2012年2月29日 星期三

電動鐵捲門 上捲啟動不順 很吵 有氣無力 啟動電容老化

我丈人家這組車庫電動鐵捲門安裝才十年,使用二手的馬達組,因為使用空間沒有密閉,鏽蝕較嚴重。

近年使用時,開關門的異音越來越大聲。我仔細觀察了一下,原來是鐵捲門導槽內原先有一組塑膠墊當緩衝,防止鐵捲門捲動時與金屬導槽直接摩擦,但是這層緩衝在經年累月的使用下,漸漸耗損壓扁,失去緩衝的功能。所以鐵捲門最近使用時,不管是開門或關門,都會發出很大的噪音。

完整的解決方法是更換緩衝塑膠墊,但是這要花上一筆錢,所以我便拿出 3M 的 08898 4-Way Spray Lubricant 在鐵捲門與導槽之間可能會摩擦到的地方噴灑潤滑一下。就這樣惱人的異音便消失無蹤,但這並不是本文的重點。

這張圖是鐵捲門馬達的各部組件。其中最容易發生故障的是啟動電容及繼電器的部份。另外,雖然馬達有使用到碳刷,但是鐵捲門一天的使用次數不多,所以碳刷的使用壽期在馬達報廢前還不至於會磨光了,這部份損壞的機率比較低。如果是不正常的馬達使用就有可能導致馬達過熱,就像汽車升降機的馬達過熱一樣將碳刷卡住而損壞 (註記:這只是我的猜測,因為我不曾分解過鐵捲門馬達)。

這一次的損壞狀況是鐵捲門開啟時,只聽到馬達嗡嗡聲,但是鐵捲門不會動。按了停止鍵後,馬達嗡嗡聲消失,再按關門鍵讓馬達運轉至下死點自動關閉,然後再按開門鍵後,鐵捲門才會慢慢上捲,上捲個數十公分後,鐵捲門上昇的速度才恢復正常。接下來立刻操作關門/開門都正常,但是過個一兩個小時要再開門時,馬達又開始嗡嗡作響,鐵捲門又是有氣無力的症狀。

一開始上網搜尋可能的狀況,有提到繼電器的接點阻抗過大,或者是啟動電容老化。但是關門都正常,只是開門不順,所以便先朝繼電器的方向檢查。

至於開關門之上下死點的控制是由下圖的升降位置控制器來調整,外蓋有簡易說明。

打開外蓋後,可以看到一堆齒輪螺桿與微動開關。作動原理是當鐵捲門位於開啟模式時,按了關閉鍵後,控制版會先開啟剎車線圈 (解除鎖定) ,然後啟動馬達降下鐵捲門,馬達齒輪組內有齒輪傳遞至升降位置控制器內,帶動螺桿逆轉,這樣便會帶動下圖中右邊的滑塊往右移動。滑塊移動到最右邊時便會觸動關門位置 (關門下死點) 的微動開關,切斷馬達供電,並恢復剎車,完成關門的動作。

要設定關門位置要提高一點點,也就是不要完全關閉,那就是要讓右邊的滑塊可以提前碰觸到關門位置微動開關。調整方式便是在已開門的狀態下,將固定螺絲轉鬆,然後逆向轉動微調螺帽 (手碰觸微調螺帽往下轉),讓滑塊往右移動,最後再將固定螺絲鎖緊。這樣便可提前啟動微動開關,達到讓關門位置提高的目的。這裡我並沒有量出微調螺帽轉一圈可以控制鐵捲門上下多少距離,有興趣研究的網友可以測試看看,但小心不要讓鐵捲門捲過頭了。

要降低開門的高度也是類似的作法。

現在我們回到正題。

先斷電後,開啟繼電器控制盒的外殼,露出繼電器與啟動電容。現在被懷疑的主角是繼電器。繼電器是焊死在控制版上,所以我再將控制板拆卸下來。

這是拆下來的控制板,這好像是很早期的控制架構,比現代的控制架構簡單很多,而且繼電器看起來也很耐用。

我將繼電器透明外殼拆卸,觀察接點之接觸面狀況,還真的有部份的接觸面燒蝕嚴重。

所以我將兩個繼電器的透明外殼都撬開,找一個厚紙片插入接面磨擦,將接面稍作清潔。白色紙片上有些髒污就是其他的繼電器接面清潔後來下的。

然後再將控制板裝回馬達上,恢復供電後,結果狀況依舊。所以結論是繼電器控制板應該沒有問題,我只好將目光轉移到啟動電容上。

拆卸下來的啟動電容,除了下圖中左邊電容上的三角標示 (廠牌) 及下面的 230 數字 (可能代表 23 μF),找不到其他任何標示。我跟我弟要了一顆 20 μF 的二手啟動電容來測試,這顆啟動電容也是另一組電動鐵捲門馬達的啟動電容。

結果,單獨換上這個 20 μF 的啟動電容,狀況依舊,我再將兩顆電容並聯在一起,恢復組裝後,鐵捲門開門的速度終於與關門的速度一致。



因為鐵捲門有大小片,所以鐵捲門馬達有不同的負載能力可以挑選搭配。但是,是否啟動電容也要跟著對應調整,遍尋網路都找不到資料。我所蒐集到的資訊是:

  • 通常脫水機馬達搭配 20 μF 的啟動電容;
  • 洗衣機馬達搭配 30 μF;
  • 除濕機壓縮機馬達搭配 25  μF;
  • 電動鐵捲門的馬達搭配 16 / 23 /  50 μF 的啟動電容;
  • 抽水馬達,1HP馬達搭配 50 or 40 μF,1/2HP馬達搭配 30 μF,1/4HP馬達搭配 20 μF。

2018-06-13 補充:馬達搭配的啟動電容有固定大小,最好還是找出原廠規格,更換相同電容值的電容器。

這次電動鐵捲門的症狀是首次開門馬達無力不順,必須搭配停止 / 關門,再按開門鍵才能讓電動鐵捲門開啟。搭配原先鐵捲門的磨擦異音,因此一開始是懷疑鐵捲門有摩擦阻力在,導致馬達施不上力。但在排除磨擦異音後狀況依舊,因此轉移檢修目標至繼電器。但繼電器接點清潔後並無改善。前面兩個作法都不用花錢 (3M 08898 是常備耗材,也可以改用 WD-40) ,再來是嘗試更換二手啟動電容。因為使用了 20 年的啟動電容會退化,而二手啟動電容也不知已使用多久,應該也已產生退化狀況。在將兩個電容並聯後,終於能夠提供足夠的電容值,讓鐵捲門馬達能正常運作。

等下回再次發生這樣的症狀,到時再考慮買一顆全新的 23 μF 的啟動電容來更換。

因為電容的問題導致電子電機設備不正常的狀況,這似乎是很常見的。維基百科-電容災難 有寫到這方面的資訊,我自己也曾經將電腦伺服器上的主機板 3300 μF 大電容換新,修復電腦會自動 Reset 重開機的症狀。網友可以參考看看。

或許啟動電容退化得更嚴重後就真的變成「按下是下,按上還是下」的狀況。

其他鐵捲門問題,請參考:維修鐵捲門馬達自己來-易興安全科技 !

這次的事件也讓我瞭解到工欲善其事必先利其器。買一個能夠量測電容值的數位電錶,簡化電容老化不正常的判斷速度,這樣比較務實一點。

阿丁  http://taurus-diy.blogspot.tw

2012-05-04 於3月中,鐵捲門再度出問題,狀況是馬達會發出高溫,運轉同時也有很大的磨擦異音產生,當時我沒有在現場,我丈人直接電話請做鐵門的老闆通知馬達技師來看,結果說是剎車來令磨光了,直接換新,並且拆除我先前並聯的20 μF的啟動電容,連工資共收 NT$2000,電動鐵捲門再度恢復正常了。也就是說我前次並聯啟動電容的作法並沒有解決問題點。

下圖左邊便是拆下的啟動電容,右邊是剎車盤,可以看出來內圈的金屬被磨亮了。


這是拆下來的剎車盤的背面。

網路上我找不到電動鐵捲門的剎車機構完整說明(2016-12-28 請見  鐵捲門維修-馬達煞車篇 說明)。綜觀最近的狀況,看來應該是剎車線圈作動不良。也就是說遙控啟動鐵捲門時,主機應該先將剎車線圈通電產生磁力吸引剎車盤以解除剎車,然後才能啟動馬達帶動鐵捲門上下。如果剎車線圈沒有正常作動,馬達帶動鐵捲門上下時,剎車來令便會持續與馬達摩擦,降低馬達出力,導致鐵捲門開關門的緩慢無力感,而這也會導致剎車來令異常磨損。而當來令磨光時,金屬與金屬的摩擦便產生較大的摩擦異音,這跟汽車剎車來令的運作很像。很可惜這次我沒有參與到,沒有機會了解電動鐵捲門的剎車機構。

上星期,又發生了另一個事件。鐵捲門於開啟時,竟然沒有自動停止,鐵捲門完全被捲入收容箱內,這次我又沒有在現場,我丈人請鐵捲門老闆來維修,花了一個多小時修好鐵捲門,但是鐵捲門開啟時無法自動停止的部份,請馬達技師檢查的結果,估價 NT$2800 要更換繼電器電路板及剎車線圈,最後討價還價的結果是花了 NT$5500 更換一顆全新的 300 Kg 東正元的馬達總成,以杜絕屢次叫修,卻又會壞另一個的問題。然後舊馬達又被馬達技師回收了,所以我又沒能分解這顆鐵捲門馬達研究剎車機構了。


鐵捲門運轉到達設定極限卻不會自動停止的部份,可能的問題有:
  1. 繼電器控制盒內繼電器誤動作,
  2. 開關門上下死點控制器內的微動開關失效,
  3. 傳動塑膠齒輪崩裂。

請網友參考。

2013-10-05 更換過新的鐵捲門馬達總成後,偶發性的發生鐵捲門開關按壓關門後,門到達關閉位置後立即又再度開啟。今日又再度發生,我懷疑這個便宜的馬達總成難道有異物碰觸自動回卷的保護機制?上網查了一下 (捲門自動開啟---鬧鬼了嗎?),最有可能的情況可能是壓扣開關按鈕卡住。我再次檢視一次開關按鈕,結果還真的看到開門鈕陷落到開關盒內卡住,將按鈕再平整押扣一次,並讓開關彈回定位,這靈異現象真的就不見了。

2016-08-17
自家24年的鐵捲門最近發生了無法開門的狀況,遙控啟動開門時,鐵捲門沒有動作,但是馬達有聽到嗡嗡聲響,猜測是剎車卡死導致。我跟我弟一起將鐵門上的馬達拆卸下來,帶到我弟的店裡檢測整理。鐵捲門馬達型號為 TS-30 品牌:天行,300公斤 1730轉  220V。

拆開尾段塑膠圓蓋檢視,發現剎車線圈一條線斷掉,難怪剎車會卡死,將線路整理接續後,通電測試,結果將 20微法拉的啟動電容給擊穿爆裂,觀察馬達運轉的狀況並不是很平順,便分解鐵捲門馬達。

減速齒輪手動測試運轉沒有阻力,馬達手動轉動軸心沒有阻力,剩下的就是剎車線圈部位了。將剎車線圈部位細部分解,剎車皮還有 3mm 厚,剎車皮正常,但是剎車盤的軸心有鏽蝕狀況,導致剎車線圈啟動時,無法正常吸附剎車盤解除剎車,導致鐵捲門無法動作。

我弟將剎車盤整個分解,拆卸軸心,打磨除鏽,恢復組裝後,再輕度潤滑。我則找了一家五金行買了一顆一樣規格的啟動電容 回來,讓我弟裝上。

再次通電測試運轉,一切正常。我再將鐵捲門馬達裝回鐵捲門,接線,測試 OK。這次還好有我弟的救援,直接修復舊馬達,沒有買新的馬達,其實我也很擔心會找不到相同規格的新馬達,我的鐵捲門馬達固定三腳的位置比較小,主動契合齒輪為 M5T9。檢視網路上常見的規格跟我的舊馬達都有一些差異,無法直接更換。找時間再整理一篇有照片的文章補上。
(2016-12-28 詳細照片請見 http://taurus-diy.blogspot.tw/2016/12/blog-post.html)

2022-05-21
我家三個月前發生鐵門開不了的狀況,按上時,只聽到馬達嗡嗡聲響,但是鐵捲門不會動,馬達本體有發熱的感覺,我心裡已經有底了。我將馬達後面的控制盒開啟,將啟動電容取下,用新買的數位電錶量測電容值,零件表面印著 40 μF,結果量出來是 不到 3 μF,我買了一顆新的電容器,換上後,鐵捲門又可正常運作了。

今天,丈人家的鐵門發生了「按下是下,按上還是下」。我丈人喊說近日遙控器控制鐵門都怪怪的,打算要將遙控器主機換新,我說等等,「按下是下,按上還是下」,遙控器主機是有正常工作阿,因為煞車機構有正常運作,只是馬達沒力了,所以按上時,馬達出力不足,反被鐵捲門的重力帶動往下掉而已。
那馬達為何出力不足呢?我將馬達後方的控制盒開啟,取下啟動電容 (表面印 40 MFD),用數位電錶量測電容值,結果只剩下 16 μF,所以一樣是電容退化了。當鐵捲門下到最底端,就會跟我家的狀況一樣,隔日早上要開啟鐵捲門,按上時,鐵捲門不會動的狀況。去材料行買了一顆防爆型電容器,換上後,鐵捲門又可正常運作了。

基本上每次鐵捲門無法正常運作時,有可能是電容器本身退化或爆裂失效,再不然就是機械機構鏽蝕,運轉阻力過大,到最後也會導致電容器爆裂失效。當有鐵捲門不動的狀況發生時,排除遙控器問題(遙控器電池沒電,遙控器摔到),當然可以先懷疑啟動電容器退化,如果連續換兩顆新的電容器,都是一樣會爆電容,那就要檢查是否機械結構運轉問題了。

12 則留言:

  1. 解說詳盡 很有參考價值 不過這電容器好像不是啟動電容器 是運轉電容器吧!

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    1. 感謝指正。
      啟動電容只參與電機啟動,啟動後便會與電路切離;
      運轉電容不參與電機啟動,於電機啟動後才參與電路。
      所以應該是馬達運轉電容。

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    2. 我對於交流電動機沒有研究,我上網查詢到一個網頁(利用分相電容啟動的單相交流馬達接線圖),
      https://market.cloud.edu.tw/content/senior/life_tech/tc_t2/enerage/p_motor1.htm
      圖 10 利用分相電容啟動的單相交流馬達接線
      由圖中的描述,分相電容配置在輔助線圈,我想這個分相電容主要是擔任啟動電容的功能。
      所以這個電容到底是算啟動電容,還是運轉電容,這我還是分不清。

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  2. 鐵捲門修理,您也會喔,真是萬能耶!!
    我最近店裡鐵捲門升起或降下時,常常下降(升起)約一半時,就停住不動,要等一段時間後,才能再有動作,剛開始以為是遙控器問題,跑去問「萬春」,萬春說是『馬達過熱』,回來google一下『鐵捲門馬達過熱』,第一條資料就是您的,您真不簡單。
    不管馬達了,您和家人最近好嗎?

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    1. 王兄,馬達會過熱的原因很單純,修正阻力來源就可修復。
      我說的很簡單,但實做還是不容易。有我弟做後盾支援,這修護的工作就簡單多了。

      我家人都很好,謝謝您的關心。

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  3. 明天試修看看。還有一問題:matiz變速箱油要更換嗎?(唉!還欠您100元)

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    1. 我家的 Matiz 目前約10萬公里,還不曾換過變速箱油,但是我有感覺到換檔頓挫有比新車明顯。
      原廠手冊表明不須更換變速箱油,但是我是覺得應該還是要每三到五萬換一次變速箱油。
      當初堅持不換的原因是市面上還找不到指定型號的自排油 (ESSO JWS 3309)。
      目前市面上可以買到 MOTIF ATF 3309 (http://www.chemcorp.co.uk/creo_files/upload/related-items/mobil_atf_3309.pdf 與 JWS 3309 相容 http://www.rsoilco.com/PDF/OIL/ESSO/IOCAENPVLESAtf_3309.pdf, 兩種油的油品特性完全一樣,應該是同一個工廠生產的。)

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  4. 太詳細了,最近家裡鐵門也有下降後無法上升的問題,還會快速下墜一小段

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