电梯电气控制系统故障诊断研究 唐柱宽

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:唐柱宽
[导读] 摘要:电梯是集合机电一体化和自动控制化很高的运输设备,在日常生活中发挥越来越重要的作用。
        广州广日电梯工业有限公司  511400
        摘要:电梯是集合机电一体化和自动控制化很高的运输设备,在日常生活中发挥越来越重要的作用。随着科技不断发展和先进技术的运用,电梯电气控制系统高度集成、功能强大并且各种安全装置也配备丰富,电气故障呈现出复杂化、多发化的趋势。基于此,本文就常见的电梯电气控制系统故障、故障诊断方法及故障诊断流程进行分析研究。
        关键词:电梯;电气控制系统;故障诊断
        1.电气控制线路的概念
        电气控制线路在通常情况下被称作电气控制二次回路,不同的设备控制回路也不同,并且低压供电设备和高压供电设备的控制方式也不同。电气控制系统为保证所控制的电气设备可以可靠安全的运行,一般由多个可以实现对某个设备控制的电器元件相互组合,实现控制电气线路系统,所以又被叫做二次回路或者控制回路,由手动回路、保护回路、制动停止回路、闭锁和自锁回路、信号回路以及电源供电回路六部分组成,这些回路组合在一起构成了完整的电气控制线路系统。电气控制线路的功能是:保护、测量、监视以及自动控制等。
        2.电梯电气控制系统故障
        2.1控制柜、继电器部件故障
        电气控制系统的设备主要由接触器和继电器组成,其中的继电器部件容易出现故障,原因是在实际运作过程中会受到大量电波冲击或电弧烧蚀,因此导致触点被覆盖,也导致了电梯电气系统出现短路故障。而电梯一旦因此运行失效,会给电梯乘坐人员的人身安全带来危险,因此必须及时发现故障并配合相关措施解除。
        2.2变频器故障
        变频器主要用于电梯运行方向和速度的控制,通过改变电源频率来实现对电机转速的控制,进而控制电梯运行。变频器常见故障为充电电阻烧毁、驱动板故障、过载故障、过流故障、过压故障及过热故障等。当电梯启停抖动大时,常考虑为变频器驱动板故障。当变频器发生故障时,一般可通过配套的变频器操作手册查明故障原因。
        2.3短路故障
        短路故障在电梯控制系统中常常出现,主要原因可能是某电器元件受到电流突发性损害,导致电流无法通过设备与下一级设备连接,促使电器元件功能无法稳定发挥,导致整个电气控制系统运行安全性受到影响。因此,电梯控制系统出现短路故障时,回路中的电阻会出现数值降低情况,导致电流量增加,这种情况的出现很易导致系统运作不稳定或直接被烧毁问题,给电梯运行带来安全风险。
        2.4安全回路故障
        安全回路作为电梯运行最为重要的电气回路,能够有效避免电梯冲顶、墩底等事故的发生。当电梯未按规定指令运行时,相应地检测开关动作,安全继电器断开,整个安全回路断开,电梯减速并停止运行。安全回路中检测开关多且安装位置各不相同,涉及机房、井道、底坑、轿顶等,受到人员、环境等多种因素的影响。因此,安全回路故障是电梯常见的电气故障之一。安全回路故障主要包括检测开关破损缺失、检测开关功能失效、检测开关无电压输入、安全继电器触点黏连、线圈烧毁等。
        2.5门锁回路故障
        电梯门锁回路故障是最常见的电梯电气故障。只有当轿门和层门正常关闭,门锁继电器吸合,电梯才能正常运行。门锁回路的主要故障为门锁电气开关损坏、门锁开关接触不良、门锁电气触点间隙不合适、门控制电路故障、轿门层门卡阻等,这些故障可能会导致电梯开门运行、扒门停梯、电梯不能启动等问题,危险性极大。在维保过程中,要加强对门锁短接、门锁触点黏连、触点间隙不合理及门锁机械结构异物侵入等的检查,发现问题及时处理。
        2.6电磁干扰故障
        电梯作为一种强弱电结合的机电设备,工作过程中极易受到电磁干扰而出现故障。电梯电磁干扰主要来源于外部电网及变频器。在电磁辐射的作用下,电梯信号传输通道会受到严重影响,各种电子芯片、控制器、通讯设备的应用也会受到干扰,进而造成控制器死机、应急通话不通、监控视频画面模糊、电梯骤停等故障。为了减小电磁干扰的影响,应采用弱电与强电分开走线、控制板远离高频动力线、线路可靠接地、减少控制线长度等措施。前述方法已初步确定了故障点或故障元器件,则可以利用正常的元器件对其进行替换。若替换后电路故障消失,则说明预判正确;若故障未消失,则说明预判错误,还需继续诊断。
        3.常见的故障诊断方法
        3.1静态电阻诊断法
        静态电阻诊断法是在断电的情况下,通过万用表电阻档检测电路阻值是否存在异常。

电梯在运行过程中,电流需流过控制电路中的各个元器件,使得电梯正常工作,而每个元器件都有一定的阻值,连接线路和开关的阻值则为零或无穷大。因此,根据电路原理图,对线路中各部件的电阻值进行测量,将结果与正常值对比则可以判断元器件及电路是否发生故障。
        3.2系统全面诊断法
        我国是电梯生产大国,企业会根据不同建筑物的内部结构、运载需求针对性设计、制造不同规格型号、结构的电梯系统,不同电梯系统之间存在一定的差异。在故障诊断环节中,维修人员首先需要对电梯电气控制系统的结构、属性开展全面性的分析作业,随后结合电梯系统故障的外部表现形式,快速对故障范围加以锁定,以提高故障诊断效率。
        3.4短路诊断法
        短路诊断法是一种常见的电气故障诊断方法,能够逐步缩小故障范围,确定故障点。电梯控制电路主要由开关、元器件、接触器等组成,如果怀疑某一段线路或某些元器件发生故障,可利用导线逐步对线路中各元器件进行短接,通电后,若电气系统故障消失,则说明被短接元器件损坏。在确定故障位置后,应立即拆下短接线,更换元器件,不可将短接线作为开关或开关触点,否则可能导致严重的电梯事故。
        3.5替代法
        在电梯电气故障诊断中,技术人员根据故障表现形式和自身经验,结合电路原理图往往会对故障首先进行一个预判,但在对预判元器件进行观察时未能发现异常;或者通过前述方法已初步确定了故障点或故障元器件,则可以利用正常的元器件对其进行替换。若替换后电路故障消失,则说明预判正确;若故障未消失,则说明预判错误,还需继续诊断。
        4.电梯电气控制故障维修对策
        通过对电气安全回路、电磁干扰、门系统故障以及电气元器件失效等常见电气控制系统故障的分析,引起这些故障主要是由于长期使用过程中,金属材质、电气元器件的磨损老化以及后期的维护保养不到位失效所致。因此,准确把握电气控制系统故障形成的原因及类别,采取合适的预防维修处理对策,类似常见的故障可以排除和避免。
        4.1电气元件故障维修对策
        电气元件故障维修对策有2种方法:一是通过测量电气元件两端的电压来判定。电气元件在保持正常工作状态下,通过测量电气元件两端电流方向,对比整个系统电流的方向,如一致则认为设备正常;否则,设备已经损坏。二是通过静态测量每个电气元件的阻值来判定。系统在断电情况下,通过静态测量电气元件正反向阻值,将测量的阻值差值跟标准差值进行比较,可以准确评定故障点,提升检测的效率。
        4.2电磁干扰故障维修对策
        解决电磁干扰有效措施有3种:一是在微机电子控制板的各个输入口增加磁力线套,提高抗干扰能力;二是做到强弱电分开铺设,减少强电对弱电信号的电磁干扰;三是信号线路采用双绞线或者屏蔽线,金属软管使其良好接地,增强对电磁的抗干扰能力。
        4.3电梯运行流程分析处理对策
        电梯运行全流程的每个环节都有严格控制子回路进行控制,包括驱动系统、开关门、启制动、信号传递、加减速、安全保护等环节。利用电梯运行全流程分析处理故障,可以全面提高解决电气控制系统故障的效率。
        4.4触点开关的故障维修对策
        触点开关的故障维修对策主要有2种方法:一种是断路法,主要通过断开继电器、接触器等电气元器件电路来判定。当电气元器件电路触点出现短路现象,通过断路法将故障触点断开,假如系统正常工作,表明断路法故障评定正确。另一种是短路法,主要通过接触器、继电器以及开关等触点的短接来判定。短路法短接故障触点,系统正常工作无电气故障,表明该法故障评定正确,需要更换零配件。
        结语
        在对电梯电气控制系统故障进行诊断与维修时,必须及时根据发生的故障种类与已经发生的故障特点配合更加高效的故障排除与解决措施,维护电梯的运行连续性,防止妨碍人们的高效出行。同时,还要积极根据电梯安装技术升级,对应更加高新的故障检测与解除技术,维护电气系统的使用稳定与寿命。
        参考文献:
        [1]韦方平,薛阳,刘磊.电梯电气系统失效分析[J].中国电梯,2018,29(22):37-41.
        [2]曹龙.AB变频ACS800系列常见故障与维护[J].机电工程技术,2019,48(01):163-165.
        [3]林穗贤.大数据时代下的电梯预诊断[J].机电工程技术,2016,45(7):159-160.
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