电梯使用变频器可能出现的若干问题

1、伴随着大功率晶闸管(SCR)大功率晶体管(GTR)和新型场效应晶体管(IGBT)的相继问世，变 频调速技术从20世纪60年代出现至今已日趋成熟，在各电气领域普及使用。 电梯等特种机电设备也不例外，变频器也使设备的技术含量、性能得以突飞猛进，与传统的调速方式比较其效果是鲜而易见的。它使得电梯效率提高、运行平稳、设备寿命延长，结合PLC或微机控制，更显示无触点控制的优越性：线路简化、控制灵活、运行可靠、维护和故障监测方便。由变频器的工作原理可知，必须满足一定的安装要求才能正常工作，变频器本身也不可避免产生谐波干扰和电磁辐射等常见问题，然而电梯的功率较大、工作环境较差、安全系数要求高，因此，引发了在

2、安装使用与维护变频器的若干问题。1谐波干扰问题1.1干扰的产生机理变频器的主电路一般是交 -直-交形式，即整流部分(AC/DC)和逆变部分(DC/AC)组成，先将 电源进行三相桥式整流，再由大功率晶体管开关元件进行DC/AC转换。在输入部分，输入电压是正弦波，非线性二极管组成的三相整流桥及二极管参数离散将引起 输入电流的波形为非正弦波。在输出部分，输出线电压是SPWM脉宽调制的矩形波，相电压是阶梯波，都是非线性的。输出电流是带毛刺的近正弦波。既然是非线性正弦波，就必将产生谐波。理论上分析，谐波中不含有3的整数倍谐波和偶次谐波，可按傅立叶级数分解为基波和各次谐波，通常含有6n+1(n=l , 2

3、, 3.)次谐波。谐波的频率与变频器的调制频率有关，其中5次、7次、11次、13次谐波电流占主要地位。1.2干扰的危害输入电流谐波会使电网电压畸变， 造成对其他用电设备的影响， 如使变压器温度上升， 产生 震动噪声；引起保护电器误动作；导致计量仪表误差；破坏绝缘，影响电器正常工作， 减少寿命 等。按GB12668-90规定，我国高次谐波管理标准电网电压谐波电压综合畸变率的是THD% 10%，奇次谐波 THD% 5%,偶次谐波 THD% 2%。输出电压和电流均有谐波，调制频率较低时，人耳可能听得见高次谐波频率产生的电磁噪声(尖叫声)，谐波造成电动机发热和振动， 峰值电压甚至击穿绝缘， 无功损耗大

4、，cos减少等。谐波都会通过导线的电磁耦合 对周边的线路、电气设备等造 电脑板液晶显示出错、微机时THD%应控制在5%7%之间。调制频率较高时谐波造成的影响要小，但无论调制频率高低,形成感应干扰，并且通过电缆向空间发射高频电磁辐射干扰， 成不良影响，如电梯中干扰门机控制信号使其不能正常工作、 钟停止工作。一般情况下，变频器输出的谐波电压合成总量1.3干扰的抑制$page无论输入还是输出谐波造成的干扰，其传播方式不外是线路传导、感应耦合和空中 辐射三种方式，所以在抑制干扰的措施上我们也从这几个方面入手：接电抗器和滤波器。输入端接入交流电抗器 ACL，它对抑制59次谐波效果很显著，cos 也可提高

5、到75%85%，输出端一般不接电抗器， 选用时电抗器的压降最好控制在 5%以下。 串联在整流桥和滤波电容之间的直流电抗器 DCL也能明显抑制谐波电流和提高功率因数。接电源滤波器时应注意： 输出侧的滤波器电容器只能接在电动机侧， 且应接入电阻，防止逆 变器因电容的充放电受冲击， 滤波电抗器三相连接线必须按同方向绕在同一磁芯上，才能对基波电流无影响。容量大于 22KW时一般选用并联方式的电源滤波器。合理布线和线路屏蔽。变频器应使用单独变压器供电，两台变频器同时使用时更要彼此远离;其他设备和控制线路在布局上尽量远离变频器的输入、输出线(最低也在10cm以上)，并且不要与其平行走线，最好垂直交叉；信号

6、控制线相绞可抑制差模干扰信号；布线时设备合 理接地也是抑制谐波干扰的方法之一，接地时除了要按国家规定用足够线径的接地线保证接地电阻不大于5Q之外，变频器还要单独接地，接地点尽量靠近变频器，接地线远离电源线也不能和电源的零线相接；对主电路(变频器到电动机的连接线)进行穿金属管屏蔽，并尽量短, 控制信号线也可采用屏蔽线，屏蔽线靠近变频器的一侧应与控制线路的COM端相连，同时屏蔽层只能一端接地。其他设备用隔离变压器对有干扰的电网进行电源隔离，用光电耦合管隔离受干扰的信号。亦可相对降低变频器的载波频率来消除干扰的影响，但噪音可能要大些，电流波形平滑 性要差些，具体可现场进行调试确定。 笔者遇到过在电梯调试中出现过谐波干扰使门机信号 出错，把载波频率在 810K之间调低适当的值使故障排除。必要时也可使用零相序电抗器、电涌吸收器和电涌抑制器等。2、工作环境