Ремонт аттракциона «Вертолеты»

Станки, линии, оборудование / Атракционы - станки
Alexsandrs
4 242
10-10-2015, 20:36
0

Краткий обзор устройства и функционала. Описание одной не вполне очевидной неисправности и способа ее устранения.

«Вертолеты» — весьма распространенный детский аттракцион из Китая (если не самый распространенный). Существует несколько вариантов внешнего оформления — мне встречались «Рыбки» и нечто на космическую тему. Механически и электрически современные экземпляры идентичны друг другу, зато есть по-настоящему серьезные различия с аттракционами ранних выпусков (начала-середины 2000-х). В статье я использую фото двух разных аттракционов одной и той же (новой)версии.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА

Аттракцион, независимо от года выпуска, состоит из пульта управления, собственно аттракциона и кругового ограждения. Во время катания центральная башня вращается, а «вертолетики», попарно закрепленные на двух коромыслах, поднимаются и опускаются. Есть иллюминация и звуковое сопровождение. Питание аттракциона однофазное, время катания устанавливается с шагом в полминуты. Внешнее оформление под стать целевой аудитории: дети плачут и катаются по земле, хмурые родители выстраиваются в очередь к кассе.

На вращающейся платформе внутри башни установлен механизм качания и вращения, двигатель и блок электроники (в новых версиях). Питание и управляющий сигнал от пульта передаются через щеточно-коллекторный узел. Двигатель вращает редуктор посредством ременной передачи.

Декоративное оформление — из стеклопластика. На башне смонтированы иллюминация и динамики, через которые во время катания играет какая-нибудь добрая детская песня. В кабинках есть кнопки, при нажатии которых воспроизводятся звуки выстрелов. Такая вот гармония.

Вот основные различия аттракционов старых и новых выпусков:

Старая версия:

{banner_rca-news-1-1}

Однофазный асинхронный двигатель; передача крутящего момента на ведущий шкив — через обгонную муфту. Она же реализует плавное, без рывка на старте, начало катания;
Электроника сосредоточена во внешнем пульте управления. Внутри башни — только двигатель и схема управления иллюминацией;
Иллюминация — теплые ламповые двенадцативольтовые лампочки.

Новая версия:

Трехфазный асинхронный двигатель вращает ведущий шкив непосредственно. За питание и плавный пуск отвечает преобразователь частоты. Обмотки двигателя включены треугольником;
Внешний пульт предельно прост и содержит только органы управления — переключатели, индикацию и кнопки. Электроника сосредоточена внутри башни;
Иллюминация — холодные безжизненные LED.

Дальше у буду говорить только о новой версии. На деревянной (на самом деле из ламинированной ДСП, но все равно — дрова) доске установлены плата управления и питающий трансформатор, несколько реле, преобразователь частоты и усилитель, через который играет та самая детская песенка.

Четыре твердотельных реле отвечают за иллюминацию (она питается от отдельного трансформатора, которого не видно). Правое электромагнитное реле гальванически развязывает схему и пульт управления, левое — подает питание на имитаторы звуков выстрелов в кабинках. Трансформатор питает плату управления.

Вот назначение основных элементов на плате управления:

{banner_rca-news-1-2}

Три микросхемы MX 29F1615PC-10 на отдельной съемной плате (видны на фото выше) — память, где находится воспроизводимая песенка;
Красный блок DIP-переключателей устанавливает время катания;
STC 89C52 — микроконтроллер. Управляет всем;
OKI M9810B отвечает за звуковое сопровождение;
Правая микросхема на радиаторе — усилитель, что-то вроде TDA 2003. Иначе говоря, динамики можно подключить и без внешнего усилителя (двухконтактный разъем справа);
Силовое реле SLA 12VDC-SL-A управляет исполнительным механизмом, в данном случае — преобразователем частоты;
Три ключа в нижней части платы через твердотельные реле контролируют иллюминацию.

Адрес www.kiddyrides-zl.com ведет на пустую страницу, я проверял.

По команде от платы управления, преобразователь частоты плавно запускает двигатель. Тормоз выбега здесь не используется, зато есть своего рода «доводчик»: оптопара (будет видна на одном из следующих фото) отслеживает положение коромысел, в результате чего аттракцион должен останавливаться, когда кабинки находятся на одинаковой высоте.

{banner_rca-news-1-3}

По невыясненной причине, эта функция довольно быстро перестает работать.

TROUBLESHOOTING

Описание неисправности, со слов заказчика: после запуска делает один оборот и останавливается. На дисплее преобразователя частоты горит «E006».

Первое, с чем я столкнулся — никто из операторов аттракциона не мог объяснить, как он запускается. Запустить могли, а объяснить — нет. Наверное, где-то существует user manual, возможно даже на английском. Мне же пришлось, наблюдая за действиями операторов, щелкая выключателями и нажимая кнопки, улавливать закономерность самому.

Картина в точности соответствовала описанию. Как выяснилось из мануала к частотнику, одна из причин ошибки E006 — «Unwonted input voltage», что можно перевести на русский как «Что-то не так с питанием». Поскольку несколько (пять или семь) лет до этого аттракцион работал нормально, я предположил: дело в самом быстроизнашивающемся расходнике — щетках. Щетки оказались вполне еще ничего, только одна чуть подклинивала — почистил, расшевелил, собрал, после чего аттракцион проработал ровно день и встал с той же ошибкой.

Тут стоило бы описать процесс прихода в голову дельной мысли, однако я не знаю, как это изящно сделать. Вкратце — было вот что: скинул ремни с ведущего шкива, запустил вхолостую и стал медленно вращать аттракцион от руки. В какой-то момент двигатель остановился, а на дисплее отобразилось знакомое «E006». Несколько итераций дали одинаковый результат. Дальнейшее потребовало лишь внимательности и нескольких минут в крайне неудобных позах. Вынув щетки, вращая башню и одновременно наблюдая в пустые щеткодержатели, я увидел на одной из ламелей коллектора маленькое пятнышко коррозии.

Кадра, где это было бы хорошо видно, у меня нету. Вот коллектор, уже отшлифованный полосками наждачной бумаги:

А происходило вот что: в момент прохода щетки через пятно коррозии напряжение на мгновение падало, что воспринималось частотником как авария и он останавливал двигатель. Конструкция по инерции пролетала проблемное место — поэтому, после выключения-включения питания, аттракцион мог быть запущен вновь, до следующей встречи с проблемным местом.

Проблема осложнялась тем, что изначально щеткодержатели были установлены со смещением: в результате ламели и щетки работали всего на сорок процентов своей площади. Посмотрите, насколько пришлось проточить отверстия, чтобы скорректировать это:

В ходе десятков тестовых запусков аттракцион стабильно откатывал установленное время, так что основную неисправность можно было считать побежденной. Оставалось сделать несколько маленьких приятностей: заменить изношенные переключатели на пульте (там все очевидно) и восстановить звук. К усилителю не было подключено ни питание, ни входной сигнал. Питание поборол просто, одновременно решив отчасти проблему с подключением многожильных хвостов к частотнику.

С сигналом чуть хитрее. Поскольку выход платы управления рассчитан на непосредственное подключение динамиков, сигнал на нем чересчур велик для нежного входа усилителя. Решилось изготовлением специального шнурка со встроенным делителем на двух резисторах, ослабляющим сигнал примерно в десять раз.