Nuevos instrumentos de prueba eléctricos para trabajos en ascensores

Varios productos para hacer la vida de los diseñadores, instaladores y mantenedores de ascensores más fácil y segura, y cómo usarlos

por David Herres

En el diagnóstico y reparación de ascensores, mucho más de la mitad del trabajo es eléctrico. Esto no quiere decir que los componentes mecánicos y estructurales sean menos importantes, pero el flujo de electrones inicia y detiene el automóvil; abre y cierra puertas; y permite que los sensores y actuadores, junto con los enclavamientos de seguridad, funcionen sin problemas. Además, el flujo de energía al motor y los frenos es una parte fundamental de la imagen. Estos elementos interactúan con otros servicios del edificio (alarmas contra incendios y rociadores) y, por lo general, con enlaces telefónicos redundantes a las instalaciones de emergencia fuera del edificio.

En la mayoría de los casos, cuando se llama a electricistas y personal en el lugar o técnicos de ascensores externos, se enfrentan a un evento menos que catastrófico que puede resolverse rápidamente. Un ejemplo son las puertas de caja de ascensor que deben revisarse para ver si una de ellas no está asentada firmemente en la posición cerrada. Otro ejemplo es que el controlador de movimiento debe reiniciarse. Sin embargo, esto puede resultar problemático. Un reinicio es a menudo la solución rápida y fácil, pero no resuelve el problema subyacente. Por otro lado, cuando un automóvil lleno de pasajeros está atascado entre dos pisos, puede haber consideraciones de salud y seguridad, que los técnicos más experimentados se dan cuenta y pesan mucho en la toma de decisiones.

Este artículo asume que se ha realizado una extracción de pasajeros, si es necesario, y que la situación se ha estabilizado para que no haya amenaza ni a la seguridad ni a la integridad del sistema de ascensores. Es ahora cuando se utilizará el equipo de prueba eléctrico. Tradicionalmente, los voltios, amperios y ohmios se medían con un solo instrumento: el multímetro, que sigue siendo esencial, a pesar de la aparición de equipos de imágenes. Actualmente, en el taller o laboratorio, un multímetro de tipo banco es común debido a sus muchas características avanzadas.

Fondo

Durante una conferencia en 1820, Hans Christian Ørsted se sorprendió al ver que la aguja de una brújula se desviaba de su alineación con el polo norte magnético de la tierra cuando se acercaba un conductor que transportaba corriente eléctrica.

Los empresarios comenzaron a construir y comercializar instrumentos basados ​​en este principio. Midieron amperios y, al reconfigurar el circuito y recalibrar el dial, el instrumento podía medir voltios. A partir de esto, fue un paso simple medir la resistencia y con interruptores agregados, crear el multímetro, que comenzó a aparecer en laboratorios y fábricas.

El Fluke 8808A

El multímetro digital de mesa Fluke 8808A tiene numerosas funciones que no están disponibles en el instrumento de mano típico. En el panel frontal hay una pantalla fluorescente de 5-1 / 2 dígitos de doble vacío. Es claro y muy legible. Se pueden leer simultáneamente dos propiedades de una señal en la entrada: por ejemplo, frecuencia en hercios y corriente en amperios. En el modo de ohmios, las sondas duales opcionales, esenciales para lecturas precisas de baja resistencia, pueden realizar mediciones de cuatro cables. En el modo de voltios, el rango de CC seguro es de 200 mV a 1,000 V, y las lecturas de CA se pueden tomar de 200 mV a 750 V, ambas con una sensibilidad de 1 µV. Esto significa que el instrumento es adecuado para trabajar con convertidores de frecuencia trifásicos de 480 V y frecuencia variable. Estos se utilizan ampliamente, junto con los motores de inducción, para impulsar ascensores. Al medir la resistencia, el rango es de 200 ohmios a 100 megaohmios, con una sensibilidad de 1 miliohmio. Los valores de resistencia más bajos se pueden medir insertando una resistencia en serie. Al medir corriente, el rango de CC es de 200 µA a 10 A con una sensibilidad de 1 nA. Las mediciones de frecuencia se pueden realizar desde 20 Hz hasta 1 MHz.

El 8808A puede realizar pruebas de diodos y continuidad. Las velocidades de medición se pueden establecer en 2.5, 20 y 100 muestras por segundo. Está disponible un modo de comparación para determinar si una medición se encuentra dentro de los límites especificados. Una interfaz RS-232 permite la operación remota. La calibración del medidor se puede realizar sin abrir la carcasa.

El Fluke 87V

El nuevo multímetro de mano Fluke 87V que funciona con batería se puede reconocer fácilmente por su prominente botón amarillo a la izquierda, justo debajo de la pantalla. Por menos de US $ 430, es un gran multímetro industrial y muy adecuado para trabajos en ascensores. El producto está optimizado para dar servicio a inversores y variadores de frecuencia (VFD). Esto es particularmente útil para diagnosticar problemas en el motor del ascensor. La señal de control del controlador de movimiento es típicamente una onda cuasi cuadrada modulada por ancho de pulso con tiempos de subida y bajada muy rápidos. Los armónicos de alta amplitud que lo acompañan pueden confundir la función de rango automático de un multímetro convencional, oscureciendo la señal real de interés. Al presionar el botón amarillo, la señal se desvía temporalmente a través de un filtro de paso bajo incorporado para que estos armónicos no se muestren en la lectura del medidor.

En el modo de paso bajo, el 87V entra en modo manual. Luego, el usuario selecciona el rango deseado presionando "Rango". Todo esto es relevante para medir la entrada y salida del inversor VFD, que son fundamentales para el rendimiento del motor del ascensor. Los límites de voltaje son 600 VCA y 1,000 VCC, por lo que este instrumento es adecuado para trabajar en VFD trifásicos de 480 V que se utilizan con frecuencia para alimentar motores de ascensores. El medidor está aislado de la tierra del sistema y tiene entradas aisladas, por lo que es seguro medir voltajes que están referenciados pero que flotan sobre la tierra, así como voltajes de alimentación trifásicos y el voltaje de bus de CC más alto.

Otra característica valiosa para el trabajo con elevadores es la capacidad del medidor para medir la temperatura. Se incluye una sonda de termopar tipo K. Especialmente de ayuda en el mantenimiento de ascensores, permite al usuario verificar rápidamente las temperaturas en grados Celsius o Fahrenheit en ubicaciones específicas. Por ejemplo, se pueden medir y comparar las temperaturas de los cojinetes del motor delantero y trasero. Además, las temperaturas de terminación y semiconductores se pueden verificar para localizar un problema o como un procedimiento de mantenimiento de rutina.

La prueba de continuidad es una capacidad valiosa. Con la energía apagada y los voltajes residuales eliminados, presione el botón de continuidad para encenderlo. La función de continuidad detecta aperturas y cortocircuitos tan breves como 1 ms. Suena un pitido cuando los ohmios bajos indican un cortocircuito.

Aparte del voltaje, la función más utilizada es la resistencia. Aquí nuevamente, el equipo debe apagarse y los voltajes residuales, como en los condensadores electrolíticos, deben purgarse. ¡No los desvíe con un destornillador! La transición abrupta daña los capacitores y semiconductores electrolíticos. En su lugar, use una resistencia de potencia con pinzas de cocodrilo conectadas a los cables y realice una medición de voltios para verificar.

Recuerde que el valor medido de una resistencia a menudo es diferente del valor nominal de la resistencia. Esto se debe en parte a que la resistencia puede tener una tolerancia de hasta el 20%, como lo indica la última banda en el código de color, y en parte a la introducción de resistencia en paralelo en los circuitos asociados, que se puede eliminar cortando temporalmente uno de los siguientes. la resistencia conduce.

La siguiente es una forma de evitar la incertidumbre inherente en las lecturas de baja resistencia. Dado que la conductancia es el recíproco de la resistencia, valores altos de conductancia corresponden a valores bajos de resistencia. El rango de 87 nS del 60V mide la conductancia en nanosiemens, un rango que permite al usuario medir la resistencia de componentes hasta 100,000 megaohmios (muy fuera del rango de un multímetro convencional) con lecturas muy precisas de baja resistencia. Para medir la conductancia en modo ohmios, presione repetidamente “Rango” hasta que aparezca nS en la lectura.

Puede haber ruido eléctrico en lecturas de alta resistencia. Puede suavizar una lectura ruidosa ingresando al modo de grabación “MIN MAX”. Luego, proceda a la lectura "Promedio". Con los cables de prueba abiertos, hay una lectura de conductancia residual. Utilice el modo "Relativo" para restar el valor residual.

El 87V se puede usar para verificar un capacitor, lo que se puede hacer con un multímetro convencional de manera indirecta observando el ciclo de carga / descarga del capacitor. Sin embargo, el 87V puede medir la capacitancia real, ya sea en un componente o en un circuito, de la siguiente manera. Utilice el botón giratorio para elegir "Prueba de diodos". Si el diodo está en un circuito, el equipo debe apagarse y eliminarse el voltaje residual. La prueba de diodos también puede verificar transistores, rectificadores controlados por silicio y otros semiconductores. El medidor envía corriente a través de la unión NP / PN y mide la caída de voltaje. En un dispositivo basado en silicio, una medida de 0.5 a 0.8 V indica que el componente es bueno.

Para probar un diodo fuera del circuito, conecte el cable rojo al terminal positivo y el cable negro al terminal negativo. En un circuito, un buen diodo de polarización directa leerá de 0.5 a 0.8 V. La lectura de polarización inversa variará dependiendo de la resistencia de los circuitos asociados. Suena un pitido corto si el diodo está bien. Un pitido continuo indica que el componente está en corto. Si está abierto, la pantalla muestra "OL".

Medir la corriente con cualquier multímetro es problemático. Deben observarse muchas precauciones. Tenga en cuenta que, en modo voltios, el medidor es una carga de alta impedancia. Las sondas se pueden conectar de forma segura a través de cualquier fuente de voltaje o carga, siempre que no se exceda el voltaje nominal del instrumento. Una pequeña cantidad de corriente fluye a través del instrumento.

En el modo actual, la situación es totalmente diferente. El medidor es una carga de baja impedancia y la cantidad total de corriente fluye a través de él. Dependiendo de la cantidad de corriente que se mida, el circuito y el instrumento pueden dañarse. El medidor está protegido por fusible, pero si la corriente está más allá de la capacidad del fusible, puede haber daños materiales e incluso una explosión de arco peligrosa. Debe tenerse en cuenta que la corriente nominal máxima del 87V es de 10 A.

Otra forma en que las mediciones de corriente son problemáticas con cualquier multímetro es el hecho de que el instrumento debe colocarse en serie (no en paralelo, como en una medición de voltaje) con el componente o circuito que se está midiendo. Si hay un terminal de tornillo cercano, tiene suerte, pero la medición de corriente generalmente requiere cortar uno de los cables y luego volver a soldarlo, lo cual es bastante difícil en una placa de circuito impreso. Pero, como veremos cuando examinemos dos instrumentos recientes de Fluke, hay una salida a estas dificultades.

El Fluke T6-1000

El primero es un multímetro sin contacto que mide voltios y amperios en una sola lectura. Es el comprobador eléctrico Fluke T6-1000, mucho más seguro y eficiente que los multímetros convencionales.

Según las especificaciones del fabricante, el T6-1000 está clasificado para medir 1,000 V, CA o CC, y 200 A en modo de corriente. Es seguro para 1,000 V en una ubicación CAT III y 600 V en CAT IV, donde hay mayor corriente disponible. Es adecuado para trabajos trifásicos de 480 V, incluido el bus de 678 VCC que se ve en los VFD para motores de alta potencia. El diseño de horquilla abierta admite un conductor 4/0, como se usa en un servicio eléctrico de 200 A.

El probador eléctrico T6-1000 se asemeja a un amperímetro de pinza pero funciona de manera bastante diferente. El amperímetro de pinza realiza lecturas de corriente al detectar el campo magnético que rodea un conductor a través del cual fluye la corriente. Las mordazas se cierran alrededor del conductor, lo que permite que la corriente fluya a través de la bobina secundaria del instrumento.

El T6-1000, por el contrario, detecta capacitivamente el campo eléctrico que rodea un cable energizado incluso cuando no hay carga o corriente fluyendo. Ninguno de los medidores puede leer nada en un cable como Romex, o un cable flexible que contenga un cable vivo y un conductor de retorno neutro, o dos o más cables de fase opuesta, porque la corriente y / o el voltaje (y, en consecuencia, los campos magnéticos o electrostáticos ) cancelar y dar una lectura de cero.

La buena noticia es que puede hacer un divisor con un método que funcione tanto para el amperímetro de pinza como para el T6-1000. Corte y quite unos centímetros de la cubierta exterior y separe los cables blanco y negro o de fase. Es posible que desee determinar la cantidad de corriente que consume un motor o electrodoméstico conectado con un cable y un enchufe. Este divisor hecho en el campo puede hacerlo posible.

Para mediciones de voltaje, corriente y frecuencia sin contacto, sujete firmemente el cable negro en su lugar. El cable debe colocarse contra el centro inferior de las mordazas para tomar una lectura. Luego, antes de tomar una lectura, coloque su dedo contra el punto indicado en la parte posterior del medidor. Esto proporciona una ruta capacitiva al potencial de tierra para que el medidor pueda detectar el campo electrostático. Gire el botón giratorio para seleccionar "Field Sense". La lectura se volverá verde cuando esté lista para medir el campo eléctrico. El comprobador eléctrico sin contacto de Fluke también funciona como un multímetro convencional. Utilice los cables para realizar mediciones normales de voltaje y resistencia. El modo de resistencia tiene un indicador de continuidad audible. El T6-1000 no requiere contacto con un conductor vivo, por lo que el técnico nunca debe exponerse a voltajes peligrosos.

El modelo 325 de Fluke

Otro instrumento de prueba sin contacto es la pinza amperimétrica modelo 325 de Fluke. Los amperímetros de pinza han existido durante años, pero este medidor digital tiene muchas características adicionales. También es un multímetro con capacidad para leer voltios; ohmios capacidad; frecuencia; y con la sonda especializada incluida, temperatura.

Se debe colocar un amperímetro convencional en serie con la carga para leer la corriente. Toda la corriente pasa por el medidor. Esto contrasta con el voltímetro, que se coloca en paralelo a la carga y / o fuente de alimentación. Al tomar lecturas de voltaje, solo una pequeña cantidad de corriente pasa a través del instrumento.

Para repasar, hay dos desventajas del amperímetro convencional. Primero, el circuito debe abrirse temporalmente (y luego volver a conectarse) para realizar la medición. En segundo lugar, este enfoque solo funcionará para circuitos electrónicos de baja corriente, no para ningún tipo de trabajo de motor. El amperímetro de pinza resuelve ambos problemas. Simplemente abra las mordazas e inserte el conductor vivo. Como siempre, la corriente que lo atraviesa crea un campo magnético y la corriente correspondiente se induce en un devanado de las mandíbulas. Esto se muestra en la lectura de rango automático calibrada. No es necesario que el conductor esté centrado en las mordazas. Si está más a un lado, el campo magnético es más fuerte allí y más débil en el otro lado, por lo que el promedio es el mismo. Esto se puede verificar moviendo el conductor durante una medición. La lectura en amperios se mantendrá estable. Del mismo modo, no importa si el conductor pasa en ángulo (a menudo es el caso cuando se trabaja dentro de un recinto pequeño).

El 325 puede leer hasta 400 A, lo que lo hace útil en trabajos con motores grandes. Mide amperes de CC, cambia al modo de “efecto Hall” y no es necesario aislar los conductores. Si la cantidad de corriente es demasiado baja para ser leída, enrolle el conductor unas cuantas veces alrededor de una de las mordazas para multiplicar la corriente por ese número. Luego, divida el número que aparece en la lectura por el número de vueltas necesarias para volver al valor correcto.

El 325 incluye sondas que se enchufan en la parte inferior para que el instrumento se pueda utilizar como multímetro. Por ejemplo, en modo ohmios, incorpora un verificador de continuidad audible, que indica si la resistencia es inferior a 30 ohmios. Con la sonda de temperatura incluida, un botón en el panel frontal alterna entre grados Celsius y Fahrenheit. En el panel frontal se encuentran los botones “Hold”, “MIN MAX” y “AC / DC” y un botón separado que ilumina la lectura para condiciones de poca luz. Úselo solo cuando sea necesario, para ahorrar batería (dos AAA).

Los límites de voltaje de CA y CC son 600 V con una resolución de 0.1 V, por lo que el medidor es bueno para el trabajo trifásico general de 480 V y es útil para el VFD de 480 V. El voltaje en un bus de CC VFD de 480 V es de 678 V. Este bus de 678 V CC sale del rectificador de onda completa y se basa en el voltaje de pico a pico de CA.

El ScopeMeter de Fluke

Los instrumentos descritos hasta ahora están diseñados para mostrar valores numéricos en lecturas digitales, y lo hacen de una manera muy clara y fácil de usar. Pero, en el curso del desarrollo y diagnóstico de productos de ascensores en instalaciones existentes, llega un momento en que los ingenieros y técnicos necesitan visualizar las formas de onda eléctricas para comprender lo que está sucediendo en los circuitos. Esto es cierto al observar la calidad de la energía trifásica en el suministro de VFD. Además, es necesario verificar el bus de CC interno para asegurarse de que el voltaje esté libre de ondulaciones de CA. Luego, a un nivel de voltaje mucho más bajo, se puede verificar la entrada del inversor para asegurarse de que las señales digitales sean precisas con los umbrales adecuados y la sincronización sin fluctuaciones. Finalmente, la potencia modulada por ancho de pulso de alto voltaje en los terminales del motor debe ser precisa y estar libre de ruido.

Un osciloscopio de tipo banco no es una buena opción para mostrar estas señales debido al peligro de los voltajes que flotan por encima pero están referenciados a la tierra eléctrica. Una conexión incorrecta con un osciloscopio tipo banco puede resultar en una falla de arco potente que dañará el osciloscopio y el VFD, y posiblemente lesione al usuario. Para este trabajo, generalmente se usa un osciloscopio de mano, alimentado por baterías, con entradas aisladas de tierra y entre sí. Este instrumento tiene la ventaja adicional de su construcción robusta, lo que lo hace adecuado para su uso fuera del laboratorio o taller.

Un instrumento excelente para este propósito es el Fluke ScopeMeter (ELEVATOR WORLD, diciembre de 2018). El instrumento tiene sondas y entradas independientes para osciloscopio y multímetro. Además de mostrar la señal, una lectura muy clara muestra voltios, amperios, ohmios y frecuencia, lo que convierte al ScopeMeter en un instrumento multipropósito capaz. Es liviano, portátil y bastante seguro para usar en sistemas trifásicos de 480 V.

Otras herramientas de Fluke

Fluke ofrece una nueva línea de herramientas manuales para electricistas. Están clasificados como seguros para 1500 VCC, pero Fluke los ha probado a 10,000 V. Aquí se ilustran algunos. Se pueden adquirir individualmente, en grupos o como set completo. Se fabrican en Alemania y tienen garantía de por vida.