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交流变压变频调速扶梯动力回路的配电
设计剖析
交流扶梯的功率质数是多少？属于哪些工作制？如何进行电压估算？断路器怎么选择？本文将为你一一解答，若时间充分实际电功率怎么算，请耐心阅读全文，若无时间，可直接跳转至文末推论。
一、引言
近年来随着变频技术的发展进步实际电功率怎么算，建筑设计中常见的住宅电梯，商用扶梯、医用扶梯等都早已是采用的交流变压变频调速（VVVF）系统，这与先前的交流双速扶梯、交流调压调速扶梯有很大区别，VVVF扶梯以其独到的先进技术和性能，实现了节能、快速、舒适、平层确切、低噪声、安全等目标。由于其优越的调速性能、显著的节能疗效，在好多应用场合已成为现今扶梯市场的主流。
二、常见设计做法
以常见的一类高层住宅的扶梯为例，其主要参数为提高高度120m/载重/人数14人/运行速率2.5m/s，根据扶梯资料可知（建筑专业提供或扶梯厂家提供）其用用电功率P=20.4kW。
20.4kW包含了扶梯的曳引电动机功率PN=20kW（后面估算会用到）、门机功率、控制系统用电等其他附属设备用电功率0.4kW（后面估算会用到），不包含轿厢照明、井道照明、机房通风等用电功率、也不包含轿厢空调功率和机房降温用的挂机空调功率。
加上机房空调、照明等用电，电梯配电箱的总功率取约22kW;计算电压
Ij=22*1/(1.732*0.38*0.55)=60.8A；
双电源开关按回路估算电压的125%选择为80A尺寸。
从扶梯配电箱到扶梯厂家控制箱的馈线回路就直接选择了63A开关和16平方的YJV电缆，且扶梯控制箱动力馈线回路并未做电压估算。此做法设计上应当是安全可靠的，但实际估算是否这么？
三、相关估算
1、交流扶梯的功率质数是否按《工业与民用共配电设计指南》（以下简称《配四》）P13表1.4-3中的0.5～0.6？
依据GB∕T 12974.2-2014 《交流扶梯电动机通用技术条件第2部份：永磁同步电动机》：
▲目前永磁同步电动机是市场上主流配置
由于永磁同步电动机一些列的优点，比如结构优越,转子上使用了永磁体，无电枢耗损，无碳刷和滑环之间的摩擦耗损和接触电耗损；功率诱因高。
永磁电机在正常运转时，转子怠速和转子磁场怠速一致，转子鼠笼条上没有电压，定子上感应电压降低，因此功率质数高，具有较宽的经济运行范围：永磁同步电机负载发生变化，功率诱因一样可以在0.9以上。现在永磁同步电动机在交流扶梯中已得到全面的应用。
另外变频调速系统通过改善其功率质数可以达到0.9~0.95以上。
故本文按厂家提供的0.85的功率质数进行估算，对《配四》P13表1.4-3中的0.5~0.6的功率质数存在疑惑。
2、交流扶梯的马达工作制是短时工作制吗？
依据GB∕-2012《交流扶梯电动机通用技术条件》：
▲电动机为断续周期工作制（S5）
▲某商业大厦扶梯电动机标牌，可见其定额为S5
▲《配四》P1070中可见S5是断续周期工作制
▲《配四》P4关于交流扶梯用电动机属于短时工作制
可见交流变频扶梯的电动机定额是S5，是断续周期工作制，《配四》中说交流扶梯用电动机是短时工作制是不确切的。
3、交流扶梯的估算电压怎么估算？
依据-2011《通用用电设备配电设计规范》3.3.4的要求：
3.3.4 电梯或自动扶梯的供电导线应按照电动机标牌额定电压及其相应的工作制确定，并应符合下述规定：
1 单台交流扶梯供电导线的连续工作载流量应小于其标牌连续工作制额定电压的140％或标牌0.5h或1h工作制额定电压的90％。
依据《工业与民用供配电设计手册》第四版：
▲《配四》P1146关于单台扶梯的估算电压取值
▲《配四》P4关于周期工作制的统一负载持续率的有功功率估算
因此扶梯导线的连续工作载流量应按小于其标牌连续工作制额定电压的140％及其附属家电电压之和估算。一般住宅扶梯负载持续率40%，60%居多，商业扶梯负载持续率通常为70%。不同的负载持续率对应不同的设备功率换算，换算以后得到一个假想的等同于连续工作制下的持续性负荷，其热效应与实际变动负荷所形成的最大热效应是相等的。
依据《配四》1.2-1的公式，按60%负载持续率时换算到连续工作制下：
依据GB∕.2-2014 交流扶梯电动机通用技术条件第2部份：永磁同步电动机的表1：
可知永磁同步电动机按效率约η1=0.86（实际效率可能更高），变频效率约按η2=0.95，则曳引提高传动部份在扶梯控制箱后端系统输入功率为：
Pjs=Pe/η1/η2=15.5/0.86/0.95=18.97kW，
系统输入电压则约为
Ijs=18.97/(1.732*0.38*0.85)=33.9A，
附属家电电压Ifs约为400/220/0.85=2.14A，
因此要求导线连续载流量
Iz＞1.4Ijs+Ifs=1.4*33.9+2.14=49.6A。
可选择扶梯动力电源回路断路器可选用50A尺寸，再选用匹配的导线即可满足要求。此开关可选用3200型塑壳不用带过负荷保护。
▲配中学短时工作或断续周期工作的电动机，可不装设过负荷保护
▲配中学明晰可以直接采用厂家数据选用开关和导线
由于扶梯运行过程仍然是在变频控制之下，其运行电压值并不是一个固定不变的某个具体数值，为满足扶梯配电要求厂家通常只会给出所须要提供的电源开关和导线尺寸，而不会提供一系列数据。
四、电梯产品剖析
根据产品说明书和《配四》电梯数据表可知，电梯（载重/人数14人/运行速率2.5m/s）的电源断路器尺寸为50A时侯，主电源线采用的是25平方BV线。
▲此表为《配四》表12.3-3，此处相对于《配三》放大了一级
▲此表为为奥的斯技术参数表
▲此表为为日立MCA扶梯参数表
▲此表为LEHY-III三菱技术参数表
经过咨询扶梯厂家，由于扶梯属于特种设备，安全可靠性至关重要，建议导线加强一级截面。
根据前面导线校准可知却能够缩小截面等级，因此实际上设计中按正常导线与开关的匹配设计，使用并无问题。
五、导线校准
根据《配四》要求：
电梯电动机是断续周期工作制，工作周期无论是取5min，还是10min情况下，校验导线断续工作制下的载流量都小于正常连续负载载流量，具体内容详见配四表12.8-2和表12.8-6。
但是这是否意味着可以按此表增加导线截面等级去选择电源导线？实际上这是不可取的，因为还涉及到导线热稳定、压降和灵敏度校准，而且增加截面选定导线是与扶梯厂家的导线要求相违反的。
六、结论
①《配四》提供交流扶梯功率质数0.5～0.6存在疑惑，并不适宜当下的大部分扶梯；
②《配四》中关于交流扶梯的马达工作制是短时工作制并不确切；
③现在常见的交流变压变频调速扶梯动力回路开关导线选定与实际估算有一定误差，多数都是放大了一级，从使用角度来看是安全可靠的，但是从设计角度来说不是很精准，或可以根据扶梯厂家的指导说明书中的参数要求来进行设计；
④ 电梯配电箱到扶梯厂家控制箱的馈线回路可选用单磁型断路器，且应具有隔离功能。