电梯-主板与称重传感器的激励电源共地不良,引入了强烈的工频干扰。
2025-12-29

在现代电梯控制系统中,主板作为整个系统的“大脑”,负责接收各类传感器信号、执行逻辑判断并控制电机运行。其中,称重传感器是保障电梯安全与舒适运行的重要部件之一,其主要功能是实时监测轿厢内的载荷情况,防止超载运行,并参与启动补偿、平层精度调整等控制过程。然而,在实际工程应用中,常出现因主板与称重传感器的激励电源共地不良而引入强烈工频干扰的问题,严重影响系统稳定性,甚至导致误动作或停梯故障。

称重传感器通常采用惠斯通电桥结构,需要稳定的直流激励电压(如5V或10V)才能正常工作。该激励电源一般由电梯控制柜中的开关电源或专用稳压模块提供,而主板则通过模拟输入通道采集传感器输出的毫伏级差分信号。理论上,激励电源的负极(GND)应与主板模拟地良好连接,形成统一参考电位。但在部分现场安装或设计不合理的情况下,两者之间的接地路径存在阻抗过高、接地点分散或虚接等问题,造成“共地不良”。

当共地不良发生时,最显著的现象是在称重信号中叠加了强烈的50Hz(或60Hz,依地区电网频率而定)工频干扰。这种干扰来源于周围强电设备(如变频器、照明线路、动力电缆)产生的电磁场耦合,以及接地回路中因电位差形成的环流。由于称重信号本身极其微弱(通常为几毫伏至几十毫伏),一旦混入工频噪声,极易被主板误判为载荷波动,进而触发错误的零点漂移、满载误报或启停抖动。

具体表现为:电梯在空载状态下显示有20%~30%的虚假负载;关门启动时突然报警超载而无法运行;或者在运行过程中反复进行称重校准,影响乘客体验。更严重的是,在多台并联电梯群控系统中,此类干扰可能导致调度紊乱,降低整体运行效率。

造成共地不良的原因主要有以下几点:一是电气设计阶段未充分考虑模拟信号的地线布局,将称重系统的激励地与数字地、功率地随意混接,形成地环路;二是在现场施工中,接线端子松动、氧化或使用过长的细导线连接地线,导致接地电阻增大;三是控制柜内不同模块分别接入不同的接地点,缺乏统一的单点接地策略,造成地电位不一致。

解决这一问题的关键在于优化接地系统设计与施工工艺。首先,应遵循“一点接地”原则,将主板模拟地、称重传感器激励电源负极、屏蔽电缆屏蔽层等所有相关接地线集中于控制柜内的一个低阻抗接地点,避免形成地环路。其次,建议使用独立的线性稳压电源为称重传感器供电,减少开关电源高频噪声的影响。同时,供电线和信号线应采用双绞屏蔽电缆,屏蔽层仅在控制柜端单点接地,防止外界干扰侵入。

此外,在软件层面也可采取一定的滤波措施。例如,在主板固件中增加数字滤波算法(如移动平均滤波、IIR低通滤波),有效抑制50Hz及其谐波成分。但需注意,过度滤波会降低称重响应速度,影响动态性能,因此应结合硬件改进综合处理。

值得注意的是,某些老旧电梯改造项目中,为节省成本直接沿用原有配电系统,忽视了新增传感器系统的接地需求,埋下隐患。对此,维保单位应在加装或更换称重装置时,严格检查接地连续性,使用毫欧表测量地线电阻,确保其低于0.1Ω。同时,可通过示波器观测称重信号波形,若发现明显的正弦状工频纹波,则基本可判定存在共地问题。

综上所述,电梯主板与称重传感器激励电源之间的共地质量,直接关系到称重信号的准确性与系统运行的可靠性。工频干扰虽看似“小问题”,实则可能引发连锁故障,威胁乘梯安全。因此,从产品设计、出厂调试到现场安装、后期维护,各个环节都必须高度重视接地系统的规范性与完整性。唯有如此,才能确保电梯在复杂电磁环境中稳定运行,真正实现安全、平稳、智能的垂直交通服务。

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