电梯旋转编码器引起故障的实例研究

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　　摘  要：当前我国电梯技术的研究速度正在不断提升，使旋转编码器在电梯控制系统当中得到了非常普遍的使用，但与此同时造成的电梯故障也在不断增多。该文重点针对旋转编码器造成的各种不同类型的电梯故障进行了分析和探索，同时提出了有效的解决方案，以此来保证电梯运行工作的安全性和稳定性。
　　关键词：旋转编码器;电梯故障;控制
　　中图分类号：TN764        文献标志码：A
　　最近几年，随着我国建筑工程的规模不断扩张，电梯的使用数量也在不断上涨，电梯控制技术受到了人们越来越广泛的关注。在电梯的运行过程当中，必须要给乘坐人员提供一个更加安全和舒适的环境，因此在电梯的运行和工作过程当中，必须要对电梯的运行速度以及停止位置的精确度进行合理的掌控。要想实现电梯的安全稳定控制，必须要对电梯旋转编码器有效地运用，旋转编码器可以收集电梯的运行速度及运行距离等信息，该设备和微机变频器以及其他辅助性电机单元构成了一个稳定的控制系统，针对电梯的运行速度以及电梯停止的位置进行有效的控制和监测。基于此，该文重点针对电梯旋转编码器在工作过程当中的主要原理进行了分析，并且对旋转编码器工作过程当中产生的故障原因进行了详细介绍，以此来降低设备故障，提高电梯运行的安全性和稳定性。
　　1 电梯旋转编码器的原理及分类
　　旋转编码器在电梯的工作过程当中，主要是将机械位移量的大小转化成相应的电信号，针对该信号进行检测和处理之后，可以直接通过传感器传输到终端系统当中来进行控制。编码器主要分为2种形式。1）属于增量式编码器。2）属于绝对式编码器。这2种不同类型的编码器，主要的区别在于增量式编码器在电梯运行过程当中，脉冲位置是从0开始标记和计算，而绝对式编码器主要是通过输出代码的具体读数来加以确定。在电梯运行过程当中，每一个运行位置所输出的代码都是唯一的，因此当电源完全断开的情况下，内部的绝对式电梯编码器不会和实际的位置分离，如果电源出现二次接通的情况，那么对电梯运行位置的读数仍然属于实时有效的，它和增量式电梯编码器存在一定的不同，增量式编码器必须要寻找到0的标记点才可以进行工作，在电梯系统内部由于受到一些系统条件的限制，在实际的应用过程当中，基本上都是使用增量编码器来进行工作。
　　2 旋转编码器引起的电梯故障分析和处理
　　在电梯的控制系统内部，旋转编码器、微机系统以及电路系统形成了一个完整的电梯控制系统，在连接电动机轴的旋转编码器中，由于电梯运行过程中收集到的电机速度信号会转化成相应的脉冲信号，通过将该信号准确的输入PLC单片机内部来进行有效的控制。在电梯运行的速度信号转化过程当中，需要对控制信号的强度进行有效的调整和控制，在电梯运行过程中，当信号超过了规定范围，就会产生电梯故障，旋转编码器在故障类型上分为很多种类型，总体上可以分为2类。第一种是编码器本身的问题，包括了编码器设备安装以及后期维护工作存在问题;第二种是属于外界信号输出干扰问题，会造成数据的不良丢失或者是代码错误。
　　2.1 故障类型一
　　例如一台电梯出现平层不准确，运行过程中会出现不良振动问题，相关检修工作人员通过对编码器的检查，从中发现内部存在灰尘封堵了编码器，造成了电梯运行故障，通过清洁工作之后该故障问题得以有效的消除。
　　2.2 故障类型二
　　电梯在运行过程当中，电梯在启动之后上升大约50 mm的位置便停止工作，通过对该故障问题进行检查，主要是因为旋转编码器和电梯微机信号之间的连接存在虚接的问题，针对编码器和微机信号连接线进行充分衔接之后，该部的问题得以有效排除。
　　2.3 故障类型三
　　1台变频调速电梯在运行过程当中突然产生故障停止工作，然后再通过自动平层之后又可以正常运行工作。通过对该故障问题的分析和研究相关检查，工作人员发现电梯产生这种故障问题不是因为制动回路故障问题所造成的，也不是安全回路或者电梯内部的门锁回路故障问题所造成的，是因为旋转编码器严重磨损，造成了电梯运行过程当中反馈信号无法及时传输到终端系统当中造成这种问题。
　　2.4 故障类型四
　　一台电梯在正常运行和工作过程当中，起初是保持正常稳定的工作，当电梯运行到一半高度的情况下，电梯存在有规律的上下抖动的问题，通过对该问题进行检查，其中发现电梯的主回路印刷板和系统内部的驱动单元不存在明显的问题，然后检修工作人员对外部的曳引机和控制柜外围的工作设备进行了有效的检查，其中发现了在电机的尾部使用测速反馈设备，对整个电梯的机械轴和编码器产生了不良干扰问题。在针对这一问题的处理过程当中，工作人员采用一片连接铜片来进行更换，之后发现故障问题完全消除。
　　3 旋转编码器引起的电梯故障的解决方法
　　由于电梯旋转编码器属于精密程度相对较高的速度传感器，该传感器和变频器以及其他微机控制器等共同构成电梯的调试工作系统。由于该次所研究的电梯故障问题都是由于传感器故障所引发的，因此在实例的分析过程当中，不论是编码器的光盘存在灰尘还是信号线存在虚接问题，都会造成编码器设备的信号传输效率下降，或者是传输信号的完全丢失，这些故障问题都会直接造成电梯无法正常稳定工作和运行。
　　电梯系统内部旋转编码器的另外一种故障问题，主要是因为外部环境的电磁干扰。在电梯系统内部，旋转编码器在工作过程当中受到了电磁干扰，造成了自动变频器的通断问题，电子变频器通断问题主要是因为内部三项电源的引入电流大小不同，造成了引入电流过程中换流器产生了电流畸变，形成了一种非正弦型电流，这种电流畸变问题意味着整个电流的波形受到了不良谐波的影响，电流畸变的波形会直接分解出1组非正弦型波量分量，在线路当中的谐波分量会造成变频器后輸入端出现不良波形。由此可以看出，变频器本身的整流逆变器在工作过程中会产生不良谐波问题，会直接影响到整个旋转编码器的正常稳定工作。变频器在输入电流的大小上会受到外部斜波的干扰，造成了变频负载量较小，电流受到谐波干扰之后的影响程度非常明显，而编码器衔接的电源，是由控制柜内部的开关电源所掌控的，开关电源再输入变频器的电流大小，通常情况下很容易会受到同一个网络编码器的干扰。通常情况下在变频工作过程中会受到5次或者7次的外部谐波电流影响，同时对整个谐波电流的波形影响也尤为明显。因此，在变频器输出端安装电抗器之后，针对波形的干扰问题会有明显的改变，同时在变频器的动力电缆以及旋转编码器的内部信号通信电缆需要分开设定，距离需要足够大，这样可以降低线路内部所产生不良的耦合噪声问题。
　　4 结语
　　该文通过几个具体的案例对电梯旋转编码器的故障问题进行分析和研究，从中得出了旋转编码器在长期工作过程当中所产生的各种问题，并且提出了有效的解决措施来加以预防，提高了电梯运行的安全性和稳定性。
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