电梯控制柜的电磁兼容性研究

电梯控制柜的电磁兼容性研究

刘波

佛山富莱机电装备有限公司

摘要：随着电梯的技术越来越先进，电梯的控制技术也越来越智能。电梯控制柜作为电梯的核心系统有着极其重要的作用，但电梯控制柜由于经常受到各种电磁场的影响，而影响了电梯的运行，给人们搭乘电梯带来了安全隐患。故本文针对电梯控制柜的电磁兼容性进行研究，旨在帮助工作人员，为降低电梯控制柜中的电磁干扰提供一些工作思路。

关键词：电梯控制柜；电磁兼容性；研究

Researchonelectromagneticcompatibilityofelevatorcontrolcabinet

Liubo

Foshanflamemechanical&electricalequipmentco.,ltd.

Abstract:Astheelevatortechnologybecomesmoreandmoreadvanced,Theelevatorcontroltechnologyisalsomoreandmoreintelligent.Elevatorcontrolcabinetastheelevatorcoresystemplaysanextremelyimportantrole,Buttheelevatorcontrolcabinetisoftenaffectedbyvariouselectromagneticfields,Andaffecttheoperationoftheelevator,Takingelevatorstopeopleposesasecurityrisk.Therefore,theelectromagneticcompatibilityofelevatorcontrolcabinetisstudiedinthispaper,Designedtohelpstaff,Toreducetheelectromagneticinterferenceintheelevatorcontrolcabinettoprovidesomeworkideas.

Keywords:Elevatorcontrolcabinet;Electromagneticcompatibility;Research

前言

近年来，我国的高层建筑不断增多，相应的电梯数量也增多了。但是由于电梯在使用中会接触到电磁干扰，特别是在电梯的核心部件——电梯控制柜受到强力的电磁干扰的时候，电梯会出现突发性电梯静止故障，或者轿厢门无法开启等电梯故障。使其严重影响了人们对电梯的使用。因此，为了避免电梯的核心部件受到了电磁干扰，对电磁兼容性进行研究。

1.电磁兼容性简介

1.1电磁兼容的概念

电磁兼容是指在电磁环境中按照既定要求进行运行，并且对该环境下的设备不产生任何电磁骚扰的能力[1]。电磁兼容包括两个方面，一是该电磁环境中设备产生的电磁骚扰处于一定范围之内；二是对电磁环境中设备对于其他电磁干扰具有一定的抗性。衡量电磁兼容性质有三个要素，即时间、空间和频谱。从概念中不难看出，电磁兼容包括电磁干扰和电磁抗干扰两个方面。则电磁兼容性就是至电磁干扰和电磁抗干扰两个方面值的和。

1.2对电梯控制柜的干扰分析

目前，对于垂直升降电梯、台阶式扶梯、自动人行道的控制均是通过电梯控制柜实现的。电梯的电气系统主要包括控制柜、电机、传动三个部分[2]。其中控制柜里主要有电梯控制板、变频驱动主电路两部分构成。电磁干扰一般分为传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是存在于电子设备和导电介质或者电源线之间的干扰信号，对设备造成干扰。辐射干扰是电子设备在空间耦合作用下对设备进行电磁干扰。根据电梯控制柜产生干扰的原因不同，存在内部产生的干扰和外部产生的干扰。

（1）内部干扰

在控制系统内部存在很多电子元件，各电子元件在电路通电的作用下产生电磁场，从而互相出现电磁干扰。主要干扰的部位在印制电路板上电容，数控电子、电气部件，各模块内部出现的高频辐射等等。由于控制柜中的变频器内部含有大量的电子元件，因此主要的电磁干扰来源是变频器，尤其是变频器通过逆变作用将制动电流转化为交流电流时，输入和输出端都会产生高频次谐波，从而对其他的设备造成强力的电磁干扰，降低了调速系统的工作效率。从而对电梯其他部件的工作速率造成影响。严重的甚至会导致整个电梯的瘫痪。

（2）外部干扰

外部干扰的原因较为多样，主要存在以下几种。如建筑物的外部高压电电源和接地线对的电梯控制柜产生的电磁干扰；外部高压设备通过辐射传导作用对控制柜造成强磁场干扰；电梯设备无法散热引起控制柜性能降低，或者电梯的开关、变压器、逆变器等供电电路对控制柜造成的干扰等等。外部的干扰原因具有偶然性，需要在检查的时候进行综合分析。曾经某建筑物出现电梯故障，但是检查后发现各项指标正常的现象。经过排查发现，电梯机房上有一个信号发射塔，电梯控制柜开柜散热的时候，信号塔信号对控制柜造成严重的辐射干扰，从而影响了电梯的正常运行。由此可见，外部干扰的干扰源更加隐蔽，排查难度更大。外部电磁干扰形成的原因比较多，有些电磁干扰是架设电路就会存在的，如各电路的连接线产生的直接干扰或者连线干扰，在电路设计的时候就存在，不可避免。

2.电磁兼容性测试

2.1电磁抗干扰测试

电磁抗干扰测试的测试方法是将电磁干扰信号靠近试验设备，观察相关的干扰信号对设备造成的影响。通过设备的状态评价设备抗干扰的性能。但是由于控制柜的电子机件较多，不可能依次进行测试，因此要划分等级，制定标准的试验方案进行试验。干扰源在实施干扰的过程中，注意电梯运行指示灯和轿厢门指示灯的变化是否正常。根据相关的标准判定控制柜的抗干扰性能是否合格。

2.2电磁干扰测试

电磁干扰测试一般处于电梯最大发射模式下进行运行，通过观察控制柜中输入端口和输出端口谐波电压和电流，计算谐波电压总畸变率及含有率，电流的总畸变率及有效率等参数来判断控制箱中的电磁干扰强度。可以使用数字功率表对谐波电压值和电流值进行测量，对谐波各项指标的计算，从而分析谐波，根据相应的标准进行评价。

3.电梯控制柜提高电磁兼容性的措施

3．1增加电磁屏蔽设施

为了减少电梯控制柜的电磁干扰，对控制柜进行适当的改进。众所周知，导电导磁性良好的密闭外壳电磁屏蔽效果极佳。因此，电梯控制柜的外壳和支架都是金属材质的，其目的是为了有效抑制辐射和电磁感应，形成电磁屏蔽。而且在外部存在较强的电磁辐射时，能够有效阻挡，进行有效的导磁导电，保护控制箱内的电子元件。同样对于控制柜内部产生的电磁内部干扰也能起到减少对外部环境的电磁污染。因此金属机箱对于控制柜的电磁兼容性较为重要。

对于容易产生电磁干扰的电子元件及设备或者线路之间可以安装屏蔽材料，从而隔离各电磁场，保护电子元件不收干扰。对于一些存在交变电流的特殊建筑物，电梯控制柜可以使用铁、镍等良导磁体进行屏蔽。

3.2针对变频器的辐射干扰

对于控制柜内最容易受到电磁干扰的变频器，它的金属外壳上的孔洞与干扰电磁波波长近似时，会受到严重的辐射干扰。辐射会向柜体四周扩散辐射，金属物体会在此基础上形成二次辐射。由于辐射的波形受到频率的影响，频率增加是波长会逐渐的减小。这种情况下，就必须对干扰源进行查找，通过对干扰源的抑制，断开电磁干扰的耦合途径，从而增强变频器自身抗干扰能力。对变频器的硬件进行加装抗干扰设备时，监控系统的控制线较长，与弱电仪表的电线近距离平行时，会产生强烈的谐波。故仪表和变频器的控制线都是用屏蔽电线，在线路近距离平行的部位用铁皮隔开，屏蔽线和屏蔽层保持接地状态，以减少变频器的电磁干扰机率。在传动柜电源输入端口，给电缆套上金属管，并让金属管外部接地，消除电磁场。传感器的线长要使用适宜的长度，过长的线盘成线圈放在柜子里也会形成电磁干扰。因此，线长的要进行修整。

4.结束语

目前，我国电梯在电磁兼容性方面没有引起足够的控制。例如，人们在电梯乘坐的过程中打电话，由于升降电梯的空间狭窄，此时手机的电磁辐射会增加，比在开阔位置的电磁辐射增加了将近15倍左右[3]。这种行为不仅不利于人们的身体健康，而且对电梯也会造成不好的影响。电梯的控制柜作为电梯的核心部件，会因为受到电磁干扰，而影响工作效率和电梯的安全运行，因此应当予以重视。在实际工作中，由于建筑物的结构较多，对电梯的要求也各不相同，因此要根据实际情况，对电梯控制柜进行性能的改良。根据相关国家标准，《电磁兼容电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准》中的规定，通过对电磁兼容性的分析，并且制定的测试方案。在施工时能够对控制柜加设电磁屏蔽设施，用以提高电梯的电磁兼容性。从而有效保证电梯运转的安全性和稳定性。通过科学技术对电磁兼容性的不断改良，相信未来的电梯将会更加安全。

参考文献：

[1]王振铭.电梯控制柜的电磁兼容测试研究[J].建筑工程技术与设计,2015,(9):2508-2508,2512.

[2]张剑华.浅谈电梯电磁兼容性能[J].中国特种设备安全,2013,(4):21-22.

[3]刘爽.电梯变频器的电磁兼容性与电磁干扰[J].城市建设理论研究（电子版）,2016,(13):4207-4207.