劉燕峰
(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院常熟分院,江蘇 常熟 215500)
以電梯圖紙中常見(jiàn)的接線方式如圖1為例,對(duì)主要設(shè)備說(shuō)明如下。
1在變頻器中電力晶體管或IGBT高速開關(guān)可能引起噪聲,對(duì)附近10MHZ以下頻率的無(wú)線電測(cè)量及控制設(shè)備等無(wú)線電波產(chǎn)生影響。因此,選用無(wú)線電干擾(FIL1,FIL2)抑制電抗器,能降低這類噪聲。此類電抗器屬于共模抑制抑制電抗器,或稱零序電抗器,它對(duì)被穿過(guò)磁芯的幾根導(dǎo)線上出現(xiàn)的瞬時(shí)相位和幅值不能抵消的干擾有抑制作用,而對(duì)被穿過(guò)磁芯的幾根導(dǎo)線瞬時(shí)相加電磁場(chǎng)可完全抵消的干擾就不能抑制,也即對(duì)三相正弦波電流不起作用。就無(wú)線干擾而言,共模干擾占大多數(shù),所以共模抑制電抗器經(jīng)常對(duì)無(wú)線電干擾抑制有效。FIL2對(duì)輸出布線距離>20m時(shí)尤其需安裝。
圖1
表1
2電抗器中以電源側(cè)AC電抗器最為重要,原因如下:
a、當(dāng)變頻器與配電用變壓器T靠近時(shí),電源線阻抗太小,過(guò)電壓發(fā)生時(shí)沒(méi)有在電源線上得以衰減,因此強(qiáng)大的過(guò)電壓到達(dá)變頻器壓敏電阻上,甚至?xí)箟好綦娮璞?,為此?yīng)在進(jìn)線側(cè)加上交流電抗器ACL1。
b、當(dāng)電源容量大(即電源阻抗?。r(shí),會(huì)使輸入電流的高次諧波增高,使整流二極管或電解電容器的損耗增大而發(fā)生故障。為減小外部干抗,在電源電容500KVA以上,并且是變頻器額定容量的10倍以上選用電源側(cè)AC電抗器。
c、電壓的不均衡度超過(guò)3%時(shí),也必須加裝。因?yàn)椴痪舛冗^(guò)大時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致輸入電纜異常過(guò)熱。
d、變頻器因采用交-直-交方式,整流和電容濾波的使用,會(huì)造成電網(wǎng)交流電壓正弦波的頂端因電容吸收能量而變平,在電網(wǎng)內(nèi)阻大的條件下,使電網(wǎng)電壓波形畸變到足以使一部分電器工作不正常和發(fā)生保護(hù)動(dòng)作,因此歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN12015:2004 (Electromagnetic compatibiliey-product family standard for lifts escalators and moving walks-Emmission)對(duì) EMC中重要指標(biāo)之一THD諧波總畸變作出了詳細(xì)歸定。同時(shí)在國(guó)標(biāo)GB/T14549-93中對(duì)公用電網(wǎng)諧波電壓(相電壓)也做出了規(guī)定(見(jiàn)表1)。因此,在許多電梯的招標(biāo)技術(shù)文件中我們能經(jīng)產(chǎn)看到客戶對(duì)諧波的畸變率的大小作出了要求,如THD<5%。電場(chǎng)中,如果控制不好,會(huì)在惡劣畸變下,用電器因“電壓過(guò)低”“電壓過(guò)高”而報(bào)警,或使相序保護(hù)器因電壓波形畸變而動(dòng)作。
e、雖然輸入電抗器的容量選擇和電源容量有較大關(guān)系,但在一般情況下,可以按照在額定電壓和額定電流的條件下使電抗器上的電壓降在2%-5%之間原則進(jìn)行選擇。這時(shí),綜合功率因素一般可以改善至80%-85%。
3輸出側(cè)交流電抗器。由于變頻器輸出是脈沖寬度調(diào)制的電壓波(PWM波)它是前后沿很陡的一聯(lián)串脈沖方波,存在豐富的諧波,這些諧波增加了電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲,有害于電機(jī)和負(fù)載的壽命。典型的是電機(jī)繞組間瞬變電壓dv/dt過(guò)高,造成匝間擊穿,以及對(duì)周圍電器干擾;當(dāng)負(fù)載電容分量大時(shí),造成變頻器的開關(guān)器件流過(guò)大的沖擊電流,會(huì)損壞開關(guān)器件,使用輸出側(cè)交流電抗器可進(jìn)行平滑濾波,減少瞬變電壓dv/dt的影響,并求得以下改善。
a、降低5db左右的點(diǎn)擊噪音
b、降低了輸出高次諧波造成的漏電流
c、減少了干擾
d、保護(hù)了變頻器內(nèi)部的功率開關(guān)器件
e、延長(zhǎng)了電機(jī)的絕緣壽命
變頻器主電路上設(shè)備的選擇以提高變頻器的某種性能或者為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供保護(hù)或者減少變頻器對(duì)其他設(shè)備的影響為主要目的,具體如何選擇應(yīng)用,還是要針對(duì)某種特定的變頻器,根據(jù)其說(shuō)明書盡量選用廠家推薦的外圍設(shè)備。總之,只有正確的選擇才能使電梯安全可靠的運(yùn)行。
[1]李洪濤,韓寧.電梯變頻器故障的安全技術(shù)分析[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009-03-25.