电梯电气系统的电磁兼容性研究

摘要

中国电梯行业经过几十年的努力,特别是改革开放以后随着国家建设的蓬勃发展,对电梯产品有了很大的需求。电梯是一种机电产品,与普通电器产品一样,在工作时会通过电源的传导发射、谐波发射以及电磁波发射等方式,对周边的其它设备产生电磁干扰,影响其它设备的正常使用,甚至造成损坏。
　　本文在国家质检总局科技计划项目“电梯电磁兼容性(EMC)测试研究”支持下开展科研工作。在GB/T24807和GB/T24808的11项电梯电磁兼容标准中,传导连续骚扰电压试验是目前国产电梯最难通过的试验。
　　本文针对电梯企业在进行电梯整梯电磁兼容的委托试验时,通过率低的传导连续骚扰电压测试进行了深入探究。文中分析对象选取了当今电梯业界使用最为广泛的VVVF调速变频器带电梯用异步电动机的电气系统。首先,对电梯电气系统传导干扰机理作了分析;然后,利用等效模型的思路,对电梯电气系统传导EMI的各个传播路径构建了等效高频模型,并利用具有代表性的电梯专用一体化变频器和电梯用三相异步电机作为实验对象,进行参数求取和对比验证。通过建立共模EMI和差模EMI的高频模型,通过仿真得到综合后的传导干扰EMI发射频谱。最后,为了验证仿真结果的可信度,按照GB/T24807中传导连续骚扰电压的测试要求设计了实验。实验结果显示,仿真波形与实测波形较吻合。幅频波形均随着频率增大而衰减,在起始频段和终止频段干扰幅值很接近,仅在中频段有10dBuV的误差,但同样呈现-40dBuV/dec的频程下降。该结果对电梯厂商进行传导连续干扰委托试验之前作为预判依据,具有较高的参考价值。其意义在于,能为电梯厂商在进行EMC委托试验之前,提供一种对自身电梯电气系统传导EMI的估计方法,提前做好整改措施,有效地节省高昂的EMC测试费用和时间成本。
　　由于仿真和实验结果均表明,该电气系统的EMI发射传导干扰超过了现行国家标准要求,因此进行了加装输入端EMI滤波器抑制传导干扰实验,实验结果显示加装输入端EMI滤波器后能大幅地降低传导干扰的发射幅值,有利于电梯企业通过国家电磁兼容标准,是一种有效的改进手段。

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第一章 绪论

1.1项目背景和意义

1.2电磁兼容研究现状

1.3论文的主要研究工作

第二章 电梯电气系统传导干扰机理分析

2.1电梯电气系统的结构及工作原理

2.2传导干扰EMI概述

2.3电梯电气系统传导干扰源

2.4电梯电气系统传导干扰传播

第三章 电梯电气系统传导EMI高频模型

3.1电梯变频主电路传导EMI高频等效模型

3.2电梯用三相异步电机高频模型

3.3电梯电气系统共模EMI高频等效模型仿真

3.4电梯电气系统差模EMI高频等效模型仿真

3.5电梯电气系统传导干扰仿真

第四章 电梯电气系统传导干扰EMI实验

4.1传导干扰EMI测试设备

4.2电梯传导干扰EMI测试

4.3实验与仿真结果的对比分析

4.4传导干扰EMI的抑制实验

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢