关于电梯变频器的维修与测试

一、关于驱动的类别

变频器在工控维修行业中，是绕不开的入门级设备，变频器的主要作用就是驱动电机，把小信号转换为受控的交变电流电压。在实际维修中，驱动控制设备也是最容易损坏的。

驱动的种类很多，其中变频器最具代表性的。乍一看，交流控制产品已经成为市场主流。但直流控制产品，事实上也并没有退出历史舞台，以abb公司的dcs直流调速器系列，西门子的6ra直流调速器系列为例，直流调速器的更新换代，几乎和变频器是同步的。直流调速适用于大功率，低速高扭的应用场合，虽然马达昂贵，维护也麻烦些，但其功率可观啊！轻而易举就可以做到兆瓦级别，3500/22M 288055-01而且控制精确度依然非常的理想。高端直流调速器技术，欧美最具代表性，这点连日本都不行。国内有生产，不是仿制品就是山寨货，没有叫得响的独立品牌，最具代表的如etd（易泰帝），其实血统还是泊来的，但已经好歹将复杂的操控界面中文化了，这点还是要点赞的。

交流近年进步最快的就是永磁同步驱动，但这玩意儿，对付一些大功率设备就要局限了，成本同样不低。然后就是伺服驱动，在所有的驱动器类别中，伺服的技术含量最高，具备三环反馈，对配套马达有严格的定义和要求。欧美的驱动，伺服，运动控制器，硬件设计上大抵是通用的，应用灵活，性能稳定。不同的控制场景，生产商都有自己核心的解决方案：刷伺服固件就是伺服控制器；刷变频器程序就是一台高性能的变频器。日本人对伺服的研究也很深入，产品各项指标不比欧美货逊色，但日本的伺服器和伺服马达配套太严谨，代换性较差。

伺服产品市场巨大，国内也有生产厂商，但产品的综合实力还在追赶阶段。

二、电梯驱动变频器

奥的斯电梯变频器测试

有了以上各种类型的铺垫，电梯变频器就隆重出场了。电梯属于特种设备，和生命安全挂钩，电梯变频器的技术，介于变频器和伺服之间。但可以负责任的说一句，会修变频器的技术人员，不一定就会修电梯变频器。

先分析一下电梯变频器：电梯变频器的原理和变频器是完全一样，不同的是控制方式：

（1）矢量控制方式，矢量控制在今天好像是烂大街的技术，那只是应用场景多了，市场也成熟了起来而已。这个术语翻译起来也不是一句两句解释得清楚的，大体可以这样比喻：矢量控制就是：只要变频器启动，就可以得到恒定的转矩。3500/22M 288055-01

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（2）闭环，其实电梯变频器的闭环控制，精确度要求倒不是很高，编码器也就是增量编码器。但很多的维修难点就出现在这个编码器和控制器之间。比如反馈信号问题，报过流故障，电流传感器问题，也是过流故障，驱动、模块问题，同样是过流故障……

（3）制动，电梯变频器属于起重控制设备，起重嘛，上行的时候狂出力，下行的时候狂发电，这就多出一个刹车制动单元来。这个单元当然也可以外设，但经过现场测试，外设的制动，反应和效果还是要稍微差一点。制动电阻开路或模块短路都会报警。

（4）辅助功能，除了现在一体化电梯变频器，好多分体式变频器都采用段速控制的，段速控制原理简单，就是电梯运行时：爬行，中速，高速对应变频器不同的端子点而已。除了段速控制还有外部故障控制，马达抱闸释放，故障检出等一系列安全输入输出功能。

电梯变频器属于起重设备，采用了闭环控制，提高了执行过程的精确度，更好的保证了转矩的输出，保证了对舒适性的硬件要求。不过舒适性主要集中在程序调试方面，和硬件关系不是太大。由于采用了闭环控制，很多故障和外部互动性强，在维修判断上，要注意多观察一些细节。

维修过程中，关于参数，在没有备份的前提下，能不修改就尽量不要去修改，以免硬件修复了，软件却无法匹配上系统，导致无法运行。

三、电梯变频器的维修实例

以前的电梯，匹配的都是进口变频器。变频器只是电梯的一个核心设备，品牌不一定一样。打个比方，日立的电梯不一定就配日立的变频器，富士的电梯也不一定就是富士变频器。电梯是一个系统设备，品牌很多，有些品牌我自己也没见过。但驱动器这东西，作用大同小异，万变不离其宗。十几年的维修生涯中，接触较多的品牌有：MICOVERT米高、keb科比、HITACHI日立、FUJI富士、YASKAWA安川等等，后来国产入局，才有了驱动控制一体机，接触如MONARCH默纳克，MODROL蒙德，YOLICO优利康等等。

下面说一些常见品牌的维修案例：

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（1）FUJI富士

日本企业在国内已经深耕多年，三菱，日立，富士电梯早已三足鼎立。我公司附近就是日立的工业园，主要就是生产电梯。这里单说富士电梯变频器。富士最早的电梯变频器应用，可以追溯到vg3的年代。Vg3变频器是富士最早带矢量控制的变频器，控制板+电源+驱动在一张pcb板上完成。就是现在，市场上还有vg3系列的产品在服役，时间应该有20年以上了，可见其产品性能的可靠。往后的换代产品就是vg5系列，vg7系列……

一台富士vg3电梯变频器，启动报警oc过流故障。我说过，电梯变频器过流和外部相关，在指导用户排除，马达，抱闸，编码器都没有问题，客户发过来维修。以前的产品，板大，关键元件采用分立件。首先怀疑驱动有问题，富士变频器电源采用高频开关电源，滤波电容用得很小，实际检测从cpu输出到驱动的信号，6个桥臂全都正常。第二步是检测编码器脉冲反馈电路，就发现了问题，原来编码器a相反馈光耦有一个触发不良了。更换元件后，先加负载模拟试机，输出正常。修改参数，然后带马达运行，检测电流电压，输出已经正常。

题外话：日本早期的驱动设备，用料十足，稳定性那是没得说的，更绝的是，程序应用非常适合于我们亚洲人的思维，好上手也好维修。但后来的产品虽然也玩起了心眼，稳定性大打折扣，维修成本高，代换反而容易。但技术就是这样被时代推着走的，无可厚非。

（2）Keb科比

科比是德国产品，电梯产品以前是f4系列，现在最多的是f5系列。科比的硬件设计堪称一绝。关键部件用自己研发的陶瓷厚膜，即使节省内部空间，也增加了产品的稳定性。keb的硬件讲究够用，而且恰到好处，不像西门子施耐德的东西，想得多做得也复杂，到头来性能也没见提高多少啊（吐槽）。科比喜欢隐藏自己的参数，明明几千条参数，一般和用户见面的，就几十条，且背后的逻辑关联太复杂，一台机几套应用程序备装，应用困难。

实例：客户送来一台f4 22kw电梯变频器，来的时候电源烧了，整机无显示。22kw的f4有两个电源，一个高压一个低压。奇葩的是震荡厚膜，用了个555时基芯片，但已经炸了。时基芯片看起来简单，但集成在厚膜上，买不到啊，要命的是电阻阻值都是印制上去的，根本推算不出这个震荡频率是多少。考虑再三，决定用拆机下来的3844电路板代换，反正次级加在24v电源上取样就是，这样就不用去推敲这个古怪的电源震荡频率。电源维修方案好了，又有配件，一次成功。但，电梯变频器是闭环控制的，怎样试机？科比我玩得多，有调试软件，我一般是先把程序用软件备份下来，修复的时候如果需要带马达确定，就换一个控制模式开环试机，试好后装载原来参数，然后用模拟测试仪测试一下（主要是编码器反馈）。

科比的变频器，如果参数没有条件备份，建议还是不要改参数试电机了。只要改了控制模式，改回去用户基本宣告用不了，客户用不了你怎么叫他付钱？

（3）MICOVERT米高

说真的，修过很多米高的电梯变频器，我一直搞不懂米高这个品牌是那个国家的，貌似和默勒有点关系，但现在已经在国内生产。目前市面上就两款产品：MICOVERT340，MICOVERT2003！在现代这个开关电源如此成熟的今天，米高变频器依然坚持用自耦变压器降压供电，使整张控制板显得相当的笨重。米高这个机子，可以说主要针对电梯驱动而设计的，目前为止，我也没见过米高的驱动产品匹配在那种工业机械上。电梯变频器追求稳定，功能越简洁越好，米高电梯变频器的用户界面也不复杂。修米高电梯变频器，要说麻烦还是有的，就是那个带封装的驱动模块，上下桥一个组合，一台变频器三个驱动模块。那东西真出了问题，就只能更换。

维修实例：用户修一台340电梯变频器，本来工作正常，停机检修后，就一直报过压。电梯变频器的过压，要细分：启动就报过压；上行中报过压；还是下行过程中报过压！？故障点是不一样的。如果是停止或者启动中报过压故障，故障点一般在母线检测电路，或者蓄能电容，容量下降。如果是下行中报警过压，故障点一般出在制动电路，因为电梯变频器下行过程中，变频器并没有真正输出功率，此时的马达等同于发电机原理，经IGBT模块反向充电，这时，会导致母线电压直线升高。

这台变频器静态的时候，母线电压正常。于是便断开取样点，从外部加入一个模拟直流电压，进行调节，观察面板显示，变化幅度正常，由此我确定检测电路是好的。继续检测制动电路：模块没烧，让客户测了外接电阻，也没有短路，维修一时找不到故障点。然后反复分析对比，发现制动动作时，和程序检出显示偏差较大，且不规律。正常电梯变频器设定780-800v的母线电压，为制动动作临界点。也就是说，只要母线电压高于800v，制动模块就开始导通放电。经桌面测试，发现有时母线还在700v的时候，制动模块就已经动作了，有的时候，母线电压都过了800v，但制动单元才开始动作。

沿这条线索反向推理，最后发现是一个供电的滤波电容容量下降了，更换后故障排除。

为什么以前工作正常，检修后故障就出现了？电容容量下降，有个递减的过程，热机时，容量不到临界点是不会出现的，但一旦停机后正常冷却，再上电，故障点就直接暴露出来了。这样的案例很多，如keb变频器的电源，一直工作一直正常，但一旦检修，第一次上电可以，但连续开关上电，电源就不起振了，原理也是一样的。

HIMA F8650X 984865065

ABB PFEA111-20 3BSE050090R20

ABB CS513 3BSE000435R1

EATON XVS-440-10MPI-1-1AD

ABB PCD235B101 3BHE032025R0101

EMERSON 1C31169G02

BENTLY 135137-01

GE H201Ti

ENTERASYS A4H124-4FX P0973JN

ABB 3BHE019719R0101 GVC736BE101

ABB 5SHX1960L0006 3BHB016120R0002

ABB 5SHY4045L0003 3BHB021400

GE DS200ITXDG1ABA

EMERSON 1C31166G02

MOTOROLA MVME2432

ABB P10800K02+HN800K02

REXRTOH VM310

Lam Research 810-046015-010

Alstom MAE99-04

EMERSON VE3008

GE IS220UCSAH1A

KOLLMORGEN S21260-SRS

ABB MB810

ABB UAC389AE02 HIEE300888R0002

PROSOFT MVI56E-MNET

PTM PSMU-350-3

ADEPT AWCII 040 10350-00104

REXROTH LT304

ABB UNITROL 1005

ABB SYNCHROTACT5 3BHB006713R0217

FOXBORO FCP270 P0917YZ

BENTLY 3500/22M 288055-01

BENTLY 3500/22M 288055-01

BENTLY 3500/22M 288055-01

A-B Y-3023-2-H00AA

TRICONEX 4351B

ABB XVC768115 3BHB7211R115

GE 04220FL11232A

ABB SAM3.0

ABB PCD235B1101 3BHE032025R1101

HONEYWELL R7247C1001

ABB V17152-310

BENTLY 3500/25 149369-01

BENTLY 3500/40M 176449-01

ABB DSTYW121 3BSE007836R1

BENTLY 146031-01

ABB NRAO01

HONEYWELL HCIX15-TE-FA-NC

ABB VBS01

ABB RXTUG 22H 1MRK000592-A

ABB RXIIK 4  1MRK001643-AA

ABB RXEDK 2H 1MRK000841-RA

ABB RXDS 4 1MRK000344-A

ABB DSTS105 3BSE007286R1

ABB DI650 3BHT300025R1

ABB RXEDK 2H 1MRK000841-RA

ABB DSTS106 3BSE007287R1