唐文华
云南省特种设备安全检测研究院 云南昆明 650228
摘要：电梯控制系统都采用变频器进行调压调速控制，变频器在实际运用中非常容易受到电磁干扰，本文分析电磁干扰的来源、特点，提出了电磁干扰消除的方法措施。
关键词：电梯；电梯调速；变频器；电磁干扰
随着我们国家经济的发展和人民生活水平的提高，电梯越来越多的进入到了我们的生活中，大量的居民小区、办公写字楼、商场等等，都大量的使用了电梯作为垂直运输工具，为了提高电梯乘坐的舒适性以及提高相应的调速性能，在电梯控制系统中都使用了变频器进行电梯的调速控制。由于变频调速具有线路简单、功率因数高、起动平稳、调速范围宽、节约能源等方面的优点，使得调压调速的电梯得到了迅猛的发展，现在几乎所有的电梯都使用了变频器进行电梯的拖动控制。
在昆明某医院新安装了华升富士达的一台病床电梯，安装完成投入使用，经常发生不明原因的故障，经常死机或者层楼信号混乱等等问题，使得该台电梯不能正常使用。通过排查相应的故障，发现该台电梯安装在医院的医技楼，电梯隔壁就是核磁共振检查室，当改检查室开机检查的时候改电梯就会发生故障，停机的时候电梯的功能恢复正常。由此故障从而发现了电梯的故障原因。
变频电梯在获得良好的调速性能的同时，电梯的变频控制线路和其它控制线路的电磁干扰危害也应该得到我们的重视。电磁干扰有非常大的危害性，国家标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》提出了电磁兼容性要符合EN12015和ENl2016中相关要求，表面上看是对电磁兼容性提出的要求，实际上就是对设备的抗电磁干扰能力提出相应要求，也就对电梯的元器件的抗电磁干扰能力提出了更高的要求。本文就电磁干扰对电梯控制系统和变频系统的影响，及如何解决进行分析探讨。
1、电磁干扰
电磁干扰就是任何可能引起装置、设备或系统性能降低，或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象，被称为电磁干扰。因此，对电梯变频系统及电梯控制系统在生产、设计、安装质量要求，应具有较强的抗电磁干扰能力和较小的电磁干扰性。所以的国标GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》提出电磁兼容性的相关要求，并对电梯的设计、制造、安装中的电磁兼容性好坏、抗电磁干扰强弱及电磁干扰的大小，标准要求更严，质量要求更高。
2、电磁干扰的来源、特点
我们电梯的调速变频器都是运行在一个电磁环境当中，同时，电梯变频器内部是由电子元器件、电子芯片组成，也最容易受到外部的电磁干扰；电梯变频器中的输入部分产生的高次谐波和电梯变频器中逆变电路输出电压产生的高次谐波，此类谐波会使输入的电压波形和电流波形发生畸变而引发电磁干扰；输入和输出侧的电压、电流含有丰富的高次谐波，成为干扰源，除对变频器本身的干扰外，对其它电子设备也存在较强的有害干扰。比如对医院内的检查设备，工作场所的电气设备、通宵设备等也会出现干扰。
在整个电气设备的工作环境中，电梯变频器成为一个产生电磁干扰的电磁干扰源，同时也受到其它设备的电磁干扰，同样电梯变频器也成为了接受体，其他电气设备产生的电磁干扰对于电梯变频器也会出现很大的影响，如常见的电磁干扰主要来源于电梯制动器线圈与磁芯吸合或释放；接触器、继电器及电气线路中电容、线圈工作过程中，控制电路及其它电路中产生的电磁干扰。还有临近电梯的同一个电力回路当中的其他强电磁设备的强烈干扰。如医院的核磁共振机、CT检查设备等等的干扰。
受到电磁干扰，常见的主要为直接干扰和噪声干扰。直接干扰是对一般电子线路、控制线路、变频装置的干扰，主要影响电梯变频器、控制系统的参数和稳定性，参数的改变和稳定性变异，其危害性非常大，往往会使电梯不明原因的故障停梯，给电梯运行安全带来严重隐患。此类干扰较常见，主要为电磁脉冲干扰或瞬变干扰。
电磁干扰除对变频电梯的变频系统及控制系统产生直接干扰外，电磁干扰也会产生噪声干扰。电梯运行中电磁干扰产生的噪声，是最常见而且是最容易发现的。通常电梯变频器运行在一个可能存在着较高电磁干扰的电磁生产环境中，此时它即是噪声发射源，可能又是噪声接受器。所以，变频器和其它电子设备应具备较强的抗干扰能力，才能保证其主要参数不会改变，系统性能不会降低，保证控制系统的安全运行。在逆变电源输出线路中，电机电缆和电机内部存在一个无形的寄生电容，变频器通过这个寄生电容产生一个高频脉冲噪声电流，此时变频器成为一个噪声源。
对于现在的技术，我们对电磁干扰尚无法绝对消除，只能通过一些技术手段，使电磁干扰减小，电磁干扰噪声降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从前面噪声来源分析，由于有些噪声电流之源是变频器，因此，这个噪声电流一定要流回变频器，否则噪声电流将会严重干扰电梯电源电路和控制电路。这些干扰主要是脉冲干扰、连续干扰，如果这类干扰如不消除，其危害性非常大，电梯运行会出现上述不安全现象或故障。
在电梯检验工作中我们发现了，很多的早期变频拖动电梯，其电动机电源线未增设屏蔽套线，线路中噪声电流无法通过屏蔽线和接地线通过连接点有效返回，从而诱发电梯的电磁干扰噪声。还发现有部分变频器连接线、输出电源线都未加装屏蔽线，电磁干扰变得相当大，使得电梯机房内电磁噪声大量的产生。
3、电磁干扰的消除方法
按照GB7588的要求电梯的控制系统及变频器调速系统要求有较强的抗干扰能力和对其它设备较小的干扰性，电梯由于整体的设计、制造已经完成，更多前期的工作已经完成，但是在后期电梯在安装、使用过程中也可以使用一些方法降低并消除相应的电磁干扰。抗电磁干扰常用的技术方法有屏蔽、接地、滤波、合理布线、使用磁环等。使用这些方法对电磁干扰源、耦合途径采取一些技术措施，就可以有效减少或消除电磁干扰。
3.1 用屏蔽技术减少电磁干扰
针对于使用变频器调速的电梯，由变频器输出到电动机的电缆必须使用屏蔽电缆，该电缆的屏蔽层也要进行可靠的接地，控制电缆也使用屏蔽电缆，模拟传输线双屏蔽线并且不同的信号线应该单独走线。模拟信号和数字信号的传输电缆应该分别屏蔽，走线应该尽可能的短。
3.2 运用接地处理技术消除电磁干扰
电梯的良好的接地是消除电磁干扰的基本，确保电梯控柜的所有设备都使用粗的接地线进行良好的接地。接地方法常用的有信号接地、设备接地、安全接地等。信号接地有多种，如悬浮接地、单点接地、混合接地等。设备接地有单点接地、多点接地。安全接地有设备安全保护接地、接零保护接地、防雷安全接地。在电梯安装中，通常采用的方式是：信号接地使用单点接地和混合接地；设备接地使用单点接地和多点接地；安全接地使用设备安全保护接地、接零保护接地。
3.3利用布线技术减少电磁干扰
电动机的电缆线应该单独放入金属管内，且金属管也要通过金属机架可靠接地，同时应该避免电动机电缆与其它电缆长距离平行走线。电梯的信号线与动力线应该分别成束。
3.4 利用滤波技术降低电磁干扰
利用进线电抗器用于降低由变频器产生的谐波，同时也可用于增加电源阻抗，并帮助吸收附近设备投入工作时产生的浪涌电压和主电源的尖峰电压。
4、结束语
通过上面的分析研究，我们对于昆明某医院的该台电梯我们采取的措施是：（1）对电梯的所有接地线进行检查并重新进行连接；（2）对所有的信号屏蔽线进行检查并重新安装连接；（3）在靠检查室的井道内安装了金属屏蔽网，进行电磁干扰隔离。通过这一系列的方法，使该台电梯恢复了正常运行，消除了该电梯的故障。
通过前面相应的分析，提高对电磁干扰的认识，了解电磁干扰的危害性，有利于变频调速电梯的安全运行，采用电缆线屏蔽、可靠接地、利用进线电抗器及合理布线等技术措施和手段，对解决变频电梯存在的电磁干扰问题，是比较有效的做法。通过对电梯的电磁干扰产生机理的研究，对安装以及在用电梯存在的电磁干扰进行有效的消除，是确保后期电梯安全运行的有效办法。电磁兼容性提高，电磁干扰降低，抗电磁干扰能力增强，也就能够降低电梯运行的故障率，也就能够保证电梯安全平稳运行。
参考文献：
[1]GB/ 7588—2003，电梯制造与安装安全规范[S].
[2]GB/T 10058—2009，电梯技术条件[S].
[3]王权利 .电磁兼容和电磁干扰探析[J]；信息通信；2012年03期.
[4]胡浩，杨斌文.电梯系统中的电磁干扰及抗干措施[J] 上海：低压电器，2009.10.
作者简介：
唐文华（1967-02），男，云南昆明人，大学本科，电气工程师，主要从事电梯的检测检验工作，电梯检验师、起重设备检验师。
论文作者:唐文华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/6
标签：电梯论文; 电磁干扰论文; 变频器论文; 干扰论文; 噪声论文; 设备论文; 电磁论文; 《防护工程》2018年第25期论文;