一、關于驅動的類別
變頻器在工控維修行業中,是繞不開的入門級設備,變頻器的主要作用就是驅動電機,把小信號轉換為受控的交變電流電壓。在實際維修中,驅動控制設備也是最容易損壞的。
各種驅動控制器
驅動的種類很多,其中變頻器最具代表性的。乍一看,交流控制產品已經成為市場主流。但直流控制產品,事實上也并沒有退出歷史舞臺,以abb公司的dcs直流調速器系列,西門子的6ra直流調速器系列為例,直流調速器的更新換代,幾乎和變頻器是同步的。直流調速適用于大功率,低速高扭的應用場合,雖然馬達昂貴,維護也麻煩些,但其功率可觀啊!輕而易舉就可以做到兆瓦級別,而且控制精確度依然非常的理想。高端直流調速器技術,歐美最具代表性,這點連日本都不行。國內有生產,不是仿制品就是山寨貨,沒有叫得響的獨立品牌,最具代表的如etd(易泰帝),其實血統還是泊來的,但已經好歹將復雜的操控界面中文化了,這點還是要點贊的。
交流近年進步最快的就是永磁同步驅動,但這玩意兒,對付一些大功率設備就要局限了,成本同樣不低。然后就是伺服驅動,在所有的驅動器類別中,伺服的技術含量最高,具備三環反饋,對配套馬達有嚴格的定義和要求。歐美的驅動,伺服,運動控制器,硬件設計上大抵是通用的,應用靈活,性能穩定。不同的控制場景,生產商都有自己核心的解決方案:刷伺服固件就是伺服控制器;刷變頻器程序就是一臺高性能的變頻器。日本人對伺服的研究也很深入,產品各項指標不比歐美貨遜色,但日本的伺服器和伺服馬達配套太嚴謹,代換性較差。
伺服產品市場巨大,國內也有生產廠商,但產品的綜合實力還在追趕階段。
二、電梯驅動變頻器
奧的斯電梯變頻器測試
有了以上各種類型的鋪墊,電梯變頻器就隆重出場了。電梯屬于特種設備,和生命安全掛鉤,電梯變頻器的技術,介于變頻器和伺服之間。但可以負責任的說一句,會修變頻器的技術人員,不一定就會修電梯變頻器。
先分析一下電梯變頻器:電梯變頻器的原理和變頻器是完全一樣,不同的是控制方式:
(1)矢量控制方式,矢量控制在今天好像是爛大街的技術,那只是應用場景多了,市場也成熟了起來而已。這個術語翻譯起來也不是一句兩句解釋得清楚的,大體可以這樣比喻:矢量控制就是:只要變頻器啟動,就可以得到恒定的轉矩。
(2)閉環,其實電梯變頻器的閉環控制,精確度要求倒不是很高,編碼器也就是增量編碼器。但很多的維修難點就出現在這個編碼器和控制器之間。比如反饋信號問題,報過流故障,電流傳感器問題,也是過流故障,驅動、模塊問題,同樣是過流故障……
(3)制動,電梯變頻器屬于起重控制設備,起重嘛,上行的時候狂出力,下行的時候狂發電,這就多出一個剎車制動單元來。這個單元當然也可以外設,但經過現場測試,外設的制動,反應和效果還是要稍微差一點。制動電阻開路或模塊短路都會報警。
(4)輔助功能,除了現在一體化電梯變頻器,好多分體式變頻器都采用段速控制的,段速控制原理簡單,就是電梯運行時:爬行,中速,高速對應變頻器不同的端子點而已。除了段速控制還有外部故障控制,馬達抱閘釋放,故障檢出等一系列安全輸入輸出功能。
電梯變頻器屬于起重設備,采用了閉環控制,提高了執行過程的精確度,更好的保證了轉矩的輸出,保證了對舒適性的硬件要求。不過舒適性主要集中在程序調試方面,和硬件關系不是太大。由于采用了閉環控制,很多故障和外部互動性強,在維修判斷上,要注意多觀察一些細節。
維修過程中,關于參數,在沒有備份的前提下,能不修改就盡量不要去修改,以免硬件修復了,軟件卻無法匹配上系統,導致無法運行。
三、電梯變頻器的維修實例
以前的電梯,匹配的都是進口變頻器。變頻器只是電梯的一個核心設備,品牌不一定一樣。打個比方,日立的電梯不一定就配日立的變頻器,富士的電梯也不一定就是富士變頻器。電梯是一個系統設備,品牌很多,有些品牌我自己也沒見過。但驅動器這東西,作用大同小異,萬變不離其宗。十幾年的維修生涯中,接觸較多的品牌有:MICOVERT米高、keb科比、HITACHI日立、FUJI富士、YASKAWA安川等等,后來國產入局,才有了驅動控制一體機,接觸如MONARCH默納克,MODROL蒙德,YOLICO優利康等等。
下面說一些常見品牌的維修案例:
(1)FUJI富士
fujivg3系列電梯變頻器控制板
日本企業在國內已經深耕多年,三菱,日立,富士電梯早已三足鼎立。我公司附近就是日立的工業園,主要就是生產電梯。這里單說富士電梯變頻器。富士最早的電梯變頻器應用,可以追溯到vg3的年代。Vg3變頻器是富士最早帶矢量控制的變頻器,控制板+電源+驅動在一張pcb板上完成。就是現在,市場上還有vg3系列的產品在服役,時間應該有20年以上了,可見其產品性能的可靠。往后的換代產品就是vg5系列,vg7系列……