Manutenzione dell'azionamento dell'ascensore

Come prolungare la durata dei VFD, inclusa una panoramica dei punti e delle procedure di ispezione di manutenzione

Tutti nel settore degli ascensori sanno quanto sia complesso un sistema di ascensori. Ci sono molte parti meccaniche in movimento, così come componenti elettronici per la trasmissione di potenza. Ovviamente, la manutenzione è necessaria per massimizzare la durata della macchina dell'ascensore e ridurre al minimo la possibilità di guasti durante il servizio. Il cuore del sistema di controllo dell'ascensore è l'inverter, o azionamento a frequenza variabile (VFD). Un VFD fornisce alimentazione e controllo al motore di sollevamento dell'ascensore, ma è un elemento di manutenzione che può essere trascurato. Questo articolo fornirà alcuni suggerimenti per la manutenzione del VFD. Prima, tuttavia, una parola di cautela: quando si esegue la manutenzione su un'unità, assicurarsi che l'alimentazione sia stata rimossa e che i condensatori del bus CC dell'unità siano completamente scaricati. La mancata osservanza di questa precauzione può provocare lesioni o morte.

È necessario considerare l'ambiente in cui è collocata l'unità. La temperatura ambiente, la qualità dell'alimentazione, la contaminazione aerotrasportata e persino l'altitudine avranno tutti un impatto sui componenti interni dell'unità. La maggior parte dei produttori di unità specificherà i limiti operativi di queste variabili, seguendo sempre le raccomandazioni del produttore.

Il calore è il nemico e può danneggiare i componenti elettronici sensibili. Nel tempo, il calore può causare il guasto di quasi tutti i componenti interni del VFD se non si interviene per mitigarne gli effetti. Durante il normale funzionamento, il VFD deve fornire correnti di picco elevate per generare una coppia sufficiente per accelerare l'auto fino alla velocità e per controllare la decelerazione, il livellamento e l'arresto. Ciò significa che una notevole quantità di calore verrà creata dai suoi transistor di uscita, che sono transistor bipolari a gate isolato (IGBT). Anche gli altri componenti dello stadio di potenza del convertitore, come i raddrizzatori di ingresso, creano calore.

Il sistema di raffreddamento dell'unità è fondamentale; senza di essa, i componenti dello stadio di potenza andrebbero in sovraccarico termico e si guasterebbero. Il tipico sistema di raffreddamento VFD è composto da ventole e un dissipatore progettato per disperdere il calore. Ma è anche importante che l'armadio di controllo, in cui è alloggiato il VFD, sia ben ventilato. Temperature ambiente elevate aggravano lo stress sui componenti dell'azionamento, quindi, se possibile, la temperatura della sala macchine dovrebbe essere regolata.

Uno svantaggio delle ventole di raffreddamento del VFD è che attirano contaminanti nell'aria. Nel tempo, i contaminanti si accumulano e possono contribuire al fallimento. Il primo passo per ridurre l'accumulo di contaminazione nel VFD è mantenere l'armadio di controllo chiuso il più spesso possibile. Mantenere le ventole del VFD libere da accumuli di contaminazione per prevenire l'intasamento controllandole e pulendo periodicamente. Ciò è particolarmente importante negli ambienti in cui vengono generate quantità eccessive di polvere (ad es. polvere di cartongesso durante la costruzione). Anche il dissipatore di calore dovrebbe essere pulito se ha accumulato molta polvere per consentire una migliore dissipazione del calore. L'aria compressa può essere utilizzata per spegnere in sicurezza le ventole e il dissipatore di calore. Sarebbe anche una buona idea rimuovere l'alloggiamento dell'unità per ispezionare l'interno per eccessiva contaminazione e soffiarlo se necessario. Se l'unità sta causando errori di surriscaldamento, è probabile che una o più ventole di raffreddamento si siano guastate e debbano essere sostituite.

I contaminanti conduttivi, come la polvere di carbonio creata dall'attrito tra le funi e la puleggia, sono dannosi per un VFD. Nel tempo, se si accumula una quantità sufficiente di polvere di carbonio nel VFD, si potrebbe creare una condizione di cortocircuito. Anche in questo caso, mantenere il più possibile chiuso il quadro elettrico. Ispezionare periodicamente il VFD e pulirlo se necessario. Anche il ricablaggio e la perforazione nell'armadio di controllo possono introdurre contaminanti conduttivi nel VFD. In scenari come questo, è molto importante che il VFD sia coperto in modo che nulla possa cadere al suo interno.

Quando si esegue la manutenzione sul sistema dell'ascensore, è spesso necessario togliere l'alimentazione all'armadio di controllo. Ogni volta che l'alimentazione viene riattivata, l'ingresso del VFD è soggetto a un'elevata corrente di spunto mentre i condensatori del bus CC iniziano a caricarsi. Il VFD utilizza un resistore di carica, collegato tra il suo ingresso e i circuiti intermedi, per limitare la corrente di spunto durante l'accensione. Prestare attenzione a non spegnere e riaccendere troppo frequentemente, poiché ciò può causare danni al resistore di carica del VFD. Il produttore di azionamenti KEB consiglia di attendere almeno 2 min. tra i cicli di alimentazione.

I VFD di ricambio possono essere tenuti a portata di mano in caso di guasto in luoghi critici come gli ospedali. In tali casi, le unità di riserva potrebbero rimanere su uno scaffale per un periodo di tempo prolungato. Quando i condensatori del bus in cc elettrolitico dell'azionamento rimangono diseccitati per un lungo periodo di tempo, il film di ossido formato all'interno dei condensatori si deteriora. Quando finalmente viene applicata la piena potenza all'azionamento, questo film di ossido si accumula troppo rapidamente, producendo pressione interna da calore e gas, che può distruggere i condensatori.

Per evitare ciò, i condensatori del bus CC dell'inverter devono essere "riformati". Il reforming è un processo semplice e dovrebbe essere eseguito se l'unità deve rimanere inattiva per più di un anno senza essere alimentata. Dopo uno o due anni, accendi l'unità a piena tensione e lasciala inattiva per 1 ora. senza modulazione; non eseguire l'unità. Se rimane per più di due anni, il processo è un po' più complicato. Sarà necessario un alimentatore variabile in modo che la tensione in ingresso applicata possa essere aumentata con incrementi più piccoli. Avviare l'alimentazione a 50 V e lasciare che i condensatori si carichino in 15 minuti. intervalli, aumentando la tensione di altri 50 V ad ogni intervallo fino a quando non viene applicata la piena tensione. Quindi, lasciare l'unità accesa a piena tensione per 2 ore. Ancora una volta, non eseguire l'unità. Aggiungere un'ora di tempo di ricarica per ogni anno aggiuntivo in cui l'unità è rimasta ferma.

A volte, la manutenzione di altri componenti del sistema influirà direttamente sul VFD. Ad esempio, controllare tutti i cablaggi sui collegamenti dei terminali, inclusi i collegamenti a terra. Nel tempo, questi collegamenti possono allentarsi a causa delle vibrazioni. Collegamenti allentati dei cavi possono causare picchi di tensione o di corrente riflessi sull'unità, con conseguente guasto dei componenti. A volte, saranno visibili danni da arco sui terminali, indicando una connessione allentata. Si consiglia di controllare di tanto in tanto la tenuta di tutti i collegamenti. Notare anche le condizioni dell'isolamento del filo. L'isolamento del filo rigido, fragile o scolorito può indicare un assorbimento di corrente prolungato ed eccessivo. Se questo viene notato, la sua causa dovrebbe essere indagata.

Ispezionare il contattore del motore: i contatti interni si usurano a causa dell'arco che si verifica con l'uso normale. Spesso, un contattore usurato o danneggiato provoca errori di sovracorrente sul VFD e persino danni ai suoi IGBT.

Prestare attenzione ai codici di errore visualizzati sull'unità e provare a determinare la causa degli errori. Gli errori di sovracorrente e sovratensione possono essere causati da collegamenti allentati, un contattore difettoso o un motore difettoso. Ma possono anche essere causati da problemi dell'unità interna. È possibile eseguire un controllo del diodo per verificare la presenza di cortocircuiti o aperture se si sospetta che uno dei componenti dello stadio di potenza del VFD (come gli IGBT, il transistor di frenatura oi raddrizzatori di ingresso) si sia guastato. Questo è un test che può essere eseguito utilizzando un multimetro con funzionalità di controllo dei diodi. Il test dei diodi misura le cadute di tensione sui diodi dei componenti. Assicurarsi che l'unità sia spenta e lasciare che il bus CC si scarichi. Rimuovere il cablaggio dai terminali dell'unità specifici da testare. Le misurazioni vengono effettuate rispetto ai lati positivo e negativo del bus CC. Dovrebbe esserci una piccola caduta di tensione su ciascun componente, misurando in decimi di volt (circa 0.3 V CC). Se lo strumento indica "0 V" o "OL/aperto", è molto probabile che il componente sia guasto.

Va notato che il test non indica sempre un fallimento; ci sono casi (a seconda delle condizioni fisiche del componente dopo il guasto) in cui le cadute di tensione misurate saranno normali, anche se uno dei componenti dello stadio di potenza è guasto. A questo punto, se non è chiaro attraverso la risoluzione dei problemi se si è verificato un errore, sarebbe necessaria una valutazione di riparazione.

Ci sono molti componenti di sistema che possono guastarsi in qualsiasi momento. Sebbene potrebbe non essere possibile prevenire ogni guasto, un'ispezione attenta e misure proattive ridurranno sicuramente il numero e la frequenza di tali guasti. L'affidabilità e la durata di un sistema di ascensori sono valide solo quanto il piano di manutenzione implementato. Il costo per riparare o sostituire un VFD può essere elevato. Un piano di manutenzione completo che includa il VFD può aiutare a ritardare in modo significativo l'eventuale costo.