Défaillance du moteur PM du compresseur d'air VFD : 4 causes, 3 étapes de réparation

Bonjour à tous, aujourd'hui je vais partager un cas de panne sur le terrain concernant le dépannage d'un démarrage anormal d'un VFD de compresseur d'air (Entraînements VFD) avec un moteur à aimant permanent (PM). Le problème est décrit comme suit :

Le compresseur d'air utilise un contrôle vectoriel via le VFD. Lorsque le moteur PM démarre et que la fréquence atteint 5 Hz, l'EFV redémarre automatiquement. Au redémarrage, il s'arrête à nouveau à 5 Hz. L'écran affiche “Host Starting”, la fréquence clignotant entre 60 et 200 Hz. Un “clic” distinct provenant de l'enclenchement des relais est audible à l'intérieur du boîtier, et la sortie reste à vide.

Vous trouverez ci-dessous une analyse des causes potentielles, classées de la plus probable à la moins probable, ainsi que les principaux points de dépannage (Dépannage de l'EFV ).

Erreur de rétroaction du codeur dans l'entraînement à fréquence variable d'un compresseur d'air

Les moteurs à aimant permanent s'appuient sur le retour d'information du codeur pour le positionnement et la mesure de la vitesse. De nombreux variateurs à commande vectorielle commencent à détecter les signaux de retour lorsqu'ils passent à la commande en boucle fermée à 0-5 Hz :

• Si aucun signal du codeur n'est détecté à 5 Hz, l'EFV du compresseur d'air déclenche la protection contre les erreurs de rétroaction et entre dans un cycle de redémarrage automatique ;
• Séquence de dépannage recommandée :
  • Remplacez ou connectez temporairement un codeur en bon état ;
  • Inspecter l'alimentation du codeur, le câblage, le blindage et la mise à la terre ;
  • Faites tourner manuellement l'arbre du codeur dans la salle de contrôle et observez si le retour d'information du panneau de contrôle change ;
  • S'il n'y a pas de retour d'information dans la salle de contrôle, le port d'entrée du codeur de l'EFV ou l'optocoupleur peuvent être endommagés.

Note critique : L'électricité statique et une mauvaise mise à la terre du blindage peuvent facilement brûler les ports de l'encodeur, ce qui exige une grande prudence pendant l'hiver.

Défauts du moteur ou du câble

• La perte de phase, les courts-circuits entre phases ou un mauvais contact entre les bornes des enroulements du moteur peuvent déclencher une protection contre les surintensités pendant le démarrage ;
• L'écrasement du câble, les courts-circuits à la terre ou une mauvaise mise à la terre du blindage peuvent également être à l'origine d'anomalies de démarrage ;
• Utilisez un mégohmmètre pour tester la résistance de l'isolation et inspectez les boîtes à bornes pour vérifier qu'il n'y a pas d'humidité ou de carbonisation.

Problèmes liés à l'EFV du compresseur d'air lui-même

Un “cliquetis” est souvent lié au fonctionnement du circuit de précharge ou du limiteur de courant :

• Le vieillissement des condensateurs du bus CC peut provoquer de graves fluctuations de tension lors du démarrage ;
• Le vieillissement des circuits de détection de tension ou des cartes maîtresses peut entraîner l'enclenchement répété des relais ;
• Recommandations :
  • Vérifier la capacité et l'ESR du condensateur du bus DC ;
  • Observer les formes d'onde de la variation de la tension du bus ;
  • Vérifier le bon fonctionnement des contacts du relais de précharge et de l'unité de limitation de courant.

Ces problèmes représentent généralement des défaillances dues au vieillissement après un fonctionnement prolongé de l'EFV du compresseur d'air.

Réglages incorrects des paramètres de l'EFV du compresseur d'air

Ces défauts sont souvent liés à la commande du moteur PM :

• Si un moteur synchrone à aimant permanent est configuré par erreur comme un moteur asynchrone, ou si des paramètres incorrects sont saisis sur la plaque signalétique du moteur, le variateur ne peut pas effectuer l'autotest vectoriel ;
• Un temps d'accélération trop court ou un couple de démarrage déraisonnable peuvent provoquer une surintensité ou un blocage au démarrage ;
• Il est recommandé de réexécuter l'autocalibrage (moteur PM), en vérifiant les paramètres du moteur, la courbe de couple et le mode de contrôle vectoriel ;
• Pour les systèmes équipés de codeurs absolus ou incrémentaux, étalonner la direction et le point zéro du codeur.

Approche du dépannage (liste de contrôle du dépannage de l'EFV)

Pour identifier efficacement les problèmes, suivez cette méthode d'élimination :

• 1. débrancher le moteur d'origine et brancher un moteur d'essai en bon état :
  • Si le fonctionnement est normal, le problème se situe au niveau du moteur d'origine ou de son câble/encodeur ;
  • Si l'anomalie persiste, le problème peut provenir de l'entraînement à fréquence variable ou du circuit de commande.
• 2. si le VFD passe l'autotest, étendre progressivement le champ de la recherche de pannes (câble → codeur → moteur → port VFD).
• 3. utiliser un oscilloscope pour enregistrer des points clés (signaux de l'encodeur, tension du bus, état de déclenchement des E/S) afin d'aider à diagnostiquer le comportement transitoire.

Logique de base pour le diagnostic des défaillances de l'entraînement à fréquence variable des compresseurs d'air

Globalement, lorsqu'un VFD de compresseur d'air redémarre automatiquement à une fréquence proche de 5 Hz, la cause première la plus probable est une erreur de rétroaction de l'encodeur du VFD.
En outre, il faut être attentif aux problèmes de circuit de précharge causés par le vieillissement des condensateurs du bus CC et aux actions de protection déclenchées par des réglages incorrects des paramètres du moteur PM.

Principes clés du diagnostic sur site :

• Faire rapidement la distinction entre les “problèmes internes de la VFD” et les “facteurs externes” ;
• Utiliser efficacement les méthodes d'élimination et les outils d'oscilloscope ;
• Validez systématiquement le codeur, la carte principale et le moteur en suivant les procédures recommandées par le fabricant.

La maîtrise de ces principes fondamentaux améliore considérablement l'efficacité des ingénieurs de terrain dans l'analyse et la maintenance des systèmes VFD des compresseurs d'air.