芻議變頻調(diào)速電梯的抗干擾措施

任士博（上海愛登堡電梯集團股份有限公司，上海 201114）

芻議變頻調(diào)速電梯的抗干擾措施

任士博
（上海愛登堡電梯集團股份有限公司，上海 201114）

作為變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，良好的抗干擾處理對于保證電梯的正常運行具有重要作用。本文首先介紹了變頻調(diào)速電梯的軟件抗干擾處理，然后探討了變頻調(diào)速電梯的接地抗干擾處理，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

變頻調(diào)速；電梯；抗干擾

0 前言

通常情況下，電梯各類設(shè)備在接通電源狀態(tài)下都會產(chǎn)生電磁輻射。同軸電纜會按照天線方式接收此類輻射干擾，電磁場引發(fā)的干擾感應(yīng)電流會在電網(wǎng)縱向電阻基礎(chǔ)上形成感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢在視頻信號傳輸回路上進行串聯(lián)，產(chǎn)生不同程度的干擾。更為嚴(yán)重的是，因電纜間隔距離較近，其相互之間很容易都成干擾耦合關(guān)系。因此，加強有關(guān)變頻調(diào)速電梯的抗干擾技術(shù)探討，對于改善電梯的運行質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。

1 變頻調(diào)速電梯的軟件抗干擾處理

1.1 避免干擾引發(fā)電梯程序死機

（1）選用存儲器映射技術(shù)。盡管看門狗技術(shù)可避免電梯微機出現(xiàn)死機，保證運行程序復(fù)位，但無法使程序復(fù)位至程序“跑飛”的位置。存儲器映射技術(shù)可有效克服此問題，其可在RAM區(qū)中構(gòu)建一定空間的數(shù)據(jù)區(qū)，以實時儲存程序狀態(tài)；

（2）選用WATCHDOG技術(shù)，WATCHDOG是一類定時觸發(fā)器，在固定時間內(nèi)需返回至初始狀態(tài)，若未進行處理則微機CPU會發(fā)生復(fù)位。

1.2 低壓電器引發(fā)的電梯微機干擾

低壓電器引發(fā)的干擾通常出現(xiàn)在低壓電器開斷電流的瞬間。低電器感性元件如電磁繼電器、接觸器線圈等是主要的干擾來源。此類線圈在開斷過程中會形成強大的電磁干擾。低壓電器觸頭在開斷過程中引發(fā)的火花干擾是另一干擾來源。在軟件內(nèi)可選用剔除法、延時法避免干擾。主程序內(nèi)的部分時間運算采用延時法，可防止繼電器、接觸器開斷過程對事件運算程序的干擾；或選用剔除法對事件運算結(jié)果實施合理性評估，以刪除極端意外數(shù)據(jù)[1]。

1.3 輸入信號的確定檢查

電梯控制系統(tǒng)輸入信號的正確性，會對電梯控制系統(tǒng)的輸出過程產(chǎn)生不同程度的影響。若輸入信號錯誤，則可造成電梯出現(xiàn)誤動作。在軟件上可進行輸入端信號狀態(tài)的多次檢查。若輸入信號正確，則電梯運行應(yīng)該相對穩(wěn)定，但干擾信號通常是時間間隔很短的尖脈沖，若不同時間檢查得到的信號狀態(tài)相一致，則可確定輸入信號正確。

2 變頻調(diào)速電梯的接地抗干擾處理

2.1 電梯隨行電纜多余線處理

微機電梯控制系統(tǒng)是一類高速低電平設(shè)備，其同外部設(shè)備的信號交換頻率通常在1MHz以下，因此電梯微機控制系統(tǒng)通常采用一點接地進行抗共模干擾。此外，電梯微機控制系統(tǒng)的接地不應(yīng)同強電設(shè)備接地選用同一個接地極。在采購電梯隨行電纜線數(shù)時可能多余電梯轎廂的必用線數(shù)，因此在隨行電纜中會存在多余電纜。在電梯隨行電纜內(nèi)，不僅包括信號電纜，還有轎廂照明、給轎廂門機、光幕等設(shè)備的強電線纜，所以強電線纜很容易對弱電信號電纜產(chǎn)生干擾。為解決此類干擾，可在電梯控制柜內(nèi)對隨行電纜進行側(cè)接地，以實現(xiàn)防靜電和屏蔽[2]。

2.2 電梯變頻器及主回路接地

變頻器主回路端子PE的有效接地可有效改善變頻器抑制噪聲的能力和降低變頻器干擾的基本方法。為提升電梯變頻器的防雷擊和抗干擾性能，在電源輸入側(cè)包含壓敏電阻構(gòu)成的電源濾波或電容。電梯變頻器通常不選用浮地方式同系統(tǒng)進行直接接地，而選用電容接地方式，進而對高頻干擾分量實行對地通路，避免分布電容的干擾，缺陷是直流與低頻仍為開路方式，可利用加電阻的方式實施彌補。在電梯系統(tǒng)內(nèi)，通常選用TN-S方式實施供電，也就是選用專用接地線，電梯的輸出側(cè)與輸入側(cè)的PE端應(yīng)與專用接地線進行連接。變頻器接地導(dǎo)線截面積應(yīng)控制在2.5mm2以下，長度需調(diào)整在20m以下。注意變頻器接地同焊接地等動力設(shè)備分開設(shè)置。在曳引機和變頻器間的動力電纜也應(yīng)選用屏蔽電纜，且屏蔽電纜的兩側(cè)也應(yīng)同曳引機與變頻器的接地端連接。由此可避免動力電纜產(chǎn)生輻射電磁信號，對附近信號電纜產(chǎn)生干擾。

2.3 浪涌電壓的電磁干擾

在電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常會采用繼電器和繼電器進行通斷控制，而其線圈在開斷時很容易形成較高的反電動勢，形成浪涌干擾。實際應(yīng)用中可采用電壓脈沖吸收的方式對峰值電壓進行控制。RC電路自身具備能量吸收與緩沖功能，因此可將RC電路并聯(lián)在交流線圈兩側(cè)，對電路開斷過程中形成的反電動勢進行吸收。在直流線圈中，可將二極管串電阻或二極管并聯(lián)在線圈兩側(cè)以對反電動勢形成一致。電梯控制系統(tǒng)通常選用三相供電方式，這是可對系統(tǒng)電源和接觸器電源的交流電進行不同相處理，以防止接觸器引發(fā)的電磁干擾對5V開關(guān)電源交流側(cè)產(chǎn)生影響，進而提升系統(tǒng)抗干擾性能。此外，接觸器饋電線可選用雙絞線，因兩導(dǎo)線內(nèi)的電流方向不一致，其磁通可相互抵消，進而可減弱電磁干擾[3]。

2.4 電梯速度檢測傳感器屏蔽接地

在電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)中，通常選用串行通信方式與電梯主控制器完成數(shù)據(jù)交換，且常選用RS485數(shù)據(jù)總線方式，但此類總線方式的通信很容易受到干擾。為提升電梯串行通信的穩(wěn)定性，通信線路應(yīng)選用屏蔽電纜。在工程接地中常出現(xiàn)的失誤是對電纜屏蔽層進行兩點接地，也就是電纜屏蔽層兩端都進行接地。因接地點不處于同一位置，多個接地點間形成的電位差會在屏蔽線內(nèi)產(chǎn)生地回路，由此不但無法進行有效屏蔽，且可能引發(fā)干擾。而對信號電纜屏蔽層接地采用信號源一點接地方式，不但可以控制共模干擾，且可對靜電感應(yīng)干擾形成抑制。電梯變頻調(diào)速系統(tǒng)屬于一種響應(yīng)迅速的高精度調(diào)控系統(tǒng)，通常會安設(shè)速度傳感器來實施速度閉環(huán)控制。而速度傳感器與變頻器間也通常選用屏蔽線或屏蔽電纜，以避免曳引機發(fā)生失速或停止運轉(zhuǎn)。所以應(yīng)確保曳引機與變頻器進行分離可靠接地，或采用不與控制器屏蔽層連通的傳感器，并采用一點接地方式，以抑制通信干擾。

3 結(jié)束語

變頻調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾處理水平將直接影響電梯系統(tǒng)的運行質(zhì)量和經(jīng)濟效益，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強有關(guān)變頻調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾研究，總結(jié)變頻調(diào)速系統(tǒng)抗干擾處理方法及關(guān)鍵部位技術(shù)處理措施，以逐步提升變頻調(diào)速系統(tǒng)抗干擾處理質(zhì)量。

[1]馬福軍,周衛(wèi)元,高國賢.變頻調(diào)速電梯控制驅(qū)動系統(tǒng)中接地技術(shù)研究[J].電氣傳動, 2011,05（35）:57-58.

[2]余泗洲.電梯系統(tǒng)的接地和抗干擾技術(shù)處理[J].科技資訊, 2012,13（14）:74-75.

[3]解韶峰,李愛蓮.交流變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)微機控制的實現(xiàn)[J].科技信息,2011,12（29）:62-63.

任士博（1986-），男，山東菏澤人，本科，工作單位：上海愛登堡電梯集團股份有限公司，崗位：技術(shù)工藝工程師。