電梯變頻器電路分析

劉燕峰

(江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院常熟分院，江蘇 常熟 215500)

以電梯圖紙中常見的接線方式如圖1為例，對主要設備說明如下。

1在變頻器中電力晶體管或IGBT高速開關可能引起噪聲，對附近10MHZ以下頻率的無線電測量及控制設備等無線電波產生影響。因此，選用無線電干擾（FIL1,FIL2）抑制電抗器，能降低這類噪聲。此類電抗器屬于共模抑制抑制電抗器，或稱零序電抗器，它對被穿過磁芯的幾根導線上出現的瞬時相位和幅值不能抵消的干擾有抑制作用，而對被穿過磁芯的幾根導線瞬時相加電磁場可完全抵消的干擾就不能抑制，也即對三相正弦波電流不起作用。就無線干擾而言，共模干擾占大多數，所以共模抑制電抗器經常對無線電干擾抑制有效。FIL2對輸出布線距離>20m時尤其需安裝。

圖1

表1

2電抗器中以電源側AC電抗器最為重要，原因如下：

a、當變頻器與配電用變壓器T靠近時，電源線阻抗太小，過電壓發生時沒有在電源線上得以衰減，因此強大的過電壓到達變頻器壓敏電阻上，甚至會使壓敏電阻爆炸，為此應在進線側加上交流電抗器ACL1。

b、當電源容量大（即電源阻抗小）時，會使輸入電流的高次諧波增高，使整流二極管或電解電容器的損耗增大而發生故障。為減小外部干抗，在電源電容500KVA以上，并且是變頻器額定容量的10倍以上選用電源側AC電抗器。

c、電壓的不均衡度超過3%時，也必須加裝。因為不均衡度過大時，可能會導致輸入電纜異常過熱。

d、變頻器因采用交-直-交方式，整流和電容濾波的使用，會造成電網交流電壓正弦波的頂端因電容吸收能量而變平，在電網內阻大的條件下，使電網電壓波形畸變到足以使一部分電器工作不正常和發生保護動作，因此歐洲標準 EN12015：2004 （Electromagnetic compatibiliey-product family standard for lifts escalators and moving walks-Emmission）對 EMC中重要指標之一THD諧波總畸變作出了詳細歸定。同時在國標GB/T14549-93中對公用電網諧波電壓（相電壓）也做出了規定（見表1）。因此，在許多電梯的招標技術文件中我們能經產看到客戶對諧波的畸變率的大小作出了要求，如THD<5%。電場中，如果控制不好，會在惡劣畸變下，用電器因“電壓過低”“電壓過高”而報警，或使相序保護器因電壓波形畸變而動作。

e、雖然輸入電抗器的容量選擇和電源容量有較大關系，但在一般情況下，可以按照在額定電壓和額定電流的條件下使電抗器上的電壓降在2%-5%之間原則進行選擇。這時，綜合功率因素一般可以改善至80%-85%。

3輸出側交流電抗器。由于變頻器輸出是脈沖寬度調制的電壓波（PWM波）它是前后沿很陡的一聯串脈沖方波，存在豐富的諧波，這些諧波增加了電動機的振動和噪聲，有害于電機和負載的壽命。典型的是電機繞組間瞬變電壓dv/dt過高，造成匝間擊穿，以及對周圍電器干擾；當負載電容分量大時，造成變頻器的開關器件流過大的沖擊電流，會損壞開關器件，使用輸出側交流電抗器可進行平滑濾波，減少瞬變電壓dv/dt的影響，并求得以下改善。

a、降低5db左右的點擊噪音

b、降低了輸出高次諧波造成的漏電流

c、減少了干擾

d、保護了變頻器內部的功率開關器件

e、延長了電機的絕緣壽命

變頻器主電路上設備的選擇以提高變頻器的某種性能或者為變頻器和電動機提供保護或者減少變頻器對其他設備的影響為主要目的，具體如何選擇應用，還是要針對某種特定的變頻器，根據其說明書盡量選用廠家推薦的外圍設備?？傊挥姓_的選擇才能使電梯安全可靠的運行。

[1]李洪濤，韓寧.電梯變頻器故障的安全技術分析[J].赤峰學院學報(自然科學版)，2009-03-25.