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摘 要：分析了环境温度、载波频率参数对变频器工作状态的影响，并对泵升电压的限制进行了探讨，结果表明：注重运行环境，设定正确的运行参数，将会取得比较满意的运行效果。
关键词：载波频率；泵升电压；环境温度；电源电压
目前，国内一些电梯厂家和科研单位，开始采用进口或国产的变频器，配合微机或PLC构成新的电梯控制柜，该技术已成功用于新电梯配套和旧电梯改造工程中，产生了较好的经济和社会效益。文献［1］以英国CT公司通用变频器为例，对变频器的控制方式、制动以及压频比控制做了介绍，本文着重探讨运行环境对变频器的影响。
1 载波频率
根据文献［2］，交流电动机的转速公式为：
其中：f1为定子供电频率；p为电机极对数；S为转差率。
可见，均匀地改变定子供电频率f1，可平滑地改变电机的同步转速。为保持调速时电机的转矩不变，需维持磁通恒定，因此变频器应兼有调压和调频两种功能。
目前变频器大多采用脉宽调制（PWM）控制方式，当电动机由逆变器驱动时，常听到电机运行噪声，且在低速时更为明显。这是由于电磁场在PWM载波频率的谐振下与动力分量结合产生的，要减小这种噪声，应使载波频率高于声频。由大功率晶体管（GTR）作为驱动器件的逆变器，由于受管子本身开关频率的限制，其最大载波频率只能达3 kHz，故谐振产生噪声。此类噪声的降低靠变频器本身难以解决，一般可在逆变器的电动机之间接入电抗器来吸收高频分量以降低部分噪声。
对于采用IGBT作为驱动器件的逆变器，由于其开关频率可达20 kHz，因而克服了变频器运行时的电机噪声，同时，由于载波频率升高也使噪声变小，但相应地驱动管功率损耗也会增大［3］。图1是富士FR5000VG515变频器载波频率与功能损耗关系曲线图。PLoss为变频器功率损耗，横坐标为载波频率。由图1可看出，对不同额定功率，功耗都随载波频率增高而增大，因此，在考虑降低噪声的同时，还必须关注功耗的增加。
4 环境温度
与交流双速梯或交流调速梯相比，变频调速电梯即使在频繁运行的情况下，电动机的温升也不高，仅在40℃左右，尽管如此，机房环境条件和温度也不应轻视。事实上，环境温度对变频器的正常工作影响是比较大的［4］。图3是变频器输出电流与环境温度和载波频率的关系曲线。
由图3可看出，环境温度升高时，变频器输出电流能力下降，相应地力矩减小。同时当载波频率高时，温度对输出电流的影响也大。这里的环境温度，主要是指变频器周围的温度，有的用户机房温度并不高，电动机也不热，但变频器装在控制柜内封闭起来，通风条件不好，制动单元或制动电阻离变频器太近，加之机房卫生差、灰尘多、使变频器的过滤网被灰尘堵塞，影响变频器的通风散热，造成输出电流下降，力矩变小。
在选择变频器时，其额定功率远大于电动机额定功率，通常认为这样可靠，不会过热，其实这是不正确的认识。首先变频器的额定功率大，其允许输出的电流大，即过载能力强。从图1可看出，当变频器的额定功率大时，在相同载波频率条件下，其功率损耗也较大，相应地发热程度也较高，所以对大功率变频器，用于通风散热的排风扇功率也较大，有的甚至装两个风扇帮助散热，其实未必合适，一般选取变频器时，使变频器额定功率较电机大一个等级，这样即可提高运行效率和可靠性，又能获得较满意的性能价格比。
5 结 语
对于电梯这种机电一体化运输工具，只要运行时电机噪声被限制在允许的范围内即可，不必设定过高的载波频率。一般情况下，载波频率设定在10 kHz左右即可达到理想的效果。稳定的电源电压不但可保证变频器正常工作，而且对起制动舒适感和平层精度有利。环境温度升高时，变频器输出电流能力下降，相应地力矩也会减小。
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关键词：载波频率；泵升电压；环境温度；电源电压
目前，国内一些电梯厂家和科研单位，开始采用进口或国产的变频器，配合微机或PLC构成新的电梯控制柜，该技术已成功用于新电梯配套和旧电梯改造工程中，产生了较好的经济和社会效益。文献［1］以英国CT公司通用变频器为例，对变频器的控制方式、制动以及压频比控制做了介绍，本文着重探讨运行环境对变频器的影响。
1 载波频率
根据文献［2］，交流电动机的转速公式为：
其中：f1为定子供电频率；p为电机极对数；S为转差率。
可见，均匀地改变定子供电频率f1，可平滑地改变电机的同步转速。为保持调速时电机的转矩不变，需维持磁通恒定，因此变频器应兼有调压和调频两种功能。
目前变频器大多采用脉宽调制（PWM）控制方式，当电动机由逆变器驱动时，常听到电机运行噪声，且在低速时更为明显。这是由于电磁场在PWM载波频率的谐振下与动力分量结合产生的，要减小这种噪声，应使载波频率高于声频。由大功率晶体管（GTR）作为驱动器件的逆变器，由于受管子本身开关频率的限制，其最大载波频率只能达3 kHz，故谐振产生噪声。此类噪声的降低靠变频器本身难以解决，一般可在逆变器的电动机之间接入电抗器来吸收高频分量以降低部分噪声。
对于采用IGBT作为驱动器件的逆变器，由于其开关频率可达20 kHz，因而克服了变频器运行时的电机噪声，同时，由于载波频率升高也使噪声变小，但相应地驱动管功率损耗也会增大［3］。图1是富士FR5000VG515变频器载波频率与功能损耗关系曲线图。PLoss为变频器功率损耗，横坐标为载波频率。由图1可看出，对不同额定功率，功耗都随载波频率增高而增大，因此，在考虑降低噪声的同时，还必须关注功耗的增加。
2 泵升电压
目前使用的大多数电压型变频器都采用二极管全波整流，输入电流和输入电压无相位滞后，功率因数接电源传输功率，进而由逆变器向交流电动机传输功率。
3 电源电压
为满足各种场合工作的需要，通用变频器要有较强的适应电源电压波动的能力，即在电源电压变化－15％～＋10％的范围内仍能正常工作，超出此范围时则实行过压或欠压保护。我国地域辽阔，不同地区和部门电网电压变化波动较大，当电源电压偏差较大时，由于采用二极管不可控整流，其中间直流回路电压也随电源电压升高而升高。若泵升电压限定较低，有可能使T0经常导通，制动电阻R0极度发热，因此，根据电梯机房电源电压情况，选择适合电压等级的变频器是必要的。
在变频器电压等极选定后，还应对变频器电源电压参数进行设定，在电压偏低的部门，设定360 V级，在电压偏高的部门，可设定400 V级或415 V级，对于电源电压波动太大的单位，应采取交流稳压措施。
目前使用的大多数电压型变频器都采用二极管全波整流，输入电流和输入电压无相位滞后，功率因数接电源传输功率，进而由逆变器向交流电动机传输功率。
3 电源电压
为满足各种场合工作的需要，通用变频器要有较强的适应电源电压波动的能力，即在电源电压变化－15％～＋10％的范围内仍能正常工作，超出此范围时则实行过压或欠压保护。我国地域辽阔，不同地区和部门电网电压变化波动较大，当电源电压偏差较大时，由于采用二极管不可控整流，其中间直流回路电压也随电源电压升高而升高。若泵升电压限定较低，有可能使T0经常导通，制动电阻R0极度发热，因此，根据电梯机房电源电压情况，选择适合电压等级的变频器是必要的。
在变频器电压等极选定后，还应对变频器电源电压参数进行设定，在电压偏低的部门，设定360 V级，在电压偏高的部门，可设定400 V级或415 V级，对于电源电压波动太大的单位，应采取交流稳压措施。
4 环境温度
与交流双速梯或交流调速梯相比，变频调速电梯即使在频繁运行的情况下，电动机的温升也不高，仅在40℃左右，尽管如此，机房环境条件和温度也不应轻视。事实上，环境温度对变频器的正常工作影响是比较大的［4］。图3是变频器输出电流与环境温度和载波频率的关系曲线。
由图3可看出，环境温度升高时，变频器输出电流能力下降，相应地力矩减小。同时当载波频率高时，温度对输出电流的影响也大。这里的环境温度，主要是指变频器周围的温度，有的用户机房温度并不高，电动机也不热，但变频器装在控制柜内封闭起来，通风条件不好，制动单元或制动电阻离变频器太近，加之机房卫生差、灰尘多、使变频器的过滤网被灰尘堵塞，影响变频器的通风散热，造成输出电流下降，力矩变小。
在选择变频器时，其额定功率远大于电动机额定功率，通常认为这样可靠，不会过热，其实这是不正确的认识。首先变频器的额定功率大，其允许输出的电流大，即过载能力强。从图1可看出，当变频器的额定功率大时，在相同载波频率条件下，其功率损耗也较大，相应地发热程度也较高，所以对大功率变频器，用于通风散热的排风扇功率也较大，有的甚至装两个风扇帮助散热，其实未必合适，一般选取变频器时，使变频器额定功率较电机大一个等级，这样即可提高运行效率和可靠性，又能获得较满意的性能价格比。
5 结 语
对于电梯这种机电一体化运输工具，只要运行时电机噪声被限制在允许的范围内即可，不必设定过高的载波频率。一般情况下，载波频率设定在10 kHz左右即可达到理想的效果。稳定的电源电压不但可保证变频器正常工作，而且对起制动舒适感和平层精度有利。环境温度升高时，变频器输出电流能力下降，相应地力矩也会减小。