1 引言
隨著電力電子技術的發(fā)展,變頻器在電梯等諸多領域中的應用日益廣泛,采用變頻拖動控制方式的電梯有節(jié)能、高效等許多優(yōu)越的特點。但是由于電梯變頻系統(tǒng)中存在各種非線性元件,所以產(chǎn)生諧波干擾的現(xiàn)象是不可避免的。本文正是從電梯電氣系統(tǒng)的設計出發(fā),分析采用變頻拖動系統(tǒng)的電梯產(chǎn)生諧波干擾方面的原因和抑制方法。
一般的電梯變頻拖動系統(tǒng),采用pwm脈寬調制技術,此技術采用載頻三角波與參考正弦波相比較的方法產(chǎn)生。這種方法得到的調制波是等幅不等寬的脈沖列,脈沖寬度基本上成正弦分布,負載上得到近似正弦波的電壓,因此除基波之外,各次諧波分量必然存在。
諧波影響大致有三類:低次諧波引起電壓畸變、高次諧波產(chǎn)生無線電噪音以及由igbt高速開關產(chǎn)生的漏電電流。為了降低電梯變頻系統(tǒng)對電網(wǎng)及其他設備的影響,在電梯電源設計規(guī)劃階段的適當處理,可以將其影響大幅度降低。
2 低次諧波
低次諧波是電壓畸變的主要原因,其影響如表1所示。
表1 諧波對各電氣設備的一般影響和對策

在電梯系統(tǒng)的研究設計過程中,我們通過大量的試驗證明,在變頻器的輸出側配置交流電抗器acl,可以降低大約50%的流出高次諧波電流。表2列出從變頻器流出的各次諧波比率。
3 高次諧波
3.1 高次諧波產(chǎn)生的原理

電梯變頻器是應用pwm原理,將可變電壓可變頻率的交流電壓施加在電機上,變頻器輸出線對地由諧波引起電位變動,原理上不能避免高次諧波(噪音)的發(fā)生。
3.2 噪音的種類
變頻器所產(chǎn)生的噪音有下列種類
(1) 輻射噪音
如圖1中①~③所示的從變頻器機體本身及動力線輻射出來的。
(2)電磁靜電誘導噪音
如圖1中④⑤…所示從動力線和其它機器的配線誘導出來的。
(3)電路傳播噪音
如圖1中⑥所示經(jīng)由動力線傳播的。
3.3 在電梯設計中預防高次諧波的對策方案
在采用變頻器的電梯系統(tǒng)中,高次諧波的波形有可能影響大廈內的通信設備,辦公oa設備,根據(jù)上面對高次諧波的分析,在電梯系統(tǒng)設計時,我們在以下幾點進行的對應的設計,如圖2電源設計規(guī)劃圖所示。

圖1 噪音途經(jīng)

圖2 電源設計規(guī)劃圖
(1)輻射及電磁靜電誘導噪音
將電梯動力線和oa設備及其它弱電設備的電源線盡量分離到1m以上,或動力線的配管采用金屬制品進行屏蔽。另外電梯機房附近須避免設置電視等的天線。
(2) 電路傳播噪音
若弱電設備電源從電梯動力電源用變壓器中取出,會出現(xiàn)噪音影響大、無線電等雜音的現(xiàn)象。因此動力變壓器最好是電梯專用為好,如果做到這一點比較困難,就考慮與同類驅動方式的設備共用,例如與空調共用等,需盡量與弱電設備電源分離。
(3) 地線
電梯用動力變壓器的中性點不要與其它接地線共用,避免電梯地線和通信設備、oa設備的弱電設備與地線的共用,需分別獨立接地。
(4) 電梯側的諧波對策如下:
將變頻器裝在鋼板材控制柜里,柜體接地;
將輸出配線穿金屬軟管,金屬軟管接地;
電梯的架機梁需進行接地連接;
在輸入電源回路里安裝電源濾波器,并接地。
4 漏電
由于變頻器是通過功率模塊的高速開關來工作的,所以存在對地間的雜散電容引起的漏電流,從而導致漏電斷路器的誤動作,因此在電梯系統(tǒng)設計中,需要采用能對應變頻器的漏電斷路器。
5 結束語
綜上所述,電梯采用變頻器拖動控制的方式,必然會存在諧波的影響,通過在電氣系統(tǒng)開發(fā)設計階段的分析和對策,可以使得系統(tǒng)在實際應用過程中,諧波的影響降到最低。










