刍议变频调速电梯的抗干扰措施

2015-08-19任士博上海爱登堡电梯集团股份有限公司上海201114

山东工业技术 2015年16期

关键词：微机接触器变频

任士博（上海爱登堡电梯集团股份有限公司，上海 201114）

刍议变频调速电梯的抗干扰措施

任士博
（上海爱登堡电梯集团股份有限公司，上海 201114）

作为变频调速系统设计的关键环节，良好的抗干扰处理对于保证电梯的正常运行具有重要作用。本文首先介绍了变频调速电梯的软件抗干扰处理，然后探讨了变频调速电梯的接地抗干扰处理，以期为相关技术与研究人员提供参考。

变频调速；电梯；抗干扰

0 前言

通常情况下，电梯各类设备在接通电源状态下都会产生电磁辐射。同轴电缆会按照天线方式接收此类辐射干扰，电磁场引发的干扰感应电流会在电网纵向电阻基础上形成感应电动势，感应电动势在视频信号传输回路上进行串联，产生不同程度的干扰。更为严重的是，因电缆间隔距离较近，其相互之间很容易都成干扰耦合关系。因此，加强有关变频调速电梯的抗干扰技术探讨，对于改善电梯的运行质量具有重要的现实意义。

1 变频调速电梯的软件抗干扰处理

1.1 避免干扰引发电梯程序死机

（1）选用存储器映射技术。尽管看门狗技术可避免电梯微机出现死机，保证运行程序复位，但无法使程序复位至程序“跑飞”的位置。存储器映射技术可有效克服此问题，其可在RAM区中构建一定空间的数据区，以实时储存程序状态；

（2）选用WATCHDOG技术，WATCHDOG是一类定时触发器，在固定时间内需返回至初始状态，若未进行处理则微机CPU会发生复位。

1.2 低压电器引发的电梯微机干扰

低压电器引发的干扰通常出现在低压电器开断电流的瞬间。低电器感性元件如电磁继电器、接触器线圈等是主要的干扰来源。此类线圈在开断过程中会形成强大的电磁干扰。低压电器触头在开断过程中引发的火花干扰是另一干扰来源。在软件内可选用剔除法、延时法避免干扰。主程序内的部分时间运算采用延时法，可防止继电器、接触器开断过程对事件运算程序的干扰；或选用剔除法对事件运算结果实施合理性评估，以删除极端意外数据[1]。

1.3 输入信号的确定检查

电梯控制系统输入信号的正确性，会对电梯控制系统的输出过程产生不同程度的影响。若输入信号错误，则可造成电梯出现误动作。在软件上可进行输入端信号状态的多次检查。若输入信号正确，则电梯运行应该相对稳定，但干扰信号通常是时间间隔很短的尖脉冲，若不同时间检查得到的信号状态相一致，则可确定输入信号正确。

2 变频调速电梯的接地抗干扰处理

2.1 电梯随行电缆多余线处理

微机电梯控制系统是一类高速低电平设备，其同外部设备的信号交换频率通常在1MHz以下，因此电梯微机控制系统通常采用一点接地进行抗共模干扰。此外，电梯微机控制系统的接地不应同强电设备接地选用同一个接地极。在采购电梯随行电缆线数时可能多余电梯轿厢的必用线数，因此在随行电缆中会存在多余电缆。在电梯随行电缆内，不仅包括信号电缆，还有轿厢照明、给轿厢门机、光幕等设备的强电线缆，所以强电线缆很容易对弱电信号电缆产生干扰。为解决此类干扰，可在电梯控制柜内对随行电缆进行侧接地，以实现防静电和屏蔽[2]。

2.2 电梯变频器及主回路接地

变频器主回路端子PE的有效接地可有效改善变频器抑制噪声的能力和降低变频器干扰的基本方法。为提升电梯变频器的防雷击和抗干扰性能，在电源输入侧包含压敏电阻构成的电源滤波或电容。电梯变频器通常不选用浮地方式同系统进行直接接地，而选用电容接地方式，进而对高频干扰分量实行对地通路，避免分布电容的干扰，缺陷是直流与低频仍为开路方式，可利用加电阻的方式实施弥补。在电梯系统内，通常选用TN-S方式实施供电，也就是选用专用接地线，电梯的输出侧与输入侧的PE端应与专用接地线进行连接。变频器接地导线截面积应控制在2.5mm2以下，长度需调整在20m以下。注意变频器接地同焊接地等动力设备分开设置。在曳引机和变频器间的动力电缆也应选用屏蔽电缆，且屏蔽电缆的两侧也应同曳引机与变频器的接地端连接。由此可避免动力电缆产生辐射电磁信号，对附近信号电缆产生干扰。

2.3 浪涌电压的电磁干扰

在电梯变频调速系统中，通常会采用继电器和继电器进行通断控制，而其线圈在开断时很容易形成较高的反电动势，形成浪涌干扰。实际应用中可采用电压脉冲吸收的方式对峰值电压进行控制。RC电路自身具备能量吸收与缓冲功能，因此可将RC电路并联在交流线圈两侧，对电路开断过程中形成的反电动势进行吸收。在直流线圈中，可将二极管串电阻或二极管并联在线圈两侧以对反电动势形成一致。电梯控制系统通常选用三相供电方式，这是可对系统电源和接触器电源的交流电进行不同相处理，以防止接触器引发的电磁干扰对5V开关电源交流侧产生影响，进而提升系统抗干扰性能。此外，接触器馈电线可选用双绞线，因两导线内的电流方向不一致，其磁通可相互抵消，进而可减弱电磁干扰[3]。

2.4 电梯速度检测传感器屏蔽接地

在电梯变频调速系统中，通常选用串行通信方式与电梯主控制器完成数据交换，且常选用RS485数据总线方式，但此类总线方式的通信很容易受到干扰。为提升电梯串行通信的稳定性，通信线路应选用屏蔽电缆。在工程接地中常出现的失误是对电缆屏蔽层进行两点接地，也就是电缆屏蔽层两端都进行接地。因接地点不处于同一位置，多个接地点间形成的电位差会在屏蔽线内产生地回路，由此不但无法进行有效屏蔽，且可能引发干扰。而对信号电缆屏蔽层接地采用信号源一点接地方式，不但可以控制共模干扰，且可对静电感应干扰形成抑制。电梯变频调速系统属于一种响应迅速的高精度调控系统，通常会安设速度传感器来实施速度闭环控制。而速度传感器与变频器间也通常选用屏蔽线或屏蔽电缆，以避免曳引机发生失速或停止运转。所以应确保曳引机与变频器进行分离可靠接地，或采用不与控制器屏蔽层连通的传感器，并采用一点接地方式，以抑制通信干扰。