电梯电气系统的电磁兼容性

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根据实践可知,电梯主要有三种,分别为垂直电梯、自动扶梯与自动人行道,其均是借助电梯控制柜实现的,其中涉及的电机形式有两种,分别为三相同步电机与三相异步电机,与前者相比,后者应用频率较高。电梯电气系统主要是利用控制柜,控制电梯电机的机电传动部分,具体包括电梯控制板、变频驱动主电路与电梯电机,其中第一部分的电压相对较低,其传导干扰影响较小,可忽略不计。因此,研究中主要侧重后两部分,并选用了三相异步电机。
  对于电梯电力拖动而言,其有四种类型,分别为直流拖动、单速或双速拖动、调压调速拖动及交流变频调速拖动。前两种发展时间较早,但其舒适度较差、准确度较低,逐渐被后者取代,但第三种也存在不足,主要表现为能耗过大,而最后一种弥补了其不足,并且彰显了优异的调速性能,因此,其应用日渐广泛与普遍。
  电梯电气系统主要是由电气控制系统、变频驱动系统及曳引系统构成的,其中变频驱动系统的电路结构为三相二级管整流桥环节、直流母线支撑电容环节与三相IGBT逆变桥环节。通常情况下,此系统安装在电梯机房,电梯控制柜内控制电路实现了对信息接收、数据管理及控制信号发出等,大部分电气系统均位于电梯控制柜内,其利用交流电,经主电路进行了变换、整流,获得直流电压,同时借助直流母线支撑电容,避免了因频繁启停而出现电压波动,再利用转波、逆变及电机特性,实现了调速、保证了运行。
  1.电磁兼容
  在不同规定中电磁兼容含义各异,经分析可知,它主要是指电梯和附件其他设备、系统等相互不受电磁影响,均可正常运行,其具体体现在两方面,分别为电磁干扰度与电磁抗干扰度,前者包括传导干扰、辐射干扰,后者包括辐射抗扰度、传导抗扰度。
  传导干扰是指电梯电气设备出现的干扰发射频谱,其频带为150kHz~30MHz,它主要是利用电梯电气设备内部电磁干扰源而出现的,此时的骚扰电压经物理连接线路,从而引起了骚扰电流,同时对附件设备也造成了一定的危害。具体的试验包括两种,分别为传导连续骚扰电压与传导连续骚扰电流。
  根据传导干扰理论可知,其可以分为两部分,分别为共模干扰与差模干扰,实际干扰是由二者矢量叠加形成的,但二者传播机理各异,为了保证测试方法的统一性,实践中应利用LISN线路阻抗,以此保证网络的稳定性。
  2.电梯电气系统传导干扰
  通常情况下,干扰形成的因素主要有包括干扰源、传播路径与受扰设备。在干扰源方面,共模干扰的干扰传播路径为多个共地公共端PE,经相邻公共端间流经有共模干扰电流,此时的干扰电流回路为高频回路,在此情况下,IGBT开通或关断时,均会出现的较高的dV/dt,此时便是共模干扰电压;差模干扰的干扰传播路径受分布参数影响,高频电压分量经相间分布参数,形成了干扰电流回路[2]。
  通过分析可知,传导干扰源主要是指电力电子功率器件处于开关状态下,使电压出现了斩波,从而形成了梯形脉冲群,其中含有的高次谐波成分具有一定的复杂性。共模干扰、差模干扰传播均是通过输入端与输出端相-地分布电容、直流母线支撑电容组、电动机共模阻抗、金属散热器高频阻感等实现的。
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