任士博（上海愛(ài)登堡電梯集團(tuán)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(ài)登堡電梯集團(tuán)股份有限公司，上海 201114）

作為變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，良好的抗干擾處理對(duì)于保證電梯的正常運(yùn)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(lèi)設(shè)備在接通電源狀態(tài)下都會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。同軸電纜會(huì)按照天線(xiàn)方式接收此類(lèi)輻射干擾，電磁場(chǎng)引發(fā)的干擾感應(yīng)電流會(huì)在電網(wǎng)縱向電阻基礎(chǔ)上形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在視頻信號(hào)傳輸回路上進(jìn)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(qiáng)有關(guān)變頻調(diào)速電梯的抗干擾技術(shù)探討，對(duì)于改善電梯的運(yùn)行質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)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(jī)

（1）選用存儲(chǔ)器映射技術(shù)。盡管看門(mén)狗技術(shù)可避免電梯微機(jī)出現(xiàn)死機(jī)，保證運(yùn)行程序復(fù)位，但無(wú)法使程序復(fù)位至程序“跑飛”的位置。存儲(chǔ)器映射技術(shù)可有效克服此問(wèn)題，其可在RAM區(qū)中構(gòu)建一定空間的數(shù)據(jù)區(qū)，以實(shí)時(shí)儲(chǔ)存程序狀態(tài)；

（2）選用WATCHDOG技術(shù)，WATCHDOG是一類(lèi)定時(shí)觸發(fā)器，在固定時(shí)間內(nèi)需返回至初始狀態(tài)，若未進(jìn)行處理則微機(jī)CPU會(huì)發(fā)生復(fù)位。

1.2 低壓電器引發(fā)的電梯微機(jī)干擾

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

1.3 輸入信號(hào)的確定檢查

電梯控制系統(tǒng)輸入信號(hào)的正確性，會(huì)對(duì)電梯控制系統(tǒng)的輸出過(guò)程產(chǎn)生不同程度的影響。若輸入信號(hào)錯(cuò)誤，則可造成電梯出現(xiàn)誤動(dòng)作。在軟件上可進(jìn)行輸入端信號(hào)狀態(tài)的多次檢查。若輸入信號(hào)正確，則電梯運(yùn)行應(yīng)該相對(duì)穩(wěn)定，但干擾信號(hào)通常是時(shí)間間隔很短的尖脈沖，若不同時(shí)間檢查得到的信號(hào)狀態(tài)相一致，則可確定輸入信號(hào)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(xiàn)處理

微機(jī)電梯控制系統(tǒng)是一類(lèi)高速低電平設(shè)備，其同外部設(shè)備的信號(hào)交換頻率通常在1MHz以下，因此電梯微機(jī)控制系統(tǒng)通常采用一點(diǎn)接地進(jìn)行抗共模干擾。此外，電梯微機(jī)控制系統(tǒng)的接地不應(yīng)同強(qiáng)電設(shè)備接地選用同一個(gè)接地極。在采購(gòu)電梯隨行電纜線(xiàn)數(shù)時(shí)可能多余電梯轎廂的必用線(xiàn)數(shù)，因此在隨行電纜中會(huì)存在多余電纜。在電梯隨行電纜內(nèi)，不僅包括信號(hào)電纜，還有轎廂照明、給轎廂門(mén)機(jī)、光幕等設(shè)備的強(qiáng)電線(xiàn)纜，所以強(qiáng)電線(xiàn)纜很容易對(duì)弱電信號(hào)電纜產(chǎn)生干擾。為解決此類(lèi)干擾，可在電梯控制柜內(nèi)對(duì)隨行電纜進(jìn)行側(cè)接地，以實(shí)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(jìn)行直接接地，而選用電容接地方式，進(jìn)而對(duì)高頻干擾分量實(shí)行對(duì)地通路，避免分布電容的干擾，缺陷是直流與低頻仍為開(kāi)路方式，可利用加電阻的方式實(shí)施彌補(bǔ)。在電梯系統(tǒng)內(nèi)，通常選用TN-S方式實(shí)施供電，也就是選用專(zhuān)用接地線(xiàn)，電梯的輸出側(cè)與輸入側(cè)的PE端應(yīng)與專(zhuān)用接地線(xiàn)進(jìn)行連接。變頻器接地導(dǎo)線(xiàn)截面積應(yīng)控制在2.5mm2以下，長(zhǎng)度需調(diào)整在20m以下。注意變頻器接地同焊接地等動(dòng)力設(shè)備分開(kāi)設(shè)置。在曳引機(jī)和變頻器間的動(dòng)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(jī)與變頻器的接地端連接。由此可避免動(dòng)力電纜產(chǎn)生輻射電磁信號(hào)，對(duì)附近信號(hào)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(huì)采用繼電器和繼電器進(jìn)行通斷控制，而其線(xiàn)圈在開(kāi)斷時(shí)很容易形成較高的反電動(dòng)勢(shì)，形成浪涌干擾。實(shí)際應(yīng)用中可采用電壓脈沖吸收的方式對(duì)峰值電壓進(jìn)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(xiàn)圈兩側(cè)，對(duì)電路開(kāi)斷過(guò)程中形成的反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行吸收。在直流線(xiàn)圈中，可將二極管串電阻或二極管并聯(lián)在線(xiàn)圈兩側(cè)以對(duì)反電動(dòng)勢(shì)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(duì)系統(tǒng)電源和接觸器電源的交流電進(jìn)行不同相處理，以防止接觸器引發(fā)的電磁干擾對(duì)5V開(kāi)關(guān)電源交流側(cè)產(chǎn)生影響，進(jìn)而提升系統(tǒng)抗干擾性能。此外，接觸器饋電線(xiàn)可選用雙絞線(xiàn)，因兩導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的電流方向不一致，其磁通可相互抵消，進(jìn)而可減弱電磁干擾[3]。

2.4 電梯速度檢測(cè)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(xiàn)方式，但此類(lèi)總線(xiàn)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(xiàn)路應(yīng)選用屏蔽電纜。在工程接地中常出現(xiàn)的失誤是對(duì)電纜屏蔽層進(jìn)行兩點(diǎn)接地，也就是電纜屏蔽層兩端都進(jìn)行接地。因接地點(diǎn)不處于同一位置，多個(gè)接地點(diǎn)間形成的電位差會(huì)在屏蔽線(xiàn)內(nèi)產(chǎn)生地回路，由此不但無(wú)法進(jìn)行有效屏蔽，且可能引發(fā)干擾。而對(duì)信號(hào)電纜屏蔽層接地采用信號(hào)源一點(diǎn)接地方式，不但可以控制共模干擾，且可對(duì)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(huì)安設(shè)速度傳感器來(lái)實(shí)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(xiàn)或屏蔽電纜，以避免曳引機(jī)發(fā)生失速或停止運(yùn)轉(zhuǎn)。所以應(yīng)確保曳引機(jī)與變頻器進(jìn)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(diǎn)接地方式，以抑制通信干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(yùn)行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)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(guó)賢.變頻調(diào)速電梯控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中接地技術(shù)研究[J].電氣傳動(dòng), 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?lèi)?ài)蓮.交流變頻調(diào)速電梯系統(tǒng)微機(jī)控制的實(shí)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(ài)登堡電梯集團(tuán)股份有限公司，崗位：技術(shù)工藝工程師。