如何解決電磁幹擾對電梯控製係統和變頻係統的影響
發布時間:2013-03-19 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】變頻電梯在客貨電梯中占有極其重要的地位,給人們的生活、工(gong)作(zuo)帶(dai)來(lai)很(hen)多(duo)方(fang)便(bian)。但(dan)電(dian)梯(ti)變(bian)頻(pin)線(xian)路(lu)和(he)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)線(xian)路(lu)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)及(ji)危(wei)害(hai)性(xing)人(ren)們(men)尚(shang)不(bu)了(le)解(jie),本(ben)文(wen)就(jiu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)對(dui)電(dian)梯(ti)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)和(he)變(bian)頻(pin)係(xi)統(tong)的(de)影(ying)響(xiang),及(ji)如(ru)何(he)解(jie)決(jue)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)探(tan)討(tao)。
由於變頻調速具有回路簡單、功率因素高、節省能源、起動平穩、調速範圍寬等優點,所以使變壓變頻電梯得到了快速發展。變頻電梯在客貨電梯中占有極其重要的地位,給人們的生活、工(gong)作(zuo)帶(dai)來(lai)很(hen)多(duo)方(fang)便(bian)。但(dan)電(dian)梯(ti)變(bian)頻(pin)線(xian)路(lu)和(he)係(xi)統(tong)控(kong)製(zhi)線(xian)路(lu)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)及(ji)危(wei)害(hai)性(xing)人(ren)們(men)尚(shang)不(bu)了(le)解(jie),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)尚(shang)未(wei)得(de)到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)重(zhong)視(shi),英(ying)阿(e)馬(ma)島(dao)之(zhi)戰(zhan)中(zhong),英(ying)國(guo)謝(xie)非(fei)爾(er)德(de)號(hao)導(dao)彈(dan)驅(qu)逐(zhu)艦(jian),由(you)於(yu)雷(lei)達(da)與(yu)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)相(xiang)互(hu)幹(gan)擾(rao),不(bu)能(neng)同(tong)時(shi)工(gong)作(zuo),恰(qia)遇(yu)阿(e)根(gen)廷(ting)的(de)飛(fei)魚(yu)導(dao)彈(dan)來(lai)襲(xi),造(zao)成(cheng)艦(jian)毀(hui)人(ren)亡(wang)的(de)慘(can)劇(ju)。
1993年美國西北航空公司1架飛機上,因乘客使用調頻收音機,使飛機導航係統故障,導航係統的指示發生偏離10度以上。差一點釀成重大悲劇。
在民兵I導dao彈dan飛fei行xing實shi驗yan中zhong,空kong中zhong運yun行xing時shi發fa生sheng爆bao炸zha。後hou經jing反fan複fu試shi驗yan證zheng實shi,彈dan頭tou和he絕jue緣yuan單dan體ti之zhi間jian發fa生sheng靜jing電dian放fang電dian,幹gan擾rao脈mai衝chong破po壞huai計ji算suan機ji正zheng常chang工gong作zuo,發fa生sheng導dao彈dan炸zha毀hui事shi故gu。
從以上事故不難看出,電磁幹擾具有很大的危害性。國家在GB7588-2003《電梯製造與安裝安全規範》,首次提出電磁兼容性要符合EN12015和ENl2016中zhong相xiang關guan要yao求qiu,表biao麵mian上shang看kan是shi對dui電dian磁ci兼jian容rong性xing提ti出chu的de要yao求qiu,實shi際ji上shang就jiu是shi對dui設she備bei的de抗kang電dian磁ci幹gan擾rao能neng力li提ti出chu相xiang應ying要yao求qiu。本ben文wen就jiu電dian磁ci幹gan擾rao對dui電dian梯ti控kong製zhi係xi統tong和he變bian頻pin係xi統tong的de影ying響xiang,及ji如ru何he解jie決jue進jin行xing分fen析xi。
電磁幹擾
何謂電磁幹擾?GJB/72—85《電磁幹擾和電磁兼容性名詞術語》中定義為“任何可能引起裝置、設備或係統性能降低,或者對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象,被稱為電磁幹擾”。因此,對電梯變頻係統及電梯控製係統在生產、設計、安裝質量要求,應具有較強的抗電磁幹擾能力和較小的電磁幹擾性。GB7588—2003《電梯製造與安裝安全規範》,首次提出電磁兼容性要符合EN12015和EN12016中相關要求,並對電梯的設計、製造、安裝中的電磁兼容性好壞、抗電磁幹擾強弱及電磁幹擾的大小,現標準要求更嚴,質量要求更高。
電磁幹擾的來源、分類及特點
電磁幹擾來源
電梯變頻器大多運行在電磁環境中.同時作為電力電子設備,它們內部由電子元器件、微處理芯片等組成,最容易受到外界的電磁幹擾;其qi次ci是shi電dian梯ti變bian頻pin器qi中zhong的de輸shu入ru部bu分fen產chan生sheng的de高gao次ci諧xie波bo和he電dian梯ti變bian頻pin器qi中zhong逆ni變bian電dian路lu輸shu出chu電dian壓ya產chan生sheng的de高gao次ci諧xie波bo,此ci類lei諧xie波bo會hui使shi輸shu入ru的de電dian壓ya波bo形xing和he電dian流liu波bo形xing發fa生sheng畸ji變bian而er引yin發fa電dian磁ci幹gan擾rao;輸入和輸出側的電壓、電流含有豐富的高次諧波,成為幹擾源,除對變頻器本身的幹擾外,對其它電子設備也存在較強的有害幹擾。

圖題:電梯變頻器
zaidianzixianluzhong,diantibianpinqizuoweidianciganraoyuan,tongshiyeshidianciganraodejieshouti,tongyangyehuishoudaoqitadianzishebeichanshengdedianciganrao,ruchangjiandedianciganraozhuyaolaiyuanyudiantizhidongqixianquanyucixinxihehuoshifang;接觸器、繼電器及電氣線路中電容、線圈工作過程中,控製電路及其它電路中產生的電磁幹擾。
電磁幹擾分類
電磁幹擾如按幹擾類型分類,常見的有脈衝幹擾和平滑幹擾;若按幹擾時間分類,又分為連續幹擾、間歇幹擾、瞬變幹擾等。在變頻電梯中最常見的電磁幹擾是脈衝幹擾、平滑幹擾、連續幹擾、瞬變幹擾。
脈衝幹擾——當電磁幹擾通過諧振回路時,在回路中產生衰減振蕩,其峰值比平均值大3~4倍以上,而幹擾振蕩在下一個幹擾脈衝到來之前早已消失,且互不交迭,具有這種電磁幹擾的為脈衝幹擾。
平滑幹擾——當電磁幹擾通過諧振回路時,所產生的衰減震蕩尚未消失。下一個幹擾脈衝信號已經到來,各幹擾脈衝交迭在一起,稱為平滑幹擾。
連續幹擾是指電磁幹擾長時間、持續不斷的產生幹擾;間歇幹擾是指電磁幹擾時間短,且斷斷續續的;shunbianganraoshizhidianciganraoshijianjiaoduan,danyouzhouqixingdetedian。diancilianxuganraoheshunbianganraozaidiantibianpinxitonghekongzhixitongbijiaochangjian,qiweihaixingyexiangdangda。
電磁幹擾的形式及特點
受到電磁幹擾,常見的主要為直接幹擾和噪聲幹擾。直接幹擾是對一般電子線路、控製線路、變頻裝置的幹擾,主要影響電梯變頻器、控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)參(can)數(shu)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing),參(can)數(shu)的(de)改(gai)變(bian)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)變(bian)異(yi),其(qi)危(wei)害(hai)性(xing)非(fei)常(chang)大(da),往(wang)往(wang)會(hui)使(shi)電(dian)梯(ti)莫(mo)名(ming)其(qi)妙(miao)的(de)停(ting)梯(ti)及(ji)不(bu)明(ming)原(yuan)因(yin)的(de)故(gu)障(zhang),給(gei)電(dian)梯(ti)運(yun)行(xing)安(an)全(quan)帶(dai)來(lai)嚴(yan)重(zhong)隱(yin)患(huan)。此(ci)類(lei)幹(gan)擾(rao)較(jiao)常(chang)見(jian),主(zhu)要(yao)為(wei)電(dian)磁(ci)脈(mai)衝(chong)幹(gan)擾(rao)或(huo)瞬(shun)變(bian)幹(gan)擾(rao)。
有(you)人(ren)說(shuo)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)產(chan)生(sheng)也(ye)就(jiu)是(shi)噪(zao)聲(sheng)的(de)產(chan)生(sheng),此(ci)種(zhong)說(shuo)法(fa)非(fei)常(chang)現(xian)實(shi),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)除(chu)對(dui)變(bian)頻(pin)電(dian)梯(ti)的(de)變(bian)頻(pin)係(xi)統(tong)及(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)直(zhi)接(jie)幹(gan)擾(rao)外(wai),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)幹(gan)擾(rao)。電(dian)梯(ti)運(yun)行(xing)中(zhong)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng),是(shi)最(zui)常(chang)見(jian)而(er)且(qie)是(shi)最(zui)容(rong)易(yi)發(fa)現(xian)的(de)。通(tong)常(chang)電(dian)梯(ti)變(bian)頻(pin)器(qi)運(yun)行(xing)在(zai)一(yi)個(ge)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)著(zhe)較(jiao)高(gao)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)電(dian)磁(ci)生(sheng)產(chan)環(huan)境(jing)中(zhong),此(ci)時(shi)它(ta)即(ji)是(shi)噪(zao)聲(sheng)發(fa)射(she)源(yuan),可(ke)能(neng)又(you)是(shi)噪(zao)聲(sheng)接(jie)受(shou)器(qi)。所(suo)以(yi),變(bian)頻(pin)器(qi)和(he)其(qi)它(ta)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)應(ying)具(ju)備(bei)較(jiao)強(qiang)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li),才(cai)能(neng)保(bao)證(zheng)其(qi)主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)不(bu)會(hui)改(gai)變(bian),係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)不(bu)會(hui)降(jiang)低(di),保(bao)證(zheng)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)。電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)常(chang)見(jian)的(de)有(you)3種形式,即電磁噪聲、自然噪聲、無線電噪聲。在電梯檢驗中經常會發現,有些變頻電梯的控製櫃內,會出現一種連續不斷“吱…吱…”的高頻噪聲,其頻率一般在2000~6000 Hz之間或更高,這就是在電梯逆變電路中產生或控製電路中寄生電流產生的電磁幹擾噪聲。在逆變電源輸出線路中,電機電纜和電機內部存在一個無形的寄生電容,變頻器通過這個寄生電容產生一個高頻脈衝噪聲電流,此時變頻器成為一個噪聲源。
消xiao除chu幹gan擾rao,消xiao除chu噪zao聲sheng,隻zhi是shi一yi種zhong理li想xiang,目mu前qian尚shang無wu法fa絕jue對dui消xiao除chu,隻zhi能neng通tong過guo一yi些xie技ji術shu手shou段duan,使shi電dian磁ci幹gan擾rao減jian小xiao,電dian磁ci幹gan擾rao噪zao聲sheng降jiang低di。從cong前qian麵mian噪zao聲sheng來lai源yuan分fen析xi,由you於yu有you些xie噪zao聲sheng電dian流liu之zhi源yuan是shi變bian頻pin器qi,因yin此ci,這zhe個ge噪zao聲sheng電dian流liu一yi定ding要yao流liu回hui變bian頻pin器qi,否fou則ze噪zao聲sheng電dian流liu將jiang會hui嚴yan重zhong幹gan擾rao電dian梯ti電dian源yuan電dian路lu和he控kong製zhi電dian路lu。這zhe些xie幹gan擾rao主zhu要yao是shi脈mai衝chong幹gan擾rao、連續幹擾,這類幹擾如不消除,其危害性非常大,電梯運行會出現上述不安全現象或故障。
在電梯檢驗工作中常會發現,大多數早期變頻拖動電梯,其電動機電源線未增設屏蔽套線,線路中噪聲電流無法通過屏蔽線和PE(接地保護下同)連接點有效返回,而誘發電磁幹擾噪聲。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,電磁幹擾增大,也是電梯機房內電磁噪聲增加的主要原因。
電磁幹擾的消除方法及措施
電磁幹擾的消除方法
電梯控製係統及變頻器係統要求有較強的抗幹擾能力和較小的幹擾性,首先要了解電磁幹擾3個基本組成要素一電磁幹擾源、耦合途徑、敏感元件。在3個基本要素中,缺少任何1個要素都不會發生電磁幹擾,然而,在正常電磁生產環境中,任何1個要素都不可能會缺少,因為電梯變頻器、電子線路、控製線路的設計、製造、安裝均已定型,設備、產品的抗幹擾性和內在質量都已無法改變。如果要解決電磁幹擾問題,日常工作中僅能對電磁幹擾源、耦合途徑采取相應措施,降低或減少電磁幹擾。
抗電磁幹擾常用的技術方法有屏蔽、接地、濾波、搭線、隔離、合理布線等。通過對電磁幹擾源、耦合途徑采取上述技術措施,可有效減少或消除電磁幹擾。
在屏蔽技術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。在電梯設計、安裝中采用最多的是磁場屏蔽技術。
接地方法常用的有信號接地、設備接地、安全接地等。信號接地有多種,如懸浮接地(設備懸浮、電路懸浮接地)、單點接地(並聯單點接地、改進並聯接地)、混合接地(電源接地、信號接地)等。設備接地有單點接地、多點接地(設備多點接地、單元電路多點接地,射頻部分需要多點接地)。安全接地有設備安全保護接地、接零保護接地、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)、設備接地(單點、多點接地)、安全接地(設備安全保護接地、接零保護接地)。防雷接地在電梯安裝中一般多不采用,要求在房屋建設中考慮保護性防雷接地。
tigaodiancijianrongxingchangcaiqudecuoshi,shikongjianfenliheshijianfenge。kongjianfenlishizhikongzhikongjianfusheganraodezuiyouxiaofangfa,jiadakongjianjuli,lirudiantikongzhiguineidekongzhixitonghebianpinxitongjinxingfencengbuzhi,bingzaicengcengzhijianjiadakongjianjuli。shijianfengeshiliyongyouyongxinhaozaiganraoxinhaotingzhifasheshijianneijinxingchuanshu(一般是不易采用其它方法控製時,可以采用此方法)的de技ji術shu措cuo施shi,首shou先xian對dui有you用yong信xin號hao和he幹gan擾rao信xin號hao出chu現xian時shi間jian進jin行xing確que定ding,然ran後hou采cai用yong時shi間jian回hui避bi控kong製zhi,利li用yong有you用yong信xin號hao在zai幹gan擾rao信xin號hao停ting止zhi發fa射she時shi間jian內nei進jin行xing傳chuan輸shu,利li用yong時shi間jian差cha回hui避bi幹gan擾rao。這zhe種zhong方fang法fa在zai電dian梯ti變bian頻pin係xi統tong和he控kong製zhi係xi統tong一yi般ban不bu用yong。
消除電磁幹擾常采用的措施
(1)利li用yong屏ping蔽bi技ji術shu減jian少shao電dian磁ci幹gan擾rao。為wei有you效xiao的de抑yi製zhi電dian磁ci波bo的de輻fu射she和he傳chuan導dao及ji高gao次ci諧xie波bo引yin發fa的de噪zao聲sheng電dian流liu,在zai用yong變bian頻pin器qi驅qu動dong的de電dian梯ti電dian動dong機ji電dian纜lan必bi須xu采cai用yong屏ping蔽bi電dian纜lan,屏ping蔽bi層ceng的de電dian導dao至zhi少shao為wei每mei相xiang導dao線xian芯xin的de電dian導dao線xian的de1/10,且屏蔽層應可靠接地。
控製電纜最好使用屏蔽電纜;模擬信號的傳輸線應使用雙屏蔽的雙絞線;不同的模擬信號線應該獨立走線,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於同一公共返回線內;低壓數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。模擬信號和數字信號的傳輸電纜,應該分別屏蔽和走線。
(2)利用接地技術消除電磁幹擾。要確保電梯控製櫃中的所有設備接地良好,應使用短而粗的接地線.連接到電源進線接地點(PE)或(huo)接(jie)地(di)母(mu)排(pai)上(shang)。特(te)別(bie)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi),連(lian)接(jie)到(dao)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)任(ren)何(he)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)都(dou)要(yao)與(yu)其(qi)共(gong)地(di),共(gong)地(di)時(shi)也(ye)應(ying)使(shi)用(yong)短(duan)和(he)粗(cu)的(de)導(dao)線(xian)。同(tong)時(shi)電(dian)機(ji)電(dian)纜(lan)的(de)地(di)線(xian)應(ying)直(zhi)接(jie)接(jie)地(di)或(huo)連(lian)接(jie)到(dao)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)接(jie)地(di)端(duan)子(zi)(PE)。上述接地電阻值應符合相關標準要求。
(3)liyongbuxianjishugaishandianciganrao。diandongjidianlanyingduliyuqitadianlanzouxian,tongshiyingbimiandianjidianlanyuqitadianlanchangjulipingxingzouxian,yijianshaobianpinqishuchudianyakuaisubianhuaerchanshengdedianciganrao;如果控製電纜和電源電纜交叉時,應盡可能使它們按90°角交叉,同時必須用合適的線夾將電機電纜和控製電纜的屏蔽層固定到安裝板上。
(4)利li用yong濾lv波bo技ji術shu降jiang低di電dian磁ci幹gan擾rao。利li用yong進jin線xian電dian抗kang器qi用yong於yu降jiang低di由you變bian頻pin器qi產chan生sheng的de諧xie波bo,同tong時shi也ye可ke用yong於yu增zeng加jia電dian源yuan阻zu抗kang,並bing幫bang助zhu吸xi收shou附fu近jin設she備bei投tou入ru工gong作zuo時shi產chan生sheng的de浪lang湧yong電dian壓ya和he主zhu電dian源yuan的de尖jian峰feng電dian壓ya。進jin線xian電dian抗kang器qi串chuan接jie在zai電dian源yuan和he變bian頻pin器qi功gong率lv輸shu入ru端duan之zhi間jian。當dang對dui主zhu電dian源yuan電dian網wang的de情qing況kuang不bu了le解jie時shi,最zui好hao加jia進jin線xian電dian抗kang器qi。在zai上shang述shu電dian路lu中zhong還hai可ke以yi使shi用yong低di通tong頻pin濾lv波bo器qi(FIR下同),FIR濾波器應串接在進線電抗器和變頻器之間。對噪聲敏感的環境中運行的電梯變頻器,采用FIR濾波器可以有效減小來自變頻器傳導中的輻射幹擾。
通過前麵敘述,提高對電磁幹擾的認識,了解電磁幹擾的危害性,有利於變頻調速電梯的安全運行,采用電纜線屏蔽、可靠接地、低通濾頻器及變頻器高頻脈衝噪聲電流回流及合理布線等技術措施和手段,對解決早期變頻調速電梯因設計、製造、安裝不規範,和近期利用變頻拖動技術改造舊電梯中的電磁幹擾問題,是目前較為普遍的做法。對變頻調速電梯在設計、製造、安裝過程中的電磁兼容性、抗電磁幹擾能力及降低電磁幹擾的過程控製,應作為電梯係統設計中綜合考慮的一部分,使變頻調速電梯產品符合GB7588-2003標(biao)準(zhun)要(yao)求(qiu),是(shi)確(que)保(bao)後(hou)期(qi)電(dian)梯(ti)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)的(de)有(you)效(xiao)辦(ban)法(fa)。電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)提(ti)高(gao),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)降(jiang)低(di),抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)增(zeng)強(qiang),電(dian)梯(ti)故(gu)障(zhang)率(lv)減(jian)少(shao),才(cai)能(neng)進(jin)一(yi)步(bu)使(shi)電(dian)梯(ti)安(an)全(quan)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing)。
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