升降機驅(qū)動電機抱閘控制故障實例解析

王俊濤　徐文斌　王睢州　王韜略

摘 要：本文通過對涂裝車間兩起升降機因抱閘線圈未及時斷電引起的升降機墜落事故進(jìn)行分析，解析故障中暴露的設(shè)計及使用中產(chǎn)生的問題，并提出保證設(shè)備可靠運行的對策。

關(guān)鍵詞：變頻器;制動電機;雙回路;抱閘

Abstract： In this paper， the accident of two lifts falling due to the failure of the lock coil in time was analyzed， the problems in the design and use of the exposed faults were analyzed， and the countermeasures to ensure the reliable operation of the equipment were put forward.

Keywords： inverter; brake motor; double loop;brake

在汽車行業(yè)，隨著生產(chǎn)自動化程度的提高，輸送線體中變頻器與制動電機的使用隨處可見。升降機變頻器及抱閘電機的配合使用最為常見。本文通過兩個實際發(fā)生的故障案例，提出提升升降機設(shè)備可靠性的方案。

1 升降機驅(qū)動電機抱閘控制故障概述

案例一：2014年8月27日，WBS升降電機出現(xiàn)抱閘制動不良問題，造成升降托架滑落，現(xiàn)場調(diào)查步驟如下。①測量整流橋輸出，判斷正常;測量線圈電阻，判斷正常;當(dāng)手動按下線圈交流接觸器時，制動線圈可以動作。②當(dāng)按下上升按鈕后，發(fā)現(xiàn)抱閘未能正常釋放;多次上升下降觀察變頻器運轉(zhuǎn)狀況，發(fā)現(xiàn)變頻器在上升時，出現(xiàn)OL報警。③經(jīng)分析，確認(rèn)故障為制動線圈得電過慢引起，經(jīng)更換制動單元并調(diào)整無果后，調(diào)整變頻器參數(shù)Pr13數(shù)值由0.5Hz調(diào)整至0.2Hz，將變頻器AC輸出信號提前;觀察設(shè)備運行正常，不再出現(xiàn)OL報警;但運行半天后，當(dāng)晚出現(xiàn)抱閘制動不良，出現(xiàn)滑車現(xiàn)象，砸傷一臺車。因此，故障原因鎖定在變頻器AC輸出信號存在異常，更換變頻器后，設(shè)備恢復(fù)正常。

案例二：2019年4月3日，電泳烘干入口升降機因控制抱閘的接觸器觸點粘連，引起升降機到達(dá)停止位時抱閘線圈未斷電，造成升降機墜落。

2 升降機驅(qū)動電機抱閘控制故障調(diào)查與分析

案例一：根據(jù)故障現(xiàn)象并結(jié)合升降機控制原理圖，進(jìn)行分析如圖1所示。經(jīng)分析可以發(fā)現(xiàn)：兩種故障現(xiàn)象均由變頻器AC之間觸點動作不良引起（制動釋放時，未能快速吸合;制動時，未能快速斷開）。查閱變頻器說明書[1]，如圖2所示，可以發(fā)現(xiàn)三菱變頻器A、B、C端子為繼電器輸出，不適合用在頻繁動作的場合;同時可以發(fā)現(xiàn)，該故障是電氣設(shè)計不當(dāng)引起的。變頻器狀態(tài)輸出繼電器A、C觸點頻繁動作，出現(xiàn)老化后發(fā)生粘連，造成控制抱閘線圈的接觸器線圈未及時斷電引起的故障。

案例二：故障原因是抱閘線圈用接觸器老化引起的觸點粘連，引起的抱閘線圈未及時失電。

3 升降機驅(qū)動電機抱閘控制的對策

通過分析兩次故障案例可以發(fā)現(xiàn)，升降機驅(qū)動電機的抱閘控制回路在設(shè)計中尤為重要，直接關(guān)系到整臺設(shè)備的穩(wěn)定性。升降機發(fā)生墜落的主要原因在于：升降機到達(dá)停止位時，抱閘線圈未及時失電。因此，為避免此類問題發(fā)生，可以采取以下措施。例如，通過變頻器控制電機抱閘線圈時，應(yīng)使用變頻器的晶閘管輸出觸點，或通過PLC程序控制抱閘接觸器通斷，對升降機特種設(shè)備推薦使用PLC程序控制抱閘接觸器通斷。

抱閘接觸器粘連問題，一般是使用壽命用盡造成的，對該問題可以通過以下方案進(jìn)行解決。

方案一：通過程序計數(shù)抱閘接觸器的動作次數(shù)，即將到達(dá)使用壽命時進(jìn)行報警輸出，提前更換抱閘接觸器。

方案二：使用雙回路，抱閘線圈的兩項供電分別由兩個接觸器控制通斷，有效避免繼電器粘連引起的抱閘線圈無法快速斷電的問題。

方案三：通過接觸器的常閉輔助觸點檢測接觸器動作，常用接觸器的通斷動作時間均在100m/s內(nèi)，可以通過PLC計時程序?qū)佑|器輔助觸點通斷進(jìn)行監(jiān)測，并和所使用接觸器的理論動作時間進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到接觸器未及時斷開時，切斷變頻器及抱閘線圈供電。

本文針對升降機等特種設(shè)備推薦3種方案同時實施，可有效消除因接觸器粘連引起的升降機墜落故障。

4 結(jié)語

本文介紹的兩個故障案例均在設(shè)備使用多年后才發(fā)生，這與電氣元器件的特性、使用壽命相關(guān)。這兩個故障案例提示人們，在自動化設(shè)備自動控制設(shè)計中，應(yīng)充分了解各元器件的使用場合及使用壽命，并結(jié)合現(xiàn)場實際采用不同的設(shè)計方案，在控制成本的同時有效提升設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]三菱電機自動化（上海）有限公司.三菱通用變頻器FR-A700使用手冊[S].上海，2007.