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电梯变频器的维修与测试

一、关于驱动的类别


变频器在工控维修行业中,是绕不开的入门级设备,变频器的主要作用就是驱动电机,把小信号转换为受控的交变电流电压。在实际维修中,驱动控制设备也是最容易损坏的。


各种驱动控制器


驱动的种类很多,其中变频器最具代表性的。乍一看,交流控制产品已经成为市场主流。但直流控制产品,事实上也并没有退出历史舞台,以abb公司的dcs直流调速器系列,西门子的6ra直流调速器系列为例,直流调速器的更新换代,几乎和变频器是同步的。直流调速适用于大功率,低速高扭的应用场合,虽然马达昂贵,维护也麻烦些,但其功率可观啊!轻而易举就可以做到兆瓦级别,而且控制精确度依然非常的理想。高端直流调速器技术,欧美最具代表性,这点连日本都不行。国内有生产,不是仿制品就是山寨货,没有叫得响的独立品牌,最具代表的如etd(易泰帝),其实血统还是泊来的,但已经好歹将复杂的操控界面中文化了,这点还是要点赞的。


交流近年进步最快的就是永磁同步驱动,但这玩意儿,对付一些大功率设备就要局限了,成本同样不低。然后就是伺服驱动,在所有的驱动器类别中,伺服的技术含量最高,具备三环反馈,对配套马达有严格的定义和要求。欧美的驱动,伺服,运动控制器,硬件设计上大抵是通用的,应用灵活,性能稳定。不同的控制场景,生产商都有自己核心的解决方案:刷伺服固件就是伺服控制器;刷变频器程序就是一台高性能的变频器。日本人对伺服的研究也很深入,产品各项指标不比欧美货逊色,但日本的伺服器和伺服马达配套太严谨,代换性较差。


伺服产品市场巨大,国内也有生产厂商,但产品的综合实力还在追赶阶段。


二、电梯驱动变频器


奥的斯电梯变频器测试


有了以上各种类型的铺垫,电梯变频器就隆重出场了。电梯属于特种设备,和生命安全挂钩,电梯变频器的技术,介于变频器和伺服之间。但可以负责任的说一句,会修变频器的技术人员,不一定就会修电梯变频器。


先分析一下电梯变频器:电梯变频器的原理和变频器是完全一样,不同的是控制方式:电梯变频器的维修与测试

(1)矢量控制方式,矢量控制在今天好像是烂大街的技术,那只是应用场景多了,市场也成熟了起来而已。这个术语翻译起来也不是一句两句解释得清楚的,大体可以这样比喻:矢量控制就是:只要变频器启动,就可以得到恒定的转矩。


(2)闭环,其实电梯变频器的闭环控制,精确度要求倒不是很高,编码器也就是增量编码器。但很多的维修难点就出现在这个编码器和控制器之间。比如反馈信号问题,报过流故障,电流传感器问题,也是过流故障,驱动、模块问题,同样是过流故障……


(3)制动,电梯变频器属于起重控制设备,起重嘛,上行的时候狂出力,下行的时候狂发电,这就多出一个刹车制动单元来。这个单元当然也可以外设,但经过现场测试,外设的制动,反应和效果还是要稍微差一点。制动电阻开路或模块短路都会报警。


(4)辅助功能,除了现在一体化电梯变频器,好多分体式变频器都采用段速控制的,段速控制原理简单,就是电梯运行时:爬行,中速,高速对应变频器不同的端子点而已。除了段速控制还有外部故障控制,马达抱闸释放,故障检出等一系列安全输入输出功能。


电梯变频器属于起重设备,采用了闭环控制,提高了执行过程的精确度,更好的保证了转矩的输出,保证了对舒适性的硬件要求。不过舒适性主要集中在程序调试方面,和硬件关系不是太大。由于采用了闭环控制,很多故障和外部互动性强,在维修判断上,要注意多观察一些细节。


维修过程中,关于参数,在没有备份的前提下,能不修改就尽量不要去修改,以免硬件修复了,软件却无法匹配上系统,导致无法运行。


三、电梯变频器的维修实例


以前的电梯,匹配的都是进口变频器。变频器只是电梯的一个核心设备,品牌不一定一样。打个比方,日立的电梯不一定就配日立的变频器,富士的电梯也不一定就是富士变频器。电梯是一个系统设备,品牌很多,有些品牌我自己也没见过。但驱动器这东西,作用大同小异,万变不离其宗。十几年的维修生涯中,接触较多的品牌有:MICOVERT米高、keb科比、HITACHI日立、FUJI富士、YASKAWA安川等等,后来国产入局,才有了驱动控制一体机,接触如MONARCH默纳克,MODROL蒙德,YOLICO优利康等等。


下面说一些常见品牌的维修案例:


(1)FUJI富士


fujivg3系列电梯变频器控制板


日本企业在国内已经深耕多年,三菱,日立,富士电梯早已三足鼎立。我公司附近就是日立的工业园,主要就是生产电梯。这里单说富士电梯变频器。富士最早的电梯变频器应用,可以追溯到vg3的年代。Vg3变频器是富士最早带矢量控制的变频器,控制板+电源+驱动在一张pcb板上完成。就是现在,市场上还有vg3系列的产品在服役,时间应该有20年以上了,可见其产品性能的可靠。往后的换代产品就是vg5系列,vg7系列……

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