Risoluzione dei problemi degli ascensori

Risoluzione dei problemi-Ascensori
Il Fluke ScopeMeter®, con ingressi isolati, è particolarmente adatto per il lavoro VFD, così come per altre applicazioni in cui possono essere presenti tensioni riferite e fluttuanti al di sopra del potenziale di terra.

Come trovare e correggere problemi con motori, azionamenti e controller

Quando si tratta di risoluzione dei problemi, gli ascensori sono un caso speciale. I motori elettrici che li alimentano sono più grandi e assorbono più corrente di un tipico motore di un ventilatore o di un apparecchio. Esiste un complesso sistema di controlli automatici e manuali. Inoltre, i luoghi pubblici in cui si trovano solitamente gli ascensori sono aree trafficate dove gli utenti possono subire lesioni o peggio in caso di guasto meccanico o elettrico. In queste strutture, i tempi di fermo possono significare un enorme calo della produttività e una grande perdita di materiale.

obiettivi formativi

Dopo aver letto questo articolo, dovresti aver imparato:
♦ Perché un motore per ascensori è unico
♦ Perché la raccolta di informazioni e la tenuta dei registri sono fondamentali
♦ Come sono utili gli strumenti di imaging termico
♦Problemi particolari negli ascensori idraulici
♦ Informazioni sulle parti principali di un VFD

Per questi motivi, la progettazione, l'installazione e la manutenzione degli ascensori richiedono un alto grado di conoscenza e competenza. Quando le prestazioni di un ascensore esistente sono diminuite, i lavoratori professionisti sono chiamati ad agire rapidamente in modo che il servizio venga ripristinato senza introdurre ulteriori rischi. Normalmente, ci sono due fasi per questa impresa. In primo luogo, i lavoratori si trovano in una modalità di raccolta delle informazioni, quindi il servizio viene ripristinato mediante la sostituzione o la riparazione dei componenti.

Questo articolo discuterà l'attività preliminare di risoluzione dei problemi al fine di sviluppare alcuni metodi specifici per la riparazione degli ascensori. Per gli addetti alla manutenzione in loco in una struttura specifica, la raccolta di informazioni e la tenuta dei registri prima del fatto sono fondamentali. Gli strumenti del mestiere includono la documentazione dei produttori e le apparecchiature diagnostiche, che possono lavorare insieme per facilitare il ripristino del servizio rapido, accurato e sicuro.

Ad esempio, è possibile utilizzare vari strumenti di imaging termico e misurazione della temperatura per scoprire punti caldi che potrebbero causare problemi lungo la strada. Un buon piano consiste nell'esaminare il macchinario funzionante mentre funziona normalmente, prima che sorgano problemi. Ciò è particolarmente vero per quanto riguarda l'aumento della temperatura, perché il calore anomalo alla fine causerà problemi. È sempre meglio intraprendere azioni correttive prima, piuttosto che dopo, un guasto alle apparecchiature, e questo è particolarmente vero per gli ascensori.

Storia

In un lontano passato, una varietà di motori alimentava ascensori. All'inizio, gli animali, inclusi gli umani, camminano in cupo silenzio per sollevare faraoni e beni materiali ad altezze che, per gli standard odierni, erano modeste. Alla fine, acqua, vapore, vento e altre forze furono sostituite da quelle fonti di energia primitive. A partire dal 19° secolo con il sistema di generazione e distribuzione DC di Thomas Edison a Lower Manhattan, i motori elettrici divennero la fonte primaria di energia rotativa.

Nikola Tesla, in collaborazione con George Westinghouse, ha sviluppato e commercializzato il motore a induzione CA, e ha rapidamente eclissato il motore CC di Edison, che, per il momento, ha continuato a servire applicazioni di nicchia. Uno di questi era quello di alimentare gli ascensori, dove era necessaria una regolazione della velocità regolare e accurata per fermare delicatamente l'auto ad ogni piano.

I motori CA hanno acquisito questa capacità solo a metà del XX secolo con lo sviluppo dell'azionamento a frequenza variabile (VFD), che utilizzava la modulazione di larghezza di impulso (PWM) e altri metodi per un controllo preciso della velocità. Alla fine, il motore a induzione trifase CA ha acquisito rilevanza nella tecnologia degli ascensori, ed è qui che stanno le cose attualmente. La linea di fondo è che i tecnici degli ascensori ora devono essere abili nella diagnosi dei problemi che possono sorgere in questo tipo di sistema di controllo del motore.

Problemi comuni

Il motore

Il malfunzionamento del motore non è l'unica area problematica nel funzionamento dell'ascensore, ma esiste la possibilità di un'interruzione catastrofica del servizio e i tecnici devono essere consapevoli dei sintomi e delle tecniche per interpretarli.

Come accennato, l'aumento anomalo della temperatura è un segno che il guasto dei componenti potrebbe essere imminente e c'è sempre la minaccia di un'interruzione del sistema. Questo è particolarmente vero per i motori. Inoltre, negli ascensori e in altre applicazioni sensibili, il sistema si spegne intenzionalmente come misura protettiva quando viene rilevata una temperatura elevata. Questo è uno scenario comune e il tecnico è tenuto a diagnosticare e correggere il problema se è necessario ripristinare il normale funzionamento.

Nelle applicazioni a pochi piani, gli ascensori idraulici sono comuni. Tipicamente, c'è un grande serbatoio dell'olio, che ha il duplice scopo di fornire potenza fluida per il cilindro e raffreddare il motore/pompa. Il surriscaldamento si riflette nella temperatura dell'olio in questo serbatoio. L'aumento della temperatura può essere causato da ostruzione nel percorso dell'olio, problemi al motore/pompa (inclusa bassa tensione o caduta di fase), basso livello dell'olio a causa di perdite non rilevate, invecchiamento dell'olio, inceppamento nel cilindro o nel percorso dell'auto, carico pesante o uso costante, temperatura ambiente elevata, guasto nella ventilazione della sala macchine o una combinazione di due o più di quanto sopra. L'elevata temperatura dell'olio alla fine causerà l'arresto del sistema come misura di sicurezza. Quando ciò accade, può essere utile una grande ventola diretta all'esterno del serbatoio dell'olio, ma ogni volta che c'è un calore eccessivo, è importante trovare la causa sottostante.

Una stima approssimativa dello stato della temperatura può essere ottenuta toccando l'esterno del serbatoio dell'olio. Una buona mossa sarebbe installare un termometro, preferibilmente con una grande lettura digitale. Un registro apposto su un muro vicino dovrebbe essere aggiornato a intervalli regolari in modo da poter individuare tendenze dannose prima che si verifichi un'interruzione.

Anche gli ascensori a trazione (non idraulici) sono influenzati negativamente dal troppo calore. L'alta temperatura può essere contemporaneamente causa e sintomo di molti problemi. Spesso è all'interno del motore. La prima cosa da guardare sono i cuscinetti. Un cuscinetto caldo che non ha ancora gioco laterale può diventare duro, causando il surriscaldamento dell'intero motore, l'assorbimento di corrente eccessiva e lo scatto.

I cuscinetti più vecchi sono dotati di ingrassatori e il semplice ingrassaggio può risolvere il problema. I cuscinetti più recenti sono generalmente sigillati e, in caso di guasto, devono essere sostituiti. Il cuscinetto sigillato è una buona idea, perché la polvere abrasiva non viene introdotta, ma quando il tempo finisce per loro, devono essere sostituiti.

Un altro problema relativo al motore è il surriscaldamento degli avvolgimenti. Ciò può essere dovuto all'invecchiamento del motore, in cui l'isolamento dell'avvolgimento inizia a rompersi. In alternativa, può essere causato da infiltrazioni di umidità o surriscaldamento ripetuto. Quando ciò accade, di solito è necessario inviare il motore a un'officina specializzata nella riparazione del motore, sostituendo il motore con un ricambio se è necessario mantenere l'ascensore in servizio.

Di solito, i problemi ai cuscinetti del motore possono essere differenziati dai problemi negli avvolgimenti determinando la fonte di calore, ad esempio, in corrispondenza di un cuscinetto o più vicino al centro dell'involucro. Un'ulteriore verifica può essere ottenuta rilevando le letture di resistenza e corrente ai singoli terminali del motore e confrontando queste letture con la documentazione del produttore o con i dati acquisiti quando il motore funzionava normalmente.

DRIVE

Se gli avvolgimenti e i cuscinetti del motore vengono verificati e se è stato escluso il legame del carico, è giunto il momento di cercare problemi di qualità dell'energia. "VFD" può riferirsi sia all'azionamento stesso che all'azionamento insieme al motore comandato. Un tipico VFD è alloggiato in un armadio dal pavimento al soffitto. L'alimentazione elettrica è spesso 480 V, trifase. La potenza del motore determina la dimensione del circuito e la protezione da sovracorrente. Se si tratta di un'installazione di gruppo (composta da due o più ascensori), la dimensione dell'alimentatore può essere declassata in base alla diversità dei carichi. È sempre presente un dispositivo di sezionamento in un involucro separato in vista del motore e all'interno della sala macchine. Spesso, i VFD sono venduti come un pacchetto che include il motore e un'interfaccia utente altamente funzionale. Il produttore generalmente fornisce istruzioni di installazione, un manuale utente, schemi e una guida alla risoluzione dei problemi.

Un VFD e il motore associato prosperano su un'alimentazione elettrica di alta qualità. Le letture di tensione e le misurazioni di corrente dovrebbero essere sostanzialmente uniformi per le tre fasi. Come osservato in un analizzatore di spettro o in un oscilloscopio, l'onda sinusoidale dovrebbe essere pura, senza armoniche dannose, picchi o fluttuazioni dannose. Le misurazioni devono essere eseguite periodicamente all'ingresso e all'uscita del VFD e ai terminali del motore. Se queste letture vengono effettuate dopo l'installazione iniziale e ad intervalli frequenti durante il normale funzionamento dell'apparecchiatura, verrà creato un database. In genere, la temperatura aumenterà molto lentamente per un lungo periodo, quindi accelererà rapidamente, raggiungendo presto un livello dannoso. Questo è giustamente chiamato "effetto valanga".

I motori elettrici funzionano in modo più efficiente ad alta tensione, dove è necessaria meno corrente per fornire la potenza richiesta per l'applicazione. Lo svantaggio è che per gli addetti alla manutenzione in un ambiente ad alta tensione, un'assunzione errata o una mossa goffa può provocare lesioni gravi o morte. Esistono due tipi distinti e distinti di pericolo: scossa elettrica e guasto per arco elettrico. La scossa elettrica si verifica quando l'individuo entra in contatto con un terminale sotto tensione, un filo o una superficie conduttiva. Quindi, se la persona è collegata a terra (come di solito accade), il circuito elettrico è completato e la corrente scorre attraverso il corpo della persona causando danni estesi e spesso interrompendo il ritmo naturale del cuore. Anche quando la persona non è saldamente collegata a terra, dove è coinvolta l'alta tensione, può verificarsi un evento di scossa elettrica. Questo perché tutti i corpi hanno sempre un certo potenziale di terra. Tappetini di gomma, scarpe asciutte e guanti e strumenti isolanti sono di aiuto, ma non credo che sia mai sicuro toccare un filo o un terminale alimentato a più di 30 V.

L'altro pericolo è noto come arco elettrico. Quando una chiave inglese o un cacciavite slittanti, ad esempio, completano un circuito tra un filo o un terminale, o tra fili o terminali eccitati da fasi contrapposte, l'utensile può evaporare istantaneamente a causa del flusso di tutta la corrente che l'utenza può erogare, limitata solo dall'impedenza della linea di alimentazione, cablaggio locale e trasformatori in linea. Per un lavoratore nelle vicinanze senza indumenti protettivi estesi, l'esplosione dell'arco può essere fatale, anche se l'individuo non subisce una vera scossa elettrica.

La politica migliore è evitare di lavorare su cablaggi che potrebbero essere sotto tensione. Tutti i motori devono avere una disconnessione. Per alcuni motori molto piccoli, il sezionatore può essere il dispositivo di massima corrente del circuito derivato, una spina che può essere rimossa dalla presa o un interruttore dell'unità.

La disconnessione per un motore di grandi dimensioni è adattata alle dimensioni del suo circuito elettrico, che a sua volta si basa sulla corrente richiesta dal motore, data la sua potenza. Questa disconnessione è il mezzo logico per spegnere il VFD e il motore. Tuttavia, c'è il rischio di scosse, perché i grandi condensatori elettrolitici nella parte anteriore del VFD possono mantenere una carica letale molto tempo dopo che l'unità è stata spenta. A volte, il VFD sarà sufficiente per scaricare la carica entro 1 minuto. o giù di lì (il tempo richiesto dipende dalla quantità di qualsiasi resistenza parallela), ma non si dovrebbe presumere nulla.

Ciascun condensatore deve essere scaricato singolarmente. Resistere all'impulso di posizionare un cacciavite attraverso i terminali, perché l'improvviso aumento di corrente rischia di danneggiare il substrato dielettrico. Invece, collegare un resistore a bassa resistenza e alta potenza ai terminali utilizzando cavi lunghi e flessibili con grandi morsetti a coccodrillo isolati.

Il VFD ha tre sezioni. All'estremità a monte, dove l'alimentazione elettrica entra nell'armadio, si trova il raddrizzatore. La sezione centrale è nota come bus DC, che convoglia l'energia elettrica raddrizzata alla sezione finale, l'inverter. Semplici misurazioni elettriche determinano quale (se presente) di queste sezioni è la causa delle scarse prestazioni del motore.

Per iniziare, guarda l'ingresso VFD con il motore spento (cioè la cabina dell'ascensore a riposo). Alcune informazioni possono essere acquisite utilizzando un multimetro, ma per eseguire un'approfondita valutazione della qualità dell'energia è necessario un oscilloscopio e/o un analizzatore di spettro. Il multimetro ti farà sapere se le tensioni RMS delle tre gambe sono sostanzialmente uguali. Per una buona prestazione, la gamba più bassa dovrebbe trovarsi entro il 5% della gamba più alta. Questa quantità può variare a seconda della marca e del modello del VFD, quindi è essenziale controllare il manuale dell'utente per una tolleranza esatta.

Nell'effettuare una valutazione approfondita della qualità dell'alimentazione, l'oscilloscopio viene utilizzato più frequentemente. È importante rendersi conto che, quando si esegue il lavoro VFD, esiste un rischio intrinseco nell'uso di un oscilloscopio da banco convenzionale. Il motivo è che, quando la sonda è collegata a uno dei canali di ingresso, il suo cavo di ritorno a terra è collegato direttamente attraverso il telaio dell'oscilloscopio al bus di terra dell'alimentatore locale, con conseguente forte corrente di guasto improvvisa quando il cavo di ritorno a terra entra in contatto con un filo o terminale a cui si fa riferimento ma che fluttua sopra il potenziale di terra. Questa corrente di guasto può danneggiare il VFD e l'oscilloscopio e causare lesioni all'utente. Per evitare questo pericolo si può utilizzare una sonda differenziale, ma spesso questo costoso accessorio non è disponibile. La maggior parte dei tecnici utilizza invece un oscilloscopio portatile a batteria con ingressi isolati da terra e, nella maggior parte dei modelli, l'uno dall'altro.

Un'ulteriore avvertenza: le sonde e gli ingressi dell'oscilloscopio devono essere tarati per le tensioni da misurare. Inoltre, devono essere considerate la posizione del CAT e la tensione massima contemplata. (I livelli CAT I-IV sono valutazioni degli strumenti di test per la massima tensione in termini di sicurezza in diversi ambienti elettrici.) Per quanto riguarda gli ingressi di alimentazione VFD, l'oscilloscopio rivelerà anomalie della forma d'onda. Tutto ciò che varia in modo significativo da un'onda sinusoidale pura può essere problematico. Ciò include punti morti intermittenti, clipping ai picchi della forma d'onda e contenuto armonico eccessivo, visualizzabile al meglio in modalità "Math/FFT" di un oscilloscopio o in un analizzatore di spettro.

La linea di fondo è che è necessaria un'alimentazione trifase di alta qualità se il VFD e il motore devono funzionare correttamente. Una volta verificato ciò, si può procedere alla lavorazione interna del VFD. Nei controller per ascensori più grandi in cui è incorporato il VFD, è possibile aprire una porta per accedere all'elettronica. Nelle unità più piccole, l'involucro deve essere aperto. In entrambi i casi, l'unità deve essere spenta e la tensione residua scaricata prima di procedere.

Il primo stadio del VFD è il raddrizzatore. Tre coppie di diodi convertono la corrente alternata trifase all'ingresso in corrente continua pulsante. Grandi condensatori elettrolitici in parallelo con l'uscita di questo stadio raddrizzatore rimuovono l'ondulazione CA, deviandola a terra. Questo è necessario per creare la pura DC richiesta dalla sezione inverter. Poiché la connessione a terra (in definitiva tornando alla barra neutra nel servizio elettrico) forma effettivamente una presa centrale tra i due condensatori, le due linee CC sono riferite ma galleggiano al di sopra del potenziale di terra. Nessuno di questi conduttori è messo a terra. Pertanto, non è sicuro utilizzare qui un oscilloscopio da banco convenzionale.

L'altro punto da notare è che, a causa della natura del raddrizzatore trifase a onda intera, che si riferisce alle tensioni di picco, la tensione CC sul bus CC all'interno del VFD è effettivamente superiore alla tensione di alimentazione CA all'ingresso. È 1.414 volte il valore RMS misurato con un voltmetro. Ciò significa che, per un azionamento da 480 V, la tensione sul bus CC è di 678 V, quasi il 50% in più.

La fase successiva della procedura diagnostica è un'ispezione visiva completa del VFD. Così facendo non toccare nulla: è possibile che un condensatore non sia stato completamente scaricato. Controllando ogni diodo, condensatore e semiconduttori nella sezione inverter, ispezionare per qualsiasi segno di surriscaldamento. I condensatori nel raddrizzatore sono trasgressori frequenti. Se uno mostra segni di bruciatura, perdita, rigonfiamento o distorsione, dovrebbe essere sostituito.

Completare l'ispezione visiva controllando tutti i circuiti stampati e le terminazioni dei conduttori per verificare la presenza di corrosione o segni di surriscaldamento. Utilizzando strumenti e guanti isolati (anche se il VFD è spento), serrare nuovamente tutte le terminazioni di alimentazione. Qualsiasi connessione a forcella oa nastro a bassa potenza può essere smontata e rifatta solo per lucidarla.

Mentre il VFD è spento, eseguire controlli dell'ohmmetro ove possibile e, utilizzando le funzioni di controllo del diodo del multimetro e del condensatore, controllare questi dispositivi. I componenti allo stato solido possono essere sottoposti a test non dinamici (quindi non definitivi) utilizzando la funzione di test del diodo alle giunzioni base-emettitore e base-collettore. (Il transistor ad effetto di campo a semiconduttore in ossido di metallo ha terminali di gate, drain e source, invece di terminali di base, collettore ed emettitore.) Questo funziona anche sui terminali emettitore-collettore, perché ci sono diodi deviati su di essi. Poiché ci sono due condensatori, due bobine, sei diodi e sei semiconduttori, è possibile effettuare confronti di resistenza che potrebbero rivelare un componente difettoso.

motion controller

Finora, questo articolo ha affrontato la risoluzione dei problemi e la manutenzione degli ascensori come se la parte VFD/motore dell'apparecchiatura fosse l'intera storia. In realtà, spesso bisogna considerare altre aree. Fortunatamente, il controller di movimento in genere contiene una lettura alfanumerica che fa parte dell'interfaccia utente. Quando si verifica un guasto, l'ascensore di solito si spegne, spesso con l'auto che si ferma tra i piani. Se l'arresto persiste per più di qualche minuto, si deve considerare l'estrazione del passeggero. Si tratta di aprire manualmente una porta di un piano adiacente utilizzando una chiave appositamente realizzata. Potrebbe essere necessario far passare una scala a pioli nell'auto in modo che i passeggeri possano uscire.

Sebbene il processo non sia particolarmente pericoloso se eseguito correttamente, ci sono due problemi che devono essere affrontati: lo stress dei passeggeri e la responsabilità dell'azienda. Alcune organizzazioni di manutenzione degli ascensori affermano per iscritto che le estrazioni dei passeggeri dovrebbero essere eseguite solo da loro e, una volta che questa affermazione è stata fatta, il problema della responsabilità si aggrava. In alcuni casi, a causa delle distanze dal sito e del fatto che tutto il personale potrebbe essere occupato, questa alternativa potrebbe non essere fattibile. Mantenere i passeggeri confinati in attesa per un periodo di tempo considerevole potrebbe introdurre ulteriori rischi per la salute e altri.

Una buona linea d'azione è consultare in anticipo le agenzie di regolamentazione locali e, utilizzando le loro linee guida, provare in anticipo il processo di estrazione dei passeggeri con il personale, oltre a fornire istruzioni scritte. Una volta che i passeggeri sono stati estratti, il ripristino del servizio può diventare la priorità. Se un controller di movimento provoca l'arresto dell'auto, la lettura alfanumerica mostrerà in genere un codice di errore, come "E7". Quindi, facendo riferimento alla documentazione del produttore (le cui copie devono essere conservate nella sala macchine e nell'ufficio di manutenzione), il codice di errore deve essere spiegato con raccomandazioni per il ripristino del servizio. Spesso, questo viene fatto premendo un pulsante di ripristino o interrompendo l'alimentazione al controller per una durata specificata per ripristinare il controller di movimento per, in genere, 1 min. per consentire alle tensioni di basso livello immagazzinate in modo capacitivo di dissiparsi a causa della resistenza in parallelo.

La manutenzione e la riparazione degli ascensori è un campo vasto e complesso e non è per i deboli di cuore. In nessun caso deve essere tentato da chi non ha le conoscenze e le competenze per eseguire il lavoro in sicurezza e senza introdurre pericoli che potrebbero manifestarsi, sia a breve che a distanza.

Domande sul rinforzo dell'apprendimento

Usa le seguenti domande sul rinforzo dell'apprendimento per studiare per l'esame di valutazione della formazione continua disponibile online su www.elevatorbooks.com o a pag. 109 di questo fascicolo.
♦ Perché l'introduzione del motore a induzione ha rappresentato un punto di svolta nella tecnologia degli ascensori?
♦ Quali sono i due scopi del serbatoio dell'olio in un ascensore idraulico?
♦ Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei cuscinetti schermati?
♦ Qual è lo scopo del bus CC in un VFD?
♦ Quali sintomi indicano un cattivo condensatore elettrolitico?

scritto per riviste come ELEVATOR WORLD, Costruzione e manutenzione elettrica, Attività di cablaggio, Attività elettriche, Dadi e Volt, Rivista fotovoltaica, Connessione elettrica, Connessione solare, Rivista dell'industria solare, Fine Homeedificio Magazine e Engineering News Record. Ha anche scritto quattro libri pubblicati da McGraw-Hill: 2011 National Electrical Code Chapter by Chapter, Troubleshooting and Repairing Commercial Electrical Equipment, The Electrician's Trade Demystified e The Homela guida fai-da-te al cablaggio elettrico del proprietario, quest'ultima pubblicata nel dicembre 2014. Ha conseguito una laurea in letteratura e composizione inglese presso l'Hobart College di Ginevra, New York.

Ottieni di più Elevator World. Iscriviti alla nostra newsletter gratuita.

Ti preghiamo di inserire un indirizzo email valido.
Qualcosa è andato storto. Si prega di controllare le voci e riprovare.
New-York-Storia

Storia di New York

Ascensore-Mondo---Fallback-Immagine

Singapore si muove per affrontare la carenza di manodopera

Ascensore-Mondo---Fallback-Immagine

Controllo intelligente del movimento per il futuro delle scale mobili

Ascensore-Mondo---Fallback-Immagine

L'OEM prevede di espandersi e l'obiettivo è stato raggiunto.

FSE-AGM-2017

AGM EESF 2017

thyssenkrupp-Wins-Italia-Stazione-Metro-Contratti-Manutenzione

thyssenkrupp vince contratti di manutenzione della stazione della metropolitana in Italia

Grattacieli-proposti-at-the-Loop-riverfront-Greektown

Grattacieli proposti al Loop, lungofiume, Greektown.

Ascensore-Consumo-Energia-Report comparativo

Report comparativo sul consumo energetico dell'ascensore