變頻電梯電磁干擾消除方法

1、變頻電梯電磁干擾消除方法在GB7588-2003電梯制造與安裝安全規(guī)范，首次提出電磁兼容性要符合EN1201楙口 EN12016中相關(guān)要求，表面上看是對電磁兼容性提出的要求，實際上就是對設(shè)備的抗電磁干擾能力提出相應(yīng)要求。本文就電磁干擾對 電梯控制 系統(tǒng)和變 頻系統(tǒng)的影響，及如何解決進(jìn)行分析探討。1 電磁干擾何謂電磁干擾?在GJB 72-85電磁干擾和電磁兼容性名詞術(shù)語中定義為“任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低，或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象，被稱為電磁干擾”。因此，對電梯變頻系統(tǒng)及 電梯控制系統(tǒng)在生產(chǎn)、設(shè)計、安裝質(zhì)量要求，應(yīng)具有較強的抗電磁干擾能力和較小的電磁干擾性。 GB

2、7588-2003電梯制造與 安裝安全規(guī)范，首次提出電磁兼容性要符合 EN1201用口 EN12016中相關(guān)要求，并對電梯的設(shè)計、制造、安裝中的電磁 兼容性好壞、抗電磁干擾強弱及電磁干擾的大小，現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)要求更嚴(yán)，質(zhì)量要求更高。2 電磁干擾的來源、分類及特點2.1 電磁干擾來源電梯變頻器大多運行在電磁環(huán)境中同時作為電力電子設(shè)備，它們內(nèi)部由電子元器件、微處理芯片等組成，最容易受到外界的電磁干擾；其次是電梯變頻器中的輸入部分產(chǎn)生的高次諧波和電梯變頻器中逆變電路輸出電壓產(chǎn)生的 高次諧波，此類諧波會使輸入的電壓波形和電流波形發(fā)生畸變而引發(fā)電磁干擾；輸入和輸出側(cè)的電壓、電流含有豐富的 高次諧波，成為干擾源，

3、除對變頻器本身的干擾外，對其它電子設(shè)備也存在較強的有害干擾。在電子線路中，電梯變頻器作為電磁干擾源，同時也是電磁干擾的接受體，同樣也會受到其他電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，如常見的電磁干擾主要來源于電梯制動器線圈與磁芯吸合或釋放；接觸器、繼電器及電氣線路中電容、線 圈工作過程中，控制電路及其它電路中產(chǎn)生的電磁干擾。2.2 電磁干擾分類電磁干擾如按干擾類型分類，常見的有脈沖干擾和平滑干擾；若按干擾時間分類，又分為連續(xù)干擾、間歇干擾、瞬變干擾等。在變頻電梯中最常見的電磁干擾是脈沖干擾、平滑干擾、連續(xù)干擾、瞬變干擾。脈沖干擾？?當(dāng)電磁干擾通過諧振回路時，在回路中產(chǎn)生衰減振蕩，其峰值比平均值大34倍以上，而

4、干擾振蕩在下一個干擾脈沖到來之前早已消失，且互不交迭，具有這種電磁干擾的為脈沖干擾。平滑干擾?當(dāng)當(dāng)磁干擾通過諧振回路時，所產(chǎn)生的衰減震蕩尚未消失。下一個干擾脈沖信號已經(jīng)到來，各干擾脈沖交迭在一起，稱為平滑干擾。連續(xù)干擾是指當(dāng)磁干擾長時間、持續(xù)不斷的產(chǎn)生干擾；間歇干擾是指當(dāng)磁干擾時間短，且斷斷續(xù)續(xù)的；瞬變干擾是指當(dāng)磁干擾時間較短，但有周期性的特點。當(dāng)磁連續(xù)干擾和瞬變干擾在當(dāng)梯變頻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)比較常見，其危害性也相當(dāng)大。2.3 當(dāng)磁干擾的形式及特點受到電磁干擾，常見的主要為直接干擾和噪聲干擾。直接干擾是對一般電子線路、控制線路、變頻裝置的干擾，主要影響電梯變頻器、控制系統(tǒng)的參數(shù)和穩(wěn)定性，參數(shù)的改

5、變和穩(wěn)定性變異，其危害性非常大，往往會使電梯莫名 其妙的停梯及不明原因的故障，給電梯運行安全帶來嚴(yán)重隱患。此類干擾較常見，主要為電磁脈沖干擾或瞬變干擾。有人說電磁干擾的產(chǎn)生也就是噪聲的產(chǎn)生，此種說法非?，F(xiàn)實，電磁干擾除對變頻電梯的變頻系統(tǒng)及控制系統(tǒng)產(chǎn)生直接干擾外，電磁干擾也會產(chǎn)生噪聲干擾。電梯運行中電磁干擾產(chǎn)生的噪聲，是最常見而且是最容易發(fā)現(xiàn)的。通常電梯變頻器運行在一個可能存在著較高電磁干擾的電磁生產(chǎn)環(huán)境中，此時它即是噪聲發(fā)射源，可能又是噪聲接受器。所以，變頻器和其它電子設(shè)備應(yīng)具備較強的抗干擾能力，才能保證其主要參數(shù)不會改變，系統(tǒng)性能不會降低，保證控制系統(tǒng)的安全運行。電磁干擾產(chǎn)生的噪聲常見的有

6、3 種形式，即電磁噪聲、自然噪聲、無線電噪聲。在 電梯檢驗 中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)，有些變頻電梯的控制柜內(nèi)，會出現(xiàn)一種連續(xù)不斷“吱-吱的高頻噪聲，其頻率一般在 20006000 Hz之間或更高，這就是在電梯逆變電路中產(chǎn)生或控制電路中寄生電流產(chǎn)生的電磁干擾噪聲。在逆變電源輸出線路中，電機電纜和電機內(nèi)部存在一個無形的寄生電容， 變頻器通過這個寄生電容產(chǎn)生一個高頻脈沖噪聲電流， 此時變頻器成為一個噪聲源。消除干擾，消除噪聲，只是一種理想，目前尚無法絕對消除，只能通過一些技術(shù)手段，使電磁干擾減小，電磁干擾噪聲降低。從前面噪聲來源分析，由于有些噪聲電流之源是變頻器，因此，這個噪聲電流一定要流回變頻器，否則噪聲電流

7、將會嚴(yán)重干擾電梯電源電路和控制電路。這些干擾主要是脈沖干擾、連續(xù)干擾，這類干擾如不消除，其危害性非常大，電梯運行會出現(xiàn)上述不安全現(xiàn)象或故障。在 電梯檢驗 工作中常會發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)早期變頻拖動電梯，其電動機電源線未增設(shè)屏蔽套線，線路中噪聲電流無法通過屏蔽線和PE（接地保護(hù)下同）連接點有效返回，而誘發(fā)電磁干擾噪聲。更有甚之，有部分變頻器連接線、輸出電 源線都未加裝屏蔽線，電磁干擾增大，也是電梯機房內(nèi)電磁噪聲增加的主要原因。3 電磁干擾的消除方法及措施3.1 電磁干擾的消除方法電梯控制 系統(tǒng)及變頻器系統(tǒng)要求有較強的抗干擾能力和較小的干擾性，首先要了解電磁干擾3 個基本組成要素一電磁干擾源、耦合途徑、敏

8、感元件。在 3 個基本要素中，缺少任何 1 個要素都不會發(fā)生電磁干擾，然而，在正常電磁生產(chǎn)環(huán)境中，任何 1 個要素都不可能會缺少，因為電梯變頻器、電子線路、控制線路的設(shè)計、制造、安裝均已定型，設(shè)備、產(chǎn)品的抗干擾性和內(nèi)在質(zhì)量都已無法改變。如果要解決電磁干擾問題，日常工作中僅能對電磁干擾源、耦合途徑采取相應(yīng)措施，降低或減少電磁干擾。抗電磁干擾常用的技術(shù)方法有屏蔽、接地、濾波、搭線、隔離、合理布線等。通過對電磁干擾源、耦合途徑采取上述技術(shù)措施，可有效減少或消除電磁干擾。在屏蔽技術(shù)中常用的有靜電屏蔽、交變電磁場屏蔽、低頻磁場屏蔽、高頻磁場屏蔽。在 電梯設(shè)計 、安裝中采用最多的是磁場屏蔽技術(shù)。接地方法常

9、用的有信號接地、設(shè)備接地、安全接地等。信號接地有多種，如懸浮接地（ 設(shè)備懸浮、電路懸浮接地） 、 單點接地 （并聯(lián)單點接地、 改進(jìn)并聯(lián)接地） 、 混合接地 （ 電源接地、 信號接地 ）等。 設(shè)備接地有單點接地、 多點接地 （設(shè)備多點接地、單元電路多點接地，射頻部分需要多點接地） 。安全接地有設(shè)備安全保護(hù)接地、接零保護(hù)接地、防雷安全接地。在 電梯安裝 中，最常采用的是信號接地（ 單點、混合接地） 、設(shè)備接地（ 單點、多點接地） 、安全接地（ 設(shè)備安全保護(hù)接地、接零保護(hù)接地） 。防雷接地在 電梯安裝 中一般多不采用，要求在房屋建設(shè)中考慮保護(hù)性防雷接地。提高電磁兼容性常采取的措施，是空間分離和時間分

10、隔?？臻g分離是指控制空間輻射干擾的最有效方法，加大空間距離，例如 電梯控制 柜內(nèi)的控制系統(tǒng)和變頻系統(tǒng)進(jìn)行分層布置，并在層層之間加大空間距離。時間分隔是利用有用信號在干擾信號停止發(fā)射時間內(nèi)進(jìn)行傳輸 ( 一般是不易采用其它方法控制時，可以采用此方法 ) 的技術(shù)措施，首先對有用信號和干擾信號出現(xiàn)時間進(jìn)行確定，然后采用時間回避控制，利用有用信號在干擾信號停止發(fā)射時間內(nèi)進(jìn)行傳輸，利用時間差回避干擾。這種方法在電梯變頻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)一般不用。3.2 消除電磁干擾常采用的措施(1) 利用屏蔽技術(shù)減少電磁干擾。為有效的抑制電磁波的輻射和傳導(dǎo)及高次諧波引發(fā)的噪聲電流，在用變頻器驅(qū)動的電梯電動機電纜必須采用屏蔽電

11、纜，屏蔽層的電導(dǎo)至少為每相導(dǎo)線芯的電導(dǎo)線的1 10，且屏蔽層應(yīng)可靠接地?？刂齐娎|最好使用屏蔽電纜；模擬信號的傳輸線應(yīng)使用雙屏蔽的雙絞線；不同的模擬信號線應(yīng)該獨立走線，有各自的屏蔽層。以減少線間的耦合，不要把不同的模擬信號置于同一公共返回線內(nèi)；低壓數(shù)字信號線最好使用雙屏蔽的雙絞線，也可以使用單屏蔽的雙絞線。模擬信號和數(shù)字信號的傳輸電纜，應(yīng)該分別屏蔽和走線。(2) 利用接地技術(shù)消除電磁干擾。要確保 電梯控制 柜中的所有設(shè)備接地良好，應(yīng)使用短而粗的接地線連接到電源進(jìn)線接地點(PE)或接地母排上。特別重要的是，連接到變頻器的任何電子控制設(shè)備都要與其共地，共地時也應(yīng)使用短和粗的導(dǎo)線。 同時電機電纜的地線應(yīng)直接接地或連接到變頻器的接地端子(PE) 。 上述接地電阻值應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。(3) 利用布線技術(shù)改善電磁干擾。電動機電纜應(yīng)獨立于其它電纜走線，同時應(yīng)避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線，以減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾；如果控制電纜和電源電纜交叉時，應(yīng)盡可能使它們按90°角交叉，同時必須用合適的線夾將電機電纜和控制電纜的屏蔽層固定到安裝板上。(4) 利用濾波技術(shù)降低電磁干擾。 利用進(jìn)線電抗器用于降低由變頻器產(chǎn)生的諧波， 同時也可用于增加電源阻抗