抗干扰  51-52
    6.3.2 非屏蔽与屏蔽线缆的选择  52
    6.3.3 屏蔽系统  52
  6.4 本章小结  52-53
第七章工程实例  53-55
  7.1 广州地铁二号线节能试验  53-54
  7.2 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-58
致谢  58-59
附录  59

广州地铁车站自动扶梯的节能及控制系统设计

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