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技術(shù)文章

變頻電纜：電梯使用變頻器存在弊端

變頻電纜：電梯使用變頻器存在弊端
伴隨著大功率晶閘管(SCR)大功率晶體管(GTR)和新型場效應(yīng)晶體管(IGBT)的相繼問世，變頻調(diào)速技術(shù)從20世紀60年代出現(xiàn)至今已日趨成熟，在各電氣領(lǐng)域普及使用。電梯等特種機電設(shè)備也不例外，變頻器也使設(shè)備的技術(shù)含量、性能得以突飛猛進，與傳統(tǒng)的調(diào)速方式比較其效果是鮮而易見的。它使得電梯效率提高、運行平穩(wěn)、設(shè)備壽命延長，結(jié)合PLC或微機控制，更顯示無觸點控制的優(yōu)越性：線路簡化、控制靈活、運行可靠、維護和故障監(jiān)測方便。由變頻器的工作原理可知，必須滿足一定的安裝要求才能正常工作，變頻器本身也不可避免產(chǎn)生諧波干擾和電磁輻射等常見問題，然而電梯的功率較大、工作環(huán)境較差、**系數(shù)要求高，因此，引發(fā)了在安裝使用與維護變頻器的若干問題。
諧波干擾問題

1.干擾的產(chǎn)生機理

變頻器的主電路一般是交-直-交形式，即整流部分(AC/DC)和逆變部分(DC/AC)組成，先將電源進行三相橋式整流，再由大功率晶體管開關(guān)元件進行DC/AC轉(zhuǎn)換。
在輸入部分，輸入電壓是正弦波，非線性二極管組成的三相整流橋及二極管參數(shù)離散將引起輸入電流的波形為非正弦波。在輸出部分，輸出線電壓是SPWM脈寬調(diào)制的矩形波，相電壓是階梯波，都是非線性的。輸出電流是帶毛刺的近正弦波。既然是非線性正弦波，就必將產(chǎn)生諧波。理論上分析，諧波中不含有3的整數(shù)倍諧波和偶次諧波，可按傅立葉級數(shù)分解為基波和各次諧波，通常含有6n+1(n=l，2，3….)次諧波。諧波的頻率與變頻器的調(diào)制頻率有關(guān)，其中5次、7次、11次、13次諧波電流占主要地位。

2.干擾的危害

輸入電流諧波會使電網(wǎng)電壓畸變，造成對其他用電設(shè)備的影響，如使變壓器溫度上升，產(chǎn)生震動噪聲;引起保護電器誤動作;導致計量儀表誤差;破壞絕緣，影響電器正常工作，減少壽命等。
按GB12668-90規(guī)定，我國高次諧波管理標準電網(wǎng)電壓諧波電壓綜合畸變率的是THD%≤10%，奇次諧波THD%≤5%，偶次諧波THD%≤2%。

輸出電壓和電流均有諧波，調(diào)制頻率較低時，人耳可能聽得見高次諧波頻率產(chǎn)生的電磁噪聲(尖叫聲)，諧波造成電動機發(fā)熱和振動，峰值電壓甚至擊穿絕緣，無功損耗大，cosφ減少等。調(diào)制頻率較高時諧波造成的影響要小，但無論調(diào)制頻率高低，諧波都會通過導線的電磁耦合形成感應(yīng)干擾，并且通過電纜向空間發(fā)射高頻電磁輻射干擾，對周邊的線路、電氣設(shè)備等造成**影響，如電梯中干擾門機控制信號使其不能正常工作、電腦板液晶顯示出錯、微機時鐘停止工作。一般情況下，變頻器輸出的諧波電壓合成總量THD%應(yīng)控制在5%~7%之間。