電梯電氣系統(tǒng)的電磁兼容性

王成華

摘要：在電梯控制柜和門系統(tǒng)中存在大量的電子電器元件，這些設(shè)備中特別是變頻器、開關(guān)電源會(huì)產(chǎn)生大量的諧波和電磁輻射，這樣就會(huì)影響到電梯控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。產(chǎn)生的電磁干擾一方面會(huì)污染電網(wǎng)影響空間環(huán)境，另一方面也會(huì)導(dǎo)致電梯出現(xiàn)運(yùn)行故障，甚至是造成安全事故。所以對(duì)電梯電氣系統(tǒng)的電磁兼容性進(jìn)行有效的研究已經(jīng)得到相關(guān)部門的重視，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了陸續(xù)的發(fā)布。本文將從電梯電氣系統(tǒng)電磁兼容性的測(cè)試出發(fā)，結(jié)合相關(guān)的理論對(duì)電梯電磁兼容設(shè)計(jì)的方法及原則進(jìn)行探討，為電梯電氣系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)及測(cè)試提供一些參考意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】電梯 電磁兼容 電磁干擾 對(duì)策

電梯是一種機(jī)電產(chǎn)品，與普通的電器產(chǎn)品一樣，在正常工作的時(shí)候通過(guò)電流的傳導(dǎo)發(fā)射、諧波發(fā)射以及電磁波發(fā)射的方式對(duì)附近的電器設(shè)備產(chǎn)生一定的干擾。而電梯在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中會(huì)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(tǒng)，變頻器、電動(dòng)機(jī)等通過(guò)電磁波發(fā)射、電源諧波發(fā)射的干擾信號(hào)比較強(qiáng)，對(duì)周圍電器元件產(chǎn)生的影響會(huì)比較大。

1 電磁兼容定義

電磁兼容的定義是，設(shè)備或者是系統(tǒng)在工作環(huán)境中能夠正常的運(yùn)行，并且不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生或允許電磁干擾的能力。

（1）主要指的是電磁干擾的強(qiáng)度，系統(tǒng)或者是設(shè)備的電子電器，產(chǎn)品在正常運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生不超過(guò)規(guī)定值的電磁干擾。

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

2 電梯電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

隨著電子科技技術(shù)的不斷發(fā)展，其在電梯動(dòng)力裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，比如可以控制的硅直流拖動(dòng)系統(tǒng)、交流調(diào)壓拖動(dòng)系統(tǒng)、交流變頻拖動(dòng)系統(tǒng)等，其，在有效地完成電能形式的轉(zhuǎn)換、功率傳送的同時(shí)，還可以有效的防止非正弦波的產(chǎn)生，主要是通過(guò)使用電源線或者是電磁輻射的形式進(jìn)行傳播，這樣就會(huì)造成電網(wǎng)電壓不出現(xiàn)畸形，還會(huì)對(duì)附近的電器電子產(chǎn)品產(chǎn)生一定的干擾?，F(xiàn)代的電梯電氣系統(tǒng)普遍應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制和微電子技術(shù)，同傳統(tǒng)的機(jī)電控制系統(tǒng)相比更容易受到電磁的干擾。所以限制電子電氣設(shè)備通過(guò)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(jīng)成為電梯產(chǎn)品中一項(xiàng)非常重要的要求。

電梯在制造與安裝的過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)的規(guī)范首先提出了“電磁兼容性應(yīng)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(shuō)明了電梯相關(guān)部門已經(jīng)開始重視電梯電磁兼容性的研究，另一方面還可以看出國(guó)標(biāo)的發(fā)展趨勢(shì)。此外在《電磁兼容性型式試驗(yàn)細(xì)則》（征求意見(jiàn)稿）中也詳細(xì)規(guī)定了電梯自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道電磁兼容性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地與環(huán)境，相關(guān)樣品的要求，相關(guān)型號(hào)覆蓋說(shuō)明，測(cè)試項(xiàng)目，兼容性測(cè)試方法，標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)等。而在《GB/T 24808-2009電磁兼容電梯、自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的產(chǎn)品系列標(biāo)準(zhǔn)抗擾度》和《GB/T 24807-2009電磁兼容電梯、自動(dòng)扶梯和人行道的產(chǎn)品系列標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射》中也對(duì)電梯電磁兼容性的測(cè)試提出了推薦性的規(guī)定要求，在此不再贅述。

3 電梯電磁兼容解決對(duì)策

3.1 設(shè)計(jì)開發(fā)采取措施

在對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電梯電磁兼容性的考慮，任何一個(gè)設(shè)計(jì)工作人員都應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)、子系統(tǒng)與周圍環(huán)境之間的產(chǎn)生的電磁干擾，根據(jù)實(shí)際的情況采用合理的方式進(jìn)行防御，這樣可以有效地減少電梯電氣系統(tǒng)電磁輻射干擾的發(fā)射。從實(shí)際情況上看，有80%的電磁干擾必須在電梯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的過(guò)程中進(jìn)行解決，不然等到電氣控制系統(tǒng)建設(shè)完成之后，還需要花費(fèi)更多的精力去解決電磁干擾的問(wèn)題。在對(duì)電梯電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，系統(tǒng)的布置是非常重要的，所以，電力線路的布置會(huì)影響到電梯電氣控制系統(tǒng)的兼容性。在電梯電氣控制系統(tǒng)中，變頻器是主要的干擾來(lái)源，其整流橋?qū)﹄娋W(wǎng)來(lái)講是非線性的負(fù)載，它所產(chǎn)生的諧波會(huì)對(duì)同一個(gè)電網(wǎng)中的其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生一定的諧波干擾，影響電梯電氣控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

電梯變頻器使用的是脈寬調(diào)制技術(shù)，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(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生高次諧波群，這樣就會(huì)導(dǎo)致電磁干擾的問(wèn)題加重。當(dāng)外召串行通訊線路從變頻器輸入輸出干線的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)失真的情況，這樣就會(huì)導(dǎo)致外召無(wú)法正常使用。所以在對(duì)電器電路線路進(jìn)行布置的時(shí)候，應(yīng)該將通信線路遠(yuǎn)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(hào)不失真。主控制板屬于集成電路板，在電梯電氣控制系統(tǒng)當(dāng)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(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行布置的時(shí)候，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)主控制板的考慮，使其盡量遠(yuǎn)離變頻器，減少或者是避免變頻器產(chǎn)生的高次諧波群影響到主控制板上電器元件的運(yùn)行情況。

3.2 有效的屏蔽

屏蔽主要指的是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域內(nèi)進(jìn)行金屬的隔離，有效的控制，電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波由一個(gè)區(qū)域影響到另外一個(gè)區(qū)域。屏蔽體主要來(lái)自外部的干擾電磁波與內(nèi)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(shè)計(jì)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)使用分體式設(shè)計(jì)方式，將干擾源（變頻器）與敏感電氣部件分開進(jìn)行設(shè)置，這樣可以達(dá)到防御電磁干擾的情況，使用一體式的設(shè)計(jì)方式也經(jīng)常會(huì)使用金屬隔板的方式將各個(gè)部件進(jìn)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(dǎo)致電路線路的屏蔽效果降低，甚至是增加電磁干擾。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在提高電磁兼容性的過(guò)程中，一方面有效地降低了公共電網(wǎng)對(duì)臨近空間產(chǎn)生的電磁污染，另一方面有效的提高了電梯電氣控制系統(tǒng)自身的抗干擾能力，降低了電梯出現(xiàn)故障的幾率，實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的更好運(yùn)行。

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