? 電梯之電氣系統的電磁兼容性研究探討-杭州遠方光電信息股份有限公司

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    電梯之電氣系統的電磁兼容性研究探討

    2020-08-21411

     

    在電梯控制柜和門系統中存在大量的電子電器元件,這些設備中特別是變頻器、開關電源會產生大量的諧波和電磁輻射,這樣就會影響到電梯控制系統的正常運行。產生的電磁干擾一方面會污染電網影響空間環境,另一方面也會導致電梯出現運行故障,甚至是造成安全事故。所以對電梯電氣系統的電磁兼容性進行有效的研究已經得到相關部門的重視,相關的標準也進行了陸續的發布。本文將從電梯電氣系統電磁兼容性的測試出發,結合相關的理論對電梯電磁兼容設計的方法及原則進行探討,為電梯電氣系統的電磁兼容性設計及測試提供一些參考意見。


    電梯是一種機電產品,與普通的電器產品一樣,在正常工作的時候通過電流的傳導發射、諧波發射以及電磁波發射的方式對附近的電器設備產生一定的干擾。而電梯在運行的過程當中會使用大量的電流,特別是在大部分電梯采用了變頻控制系統,變頻器、電動機等通過電磁波發射、電源諧波發射的干擾信號比較強,對周圍電器元件產生的影響會比較大。

    1 電磁兼容定義

    電磁兼容的定義是,設備或者是系統在工作環境中能夠正常的運行,并且不會對周圍的環境產生或允許電磁干擾的能力。

    (1)主要指的是電磁干擾的強度,系統或者是設備的電子電器,產品在正常運行過程當中,會產生不超過規定值的電磁干擾。

    (2)主要指的是電磁抗干擾的強度,設備或者是系統在能夠抵抗工作環境或者是同一電氣環境下其他電子電器產品產生的電磁干擾,能夠有效的保證電子電器產品的正常運行,并且留有一定的安全余量。

    2 電梯電磁兼容相關標準、規范

    隨著電子科技技術的不斷發展,其在電梯動力裝置中得到了廣泛的應用,比如可以控制的硅直流拖動系統、交流調壓拖動系統、交流變頻拖動系統等,其,在有效地完成電能形式的轉換、功率傳送的同時,還可以有效的防止非正弦波的產生,主要是通過使用電源線或者是電磁輻射的形式進行傳播,這樣就會造成電網電壓不出現畸形,還會對附近的電器電子產品產生一定的干擾?,F代的電梯電氣系統普遍應用了計算機控制和微電子技術,同傳統的機電控制系統相比更容易受到電磁的干擾。所以限制電子電氣設備通過電源或者是電磁輻射的干擾以及提升自身防御外界電磁干擾的能力已經成為電梯產品中一項非常重要的要求。

    電梯在制造與安裝的過程當中,相關的規范首先提出了“電磁兼容性應符合EN12015和EN12016的要求?!彪m然這只是推存性的要求,但是這也說明了電梯相關部門已經開始重視電梯電磁兼容性的研究,另一方面還可以看出國標的發展趨勢。此外在《電磁兼容性型式試驗細則》(征求意見稿)中也詳細規定了電梯自動扶梯和自動人行道電磁兼容性實驗的實驗場地與環境,相關樣品的要求,相關型號覆蓋說明,測試項目,兼容性測試方法,標準評價等。而在《GB/T 24808-2009電磁兼容電梯、自動扶梯和自動人行道的產品系列標準抗擾度》和《GB/T 24807-2009電磁兼容電梯、自動扶梯和人行道的產品系列標準發射》中也對電梯電磁兼容性的測試提出了推薦性的規定要求,在此不再贅述。

    3 電梯電磁兼容解決對策

    3.1 設計開發采取措施

    在對電梯電氣控制系統進行設計的時候,應該加強對電梯電磁兼容性的考慮,任何一個設計工作人員都應該加強對電氣控制系統、子系統與周圍環境之間的產生的電磁干擾,根據實際的情況采用合理的方式進行防御,這樣可以有效地減少電梯電氣系統電磁輻射干擾的發射。從實際情況上看,有80%的電磁干擾必須在電梯電氣控制系統設計與開發的過程中進行解決,不然等到電氣控制系統建設完成之后,還需要花費更多的精力去解決電磁干擾的問題。在對電梯電氣控制系統進行設計的時候,系統的布置是非常重要的,所以,電力線路的布置會影響到電梯電氣控制系統的兼容性。在電梯電氣控制系統中,變頻器是主要的干擾來源,其整流橋對電網來講是非線性的負載,它所產生的諧波會對同一個電網中的其他電子產品產生一定的諧波干擾,影響電梯電氣控制系統的正常運行。

    電梯變頻器使用的是脈寬調制技術,并且使用了絕緣柵雙極型晶體管,這樣的晶體管在工作的過程當中會產生高次諧波群,這樣就會導致電磁干擾的問題加重。當外召串行通訊線路從變頻器輸入輸出干線的時候,會出現信號失真的情況,這樣就會導致外召無法正常使用。所以在對電器電路線路進行布置的時候,應該將通信線路遠離干線,使這兩者之間存在一定的距離,這樣可以有效的保證通信信號不失真。主控制板屬于集成電路板,在電梯電氣控制系統當中,主控制板屬于低壓敏感器件,很容易受到電磁的干擾。在對控制系統進行布置的時候,應該加強對主控制板的考慮,使其盡量遠離變頻器,減少或者是避免變頻器產生的高次諧波群影響到主控制板上電器元件的運行情況。

    3.2 有效的屏蔽

    屏蔽主要指的是對兩個空間區域內進行金屬的隔離,有效的控制,電場、磁場、電磁波由一個區域影響到另外一個區域。屏蔽體主要來自外部的干擾電磁波與內部電磁波都起著吸收能量、反射能量的作用,電梯在控制柜設計的時候經常會使用分體式設計方式,將干擾源(變頻器)與敏感電氣部件分開進行設置,這樣可以達到防御電磁干擾的情況,使用一體式的設計方式也經常會使用金屬隔板的方式將各個部件進行分開,但是,屏蔽并不能起到良好的作用,屏蔽層表面的開孔、不合理的電路線路走向與使用不好的屏蔽材料等都可能使電梯電氣元件的屏蔽效果失效,不合理的接地方式也可能導致電路線路的屏蔽效果降低,甚至是增加電磁干擾。

    4 結語

    綜上所述,在提高電磁兼容性的過程中,一方面有效地降低了公共電網對臨近空間產生的電磁污染,另一方面有效的提高了電梯電氣控制系統自身的抗干擾能力,降低了電梯出現故障的幾率,實現了電氣系統的更好運行。

    來源:《電子技術與軟件工程》


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