Asansör Sistemi Hata Ayıklama ve Tanılama Cihazları

Asansör elektriklerinde kullanılan sistemlere ve bunların giderilmesine yardımcı olan faydalı araçlara genel bakış

Spektrum analizörü, daha tanıdık olan osiloskopa benzer, ancak büyük farklılıklar vardır. Her ikisi de asansör servisi ve ürün geliştirmede çok faydalıdır. Tanımlayıcı fark, osiloskopun zaman alanındaki giriş(ler)e uygulanan elektrik sinyallerini görüntülemek için optimize edilmiş olması, spektrum analizörünün ise sinyalleri yalnızca frekans alanında görüntülemesidir (Şekil 1 ve 2).

Zaman alanında, Kartezyen koordinatlarda bir dalga şekli çizilir. X ekseni, zaman birimleri (genellikle saniyeler veya bunun kesirleri) olarak tanımlanırken, Y ekseni volt veya bir voltun kesirleri olarak tanımlanır. Osiloskop ekranında görüntülenen iz, herhangi bir zamanda sinyalin anlık genliğini bize bildirir.

Frekans alanı aynı zamanda Kartezyen koordinatlarda görüntülenen sinyalin bir grafiğidir. Ancak bu aynı sinyal, yalnızca X ekseninin zamandan ziyade frekans açısından tanımlanması gerçeğinden dolayı çarpıcı biçimde farklı bir görünüme sahiptir. (Matematikte, "etki alanı" sözcüğü, geleneksel olarak yatay X eksenine karşı çizilen bağımsız değişken için geçerlidir. "Aralık" sözcüğü, geleneksel olarak dikeye karşı çizilen bağımlı değişken için geçerlidir. Y ekseni Bağımsız değişkeni bir denkleme girersiniz, işlevi uygularsınız ve bağımlı değişken çıktıda görünür.)

Öğrenme hedefleri

Bu makaleyi okuduktan sonra şunları öğrenmiş olmalısınız:
♦ Asansör sorun giderme için test ve ölçüm araçları
♦ PC tabanlı bir spektrum analizöründeki avantajlar.
♦ Zaman ve frekans alanları arasındaki farklar.
♦ Bir VFD'nin yapısı.
♦ Bir AC endüksiyon motorunun hızını kontrol etmek için PWM'nin nasıl kullanıldığı.

Frekans alanında, genlik, zaman alanında olduğu gibi Y eksenine karşı çizilir. Bir fark, frekans alanında, genliğin sadece volt yerine güç birimleri (voltaj ve akımın ürünü) olarak gösterilmesidir. Ayrıca, varsayılan ölçek doğrusal olmaktan ziyade logaritmiktir ve ölçeğin üst ucunu kısaltır, böylece uzun sivri uçlar gösterilebilir, alt uçta daha fazla ayrıntı gösterilir. Buna göre logaritmik birimler desibeldir. Her birim, genlikte on kat artıştır. Bu, ışığı görme ve sesi duyma şeklimizdir.

Günümüzün dijital osiloskoplarının çoğu, sinyalleri frekansın yanı sıra zaman, etki alanlarında da görüntüleyebilir. Bunu, zaman alanı sinyaline Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) uygulayarak yaparlar. Bu, matematiksel olarak karmaşık bir dizi algoritma içerir, ancak kullanıcı bunu sırayla iki düğmeye basarak uygular: “Matematik” ve “FFT”.

Frekans alanı ekranı, tüm sinyal bileşenlerinin spektral dağılımını gösterir. Mükemmel bir sinüs dalgasının harmonikleri yoktur, bu yüzden tek gördüğünüz, temeli temsil eden tek bir uzun sivri uçtur. Sinüs dalgası olmayan bir sinyal de güçlü bir temelden oluşur. Bununla birlikte, bu temele, frekans alanında, harmonikler temelden daha uzağa yerleştirildiğinde azalan genliklerde ek ani yükselmeler olarak görünen bir dizi harmonik eşlik eder.

Osiloskopta görüntülenen frekans alanı, bir tür yan sorundur. Yukarıda belirtildiği gibi, bir osiloskop, sinyalleri zaman alanında görüntülemek için optimize edilmiştir. Frekans alanında bir sinyal görmek faydalıdır, ancak daha gelişmiş teknisyenler, gerçekten şaşırtıcı spektrum analizöründen daha az bir şeyle tatmin olmazlar. Bunun nedeni, daha yüksek çözünürlük, daha hızlı yanıt ve kullanıcının osiloskopta bulunmayan kapsamlı verileri çıkarmasına izin veren birkaç gelişmiş özellik ile potansiyel olarak daha büyük frekans aralığına sahip olmasıdır.

Spektrum analizörü, asansör servisinde ve ürün geliştirmede, özellikle hareket kontrol cihazında yaygın olarak kullanıldığı şekliyle CAN veriyolu olmak üzere dijital devreleri ve iletim hatlarını ve asansörün birçok sensörü, okuması ve nabız ile etkileşimini incelemek söz konusu olduğunda son derece faydalıdır. - AC endüksiyon motorunun hızını ve torkunu düzenleyen değişken frekanslı sürücünün (VFD) invertör bölümünü kontrol eden genişlik modülasyonu (PWM) sinyali.

Bununla birlikte, bir spektrum analizörünün yerleştirilmesinde iki sorun ortaya çıkar. Birincisi, bu enstrümanın oldukça dik bir öğrenme eğrisine sahip olduğu gerçeğini kabul etmeliyiz. Kontroller ilk başta kullanıcıya tanıdık gelmiyor; okumaların garip isimleri ve birimleri var; ve menüler ekranla ilk başta sezgisel değil, kafa karıştırıcı şekillerde etkileşime giriyor. Sadece ekranı ortalamayı öğrenmek zor olabilir. Ancak, birkaç gün boyunca belgeleri okuduktan ve çeşitli dalga formları üzerinde pratik yaptıktan sonra mantıklı gelmeye başlar ve sonunda tanıdık hale gelir.

Sorunlu olabilecek diğer spektrum analizörü yönü fiyattır. Üzücü gerçek şu ki, spektrum analizörleri dijital osiloskoplardan önemli ölçüde daha maliyetlidir. Orta seviye bir enstrümanın fiyatı 50,000 ABD Dolarına yakın olabilir; bu, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi ve Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü için uygun, ancak gelişmiş bir laboratuvar veya üretim tesisi dışındaki teknisyenler için mümkün değil.

Son zamanlarda fiyat farkı kapandı ve aslında tam tersi oldu. Tektronix, USB aracılığıyla kullanıcı tarafından sağlanan bir PC'ye bağlanan PC tabanlı bir spektrum analizörü tanıttı. Gezegendeki hemen hemen herkesin bir PC'ye sahip olduğu veya bu bilgisayara erişimi olduğu için, bilgisayarın maliyetinin bir faktör olması gerekmez. Tektronix RSA306B PC Tabanlı Spektrum Analizörü 4,000 ABD Dolarının altında bir fiyata alınabilir.

Üretici ayrıca bir flash sürücüde (veya web sitesinden indirilebilir) bir yazılım olan SignalVu-PC'yi sağlar; bu yazılım, kullanıcının bilgisayarına yüklendikten sonra, frekans alanındaki modülden gelen sinyalleri ayrıntılı bir ekranda görüntülemesini sağlar. tamamen etkileşimli bir arayüz. Ayrıca, kullanıcıyı büyük sorun giderme ve hata ayıklama projelerine hız ve hazır hale getirmek için tasarlanmış bir dizi sinyal sağlayan yüksek işlevli bir Demo Üç kartı da bulunmaktadır.

Asansör sorun giderme, öncelikle bir elektrik/elektronik girişimdir. Ekipman arızasının, bir kapının sıkışması ve düzgün kapanmaması gibi tamamen mekanik olabileceği doğru olsa da, çoğu arıza ya tamamen elektrikseldir ya da güçlü bir elektrik bileşenine sahiptir. Bunlar voltaj seviyesi ile ilgili olarak iki kategoriye ayrılabilir. Asansör motoru, en verimli şekilde üç fazlı, yüksek voltajlı bir besleme ile sağlanan nispeten yüksek bir çalışma akımı gerektirir. Hala hizmette olan çok sayıda eski DC motor var ve bir asansör revizyonunda, düzgün ve verimli bir şekilde çalışması için yalnızca basit bir doğrultucu gerektiren DC sistemini korumak genellikle mantıklıdır, temel bakım periyodik fırça değişiminden oluşur. Bununla birlikte, yeni kurulumlar ve çoğu yenileme, genellikle hareket kontrol cihazı ile birlikte makinede tabandan tavana çelik bir muhafaza içinde bulunan bir VFD (Şekil 3) tarafından desteklenen daha düşük maliyetli üç fazlı asenkron motoru seçer. oda.

VFD, DC veri yolu olarak bilinen şeyle bağlanan iki bölümden oluşur. Girişinde, tam dalga doğrultucu içeren altı diyottan oluşan doğrultucu bölümü bulunur. Üç bacağın (L1, L2 ve L3) her biri bir çift diyotun orta noktasına bağlanır. Bu üç çift elektrolitik kondansatörün çıkışları, DC filtresi ve tampondan sonra DC barasının pozitif (+Vdc) ve negatif (-Vdc) taraflarına bağlanır, bu da saf bir DC oluşturmak için AC dalgalanmasını ortadan kaldırır.

Yukarıda yüzen ancak toprağa referans verilen voltajları ölçmenin güvenli bir yolu, bir diferansiyel sondadır. Bir voltaj bölücü oluşturan iki kapasitör tarafından tanımlanan merkez noktasının topraklandığına dikkat edin. Bu çok önemlidir, çünkü DC bara olan pozitif ve negatif DC hatlarının her ikisine de atıfta bulunulur, ancak toprak potansiyelinin üzerinde yüzer. Ne de topraklanmış. Sonuç olarak, probun bir parçası olarak topraklanmış referans ucuna sahip geleneksel bir tezgah tipi osiloskop DC barasına bağlanırsa, ciddi bir topraklama hatası olacak, kıvılcımlar uçuşacak ve osiloskop ve VFD hasar görebilir.

Bu voltajı ölçmenin güvenli yolları takip edecektir. İlk olarak, motora giden akım yolu boyunca devam ederek, DC bara üzerindeki voltajın, VFD girişinde doğrultucuya beslenen AC voltajdan daha yüksek olduğu söylenmelidir. Bu şaşırtıcı olgunun nedeni, bir tam dalga doğrultucunun DC çıkışının AC RMS girişiyle değil, daha çok bu dalga biçiminin tepeden tepeye voltajıyla ilgili olmasıdır. Buna göre, asansör kurulumlarında tipik olan üç fazlı, 480 V VFD için DC baranın her iki ucundaki voltaj, hat voltajının 1.414 katıdır, bu nedenle 678 VDC'ye çok yakındır.

VFD'nin son invertör bölümü, bileşen düzenine ilişkin ön uç doğrultucu bölümünün ayna görüntüsüdür, ancak bileşenler farklıdır. Tam dalga doğrultucuyu oluşturan altı diyot yerine, evirici bölümündeki temel bileşenler yalıtımlı kapılı bipolar transistörlerdir.

Doğrultucu bölümünde, üç fazlı sinüzoidal şebeke gücü, altı yarı iletken güç girişinde gerektiği gibi bipolar DC yapmak için birleştirilir, doğrultulur ve filtrelenir. Ayrıca, tipik transistörlerde olduğu gibi, bu anahtarlama yarı iletkenlerinde altı sinyal girişi (şematikte netlik için gösterilmemiştir) vardır. Bu cihazlar 500 beygirlik yüklere güç sağlayabilir. Uzak kullanıcı arayüzünden ve/veya otomatik kontrolörden gelen PWM düşük voltaj sinyali, yarı iletkenlerin, genişliği motor hızını kontrol etmek için modüle edilen üç fazlı bir darbe oluşturmak için faz sırayla açılıp kapanmasına neden olur. Bu yüksek voltajlı, yüksek akımlı enerji, uygun kablolama yoluyla motora iletilir.

Bir asansöre güç sağlamak için, bir AC motorun yönü tersine çevirme yeteneğine sahip olması gerekir ve üç fazlı bir motor için bu yeterince basittir. Uygun anahtarlama, manuel veya otomatik vasıtasıyla, üç ayaktan herhangi ikisi tersine çevrilir. Ancak iyi bir asansör kurulumu aynı zamanda sorunsuz ve güvenilir bir hız kontrolü gerektirir. Örneğin, asansör kabini bir durağa yaklaşırken, yolcuların ani bir duruşla sarsılmaması için motor devri azalır. Ayrıca aracın muayene modunda yavaş hareket etmesi gerekiyor.

Popüler hayal gücünde, motoru yavaşlatmak için voltajı azaltmak için büyük bir reostat döndürülür. Bu amaç, bir AC endüksiyon motoru için tatmin edici değildir. Düşük nominal voltajda, AC motor sargıları ısıtıcı elemanlar haline gelir. Motor yavaşlar, ancak bu kaba yöntem motor sargılarını ve yalıtımını büyük ölçüde zorlayarak çok kısa bir hizmet ömrü sağlar.

Nikola Tesla ve George Westinghouse'un 19. yüzyılın sonlarında yüksek verimli endüksiyon motorunu piyasaya sürmesinden sonraki on yıllar boyunca, gerekli doğrultucu ve fırça komütatör bakımı ile DC motor, asansör ve benzeri hassas uygulamalarda korunmuştur. Bu işe yaradı, ancak yukarıda açıklandığı gibi çok daha ucuz olan VFD/endüksiyon-motor kombinasyonu 1960'ların başında tanıtıldı ve o zamandan beri hız kontrolünün bir faktör olduğu her yerde dünya çapında pazara hakim oldu.

VFD, değişen görev döngüsüne sahip bir kare dalga sentezleyerek bir AC endüksiyon motorunun hızını değiştirebilir. Uygulanan voltajı ayarlamak yerine, darbenin yüksek olduğu sürenin yüzdesi olan görev döngüsü ayarlanır. Bu şekilde, aşırı ısı üretmeden hızını kontrol etmek için motora giden güç değiştirilebilir. Motor, soğutma ve yatak kısıtlamalarına uyulması koşuluyla, nominal hızın altında veya üstünde sorunsuz bir şekilde seyredebilir. (Daha yavaş dönerse daha büyük bir fan gerekebilir.)

Görev döngüsünün değişimi PWM olarak bilinir. Düşük voltajlı bir PWM sinyali, bir asansör kurulumunda merkezi olmayan ve bir hareket kontrol cihazı ile entegre çağrı butonları, sensörler ve benzerlerinden oluşan, uzak bir insan operatör arayüzünde üretilir. Dijital devre aracılığıyla, PWM kontrol sinyali birkaç yöntemden biri ile sentezlenebilir:

• Etkileşimli yöntem, bir karşılaştırıcı ile birlikte bir osilatör tarafından kolayca sentezlenen bir üçgen dalga biçimini kullanır. İstenen sinyal üçgen dalga formu ile karşılaştırılır. Üçgen dalga biçimini aştığında, bir mantık yüksek durumu oluşturulur. Daha az olduğunda, sonuç mantık düşüktür. Bu dijital PWM sinyalidir.
• Delta modülasyon yönteminde istenilen sinyal entegre edilerek referans sinyal limitleri ile karşılaştırılır. PWM, bu referans seviyelerinde durumu değiştirir.
• Delta-sigma yönteminde bir referans sinyali oluşturulur, ardından çıkış sinyali ondan çıkarılır. Bu şekilde oluşturulan hata sinyali entegre edilir ve bu sinyal limitleri aştığında, PWM sinyali yüksek mantıktan düşük mantık veya düşük mantıktan yüksek mantık değerine değişir.
• Uzay-vektör modülasyonu, üç fazlı VFD'lerde kullanılır. Bir referans sinyali, düzgün aralıklarla örneklenir. Daha sonra, örnekleme periyodunun kesirleri olarak seçilen vektörlerin ortalaması olarak referans sinyali sentezlenir.
• Doğrudan tork kontrolü, AC motorları düzenlemek için başka bir yöntemdir. Motor torku ve manyetik akı, cihaz yarı iletkenleri gerektiği gibi açıldığından histerezis sınırları içinde kalır.
• Zaman orantılama yönteminde, her PWM döngüsünün sonunda bir sayaç tetiklenir ve sıfırlanır. Çıkış durumu değiştirir.

Yüksek hızlı bir sayaç kullanılarak iyi çözünürlük elde edilir.

Modüle eden sinyal doğrusal değildir ve bu, VFD'ye iletilen PWM sinyalinde sonsuz bant genişliğine yol açar. Motor davranışı düzensizse, kontrol sinyalinin doğrulanması gerekir. Bir endüksiyon motorunun RPM'si, yükleme dışında iki parametreye (kutup sayısı ve girişte uygulanan AC gücünün frekansı) bağlıdır.

Herhangi bir AC motorda olduğu gibi, bir VFD tarafından kontrol edilen bir endüksiyon motorunda sıcaklık artışı, sargılardan geçen akım tarafından belirlenir. Frekans düşürüldüğünde, akımı sınırlamak için girişindeki voltaj da azaltılmalıdır.

Bir VFD, herhangi bir frekansta tek tip bir volt-Hertz oranını koruyacaktır. Buna göre, PWM özellikleri, belirli bir zaman aralığında daha çok sayıda olan daha dar darbeler tarafından oluşturulan daha düşük voltajı içerir. Tersine, daha geniş bir şekilde ayrılmış daha az darbe ile daha yüksek voltaj oluşturulur. Kritik olarak, yukarıda bahsedildiği gibi, uygulanan voltaj bir kare dalgaya yakındır, ancak motordan geçen akım bir sinüs dalgasına daha yakındır. Bu gerekli koşul, yükün endüktif doğasından kaynaklanmaktadır.

Asansör sorun giderme, öncelikle bir elektrik/elektronik girişimdir.

Asansör teknolojik inovasyonunun devam eden ilerlemesinde nispeten yeni bir gelişme, alt sistem iletişimi için bir araç olarak CAN veri yolunun tanıtılması olmuştur. Tüm dijital etkileşimlerde olduğu gibi, yeni ekipmanda hata ayıklama ve mevcut ekipmanı teşhis etmede kazanan strateji, değerlendirilebilmeleri için bu iletişim veri yollarının nasıl çalıştığını anlamayı içerir.

İlk olarak, veri işlemede veri yolunu tam olarak neyin oluşturduğunu düşünmeliyiz. Geleneksel elektrikçinin iş yerinde, bir otobüs, sıklıkla yüksek voltajda çok sayıda akım taşıyabilen ağır bir iletkendir. Veriyolu tipik olarak bir servis muhafazasının içinde bulunur ve yalıtkan montaj donanımı üzerine sağlam bir şekilde sabitlenir. Yalıtılmadığından (veya daha doğrusu, onu çevreleyen hava tarafından yalıtıldığından), bir veriyolu aynı kapasiteye sahip bir kablodan daha kompakt olabilir, bu nedenle mahfaza içindeki masraf ve değerli alan korunur. En küçük asansör kurulumları dışında hepsinde önemli olan dijital iletişimde, “otobüs” biraz daha geniş bir anlama sahiptir ve kablolama, cihazlar ve yazılım dahil olmak üzere tüm medyayı tanımlar.

Otobüsler daha az iletken ile paralel veya seri olabilir. Seri veri yolu sistemlerinin uygulanması daha ucuzdur ancak hata ayıklama ve tanılama için daha fazla bilgi ve uzmanlık gerektirir. CAN bus, Bosch tarafından 1983'te tanıtılan bir seri veriyoludur. Otomotiv kablo demetini, otomotiv bileşenlerini ve motorlu taşıt sistemlerini verimliliği, ekonomiyi ve güvenliği artıracak şekilde bağlayacak yerleşik bir dijital sistemle değiştirmek amaçlanmıştır. Son derece başarılıydı ve bugün dünya çapında otomobillerde, kamyonlarda ve traktörlerde kullanılıyor.

CAN bus kısa sürede asansör teknolojisi de dahil olmak üzere birçok mekanik ve endüstriyel uygulamaya yayıldı ve ekonomi, gürültü bağışıklığı ve taviz veren ortamlarda güvenilirlik nedeniyle hızla uygun bulundu. Asansör teknolojisinde özellikle grup kurulumlarında iyi çalışır. Yürüyen kabloların, kapıları, arabanın içindeki ışıkları vb. çalıştırmak için mütevazı bir miktarda güç taşıması gerekir. Ek olarak, seri CAN bus kabloları hareket eden arabaya taşınır ve zaman zaman, sonlandırmalar dahil bu ortam kontrol edilmelidir. hata ayıklama ve teşhis kursu.

Asansör motorları için yüksek güçlü iletkenleri ve kontrol cihazlarını ve ayrıca büyük miktarda seri CAN bus kontrol kablolarını düşündüğünüzde, teknisyenlerin ve mühendislerin yapması gereken çok sayıda test ve ölçüm vardır. Asansör teşhisi ve onarımı söz konusu olduğunda, elbette zaman çok önemlidir.

Asansör bakımı ve arıza azaltmada iki alan kritik öneme sahiptir. Birincisi belgelerdir. Karmaşık bir sistemde, her şeyi çalıştıran çok sayıda kablolama ve baskılı devre kartını anlamak için eksiksiz blok diyagramları ve şemaları olan bakım kılavuzlarına ihtiyaç vardır. İkinci olarak, teknisyenler, günümüzün karmaşık elektrik sistemlerinde güç kalitesini ve dijital sinyalleşme bütünlüğünü kontrol etmek için eksiksiz bir test ve ölçüm ekipmanı yelpazesine ihtiyaç duyarlar.

Bir dizi enstrümantasyonun gerekli olduğunu anlamak önemlidir. Motor(lar)a giden güç akışıyla ilgili olarak, osiloskop veya multimetre gibi tek bir cihazın voltaj ve akımı ölçmek için yeterli olmayacağını anlamalıyız. Başlamak için bir multimetre, spektrum analizörü, kelepçeli ampermetre ve izole girişlere (topraktan ve birbirinden) sahip el tipi osiloskop gereklidir. Benzer şekilde, dijital alanda, protokol ve veri yolu analizörleri değerlidir, ancak dijital sinyal izlemeye başlamadan önce, mantıksal yüksek darbelerde aşırı gürültü olup olmadığını belirlemek için dijital darbelerin geleneksel analog ölçümlerini almak en iyisidir, bu da uygun yorumlamayı engelleyecektir. alıcı ucunda.

Dijital sorun gidermede, mantık probu ve multimetre gibi basit ölçüm araçları, ön, daha basit ölçümler tamamlandıktan sonra yapılması gereken tam ölçekli bir protokol analizinde gözden kaçabilecek bilgileri ortaya çıkarabilir.

Öğrenme-Takviye Soruları

Aşağıdaki öğrenme-pekiştirme sorularını kullanarak çevrimiçi olarak mevcut olan Sürekli Eğitim Değerlendirme Sınavı'na çalışabilirsiniz. www.elevatorbooks.com veya s. Bu sayının 117.
♦ Seri ve paralel veri yolu arasındaki fark nedir?
♦ CAN bus, hassas konumlarda geleneksel kablolamaya göre neden daha üstündür?
♦ Dijital ölçümlerde analog enstrümantasyonun rolü nedir?
♦ Bir VFD'de doğrultucu ve evirici bölümlerindeki benzerlikler nelerdir?
♦ Neden tam dalga doğrultucu çıkışı AC girişinden daha büyük?