Guasto di sovracorrente e vibrazioni del motore senza guasti visibili
Introduzione - Diagnosi di un caso reale di guasto da sovracorrente del VFD con vibrazioni del motore
Ciao a tutti. Oggi vorrei condividere con voi un mondo reale Risoluzione dei problemi del sistema di azionamenti VFD caso che molti ingegneri potrebbero incontrare in loco.
Ecco cosa è successo:
A Azionamenti VFD Il sistema ha funzionato perfettamente quando è stato collegato al motore #1, ma quando è stato collegato al motore #2, che è esattamente lo stesso modello, ha causato vibrazioni del motore e allarmi di sovracorrente.
Il cliente ha eseguito un test incrociato completo e ha ottenuto questi risultati:
- VFD #1 + Motore #1: Normale
- VFD #1 + motore #2: normale
- VFD #2 + Motore #1: Normale
- VFD #2 + Motore #2: Vibrazione + Allarme sovracorrente
Il cliente era perplesso: “I dispositivi e i parametri sono identici, quindi dov'è il problema?”.”
Perché la diagnosi tradizionale fallisce per la risoluzione dei problemi di sovracorrente dei VFD
I sintomi visivi possono essere fuorvianti nei guasti alle vibrazioni del motore
Il problema principale non sta nell'hardware, ma nella mentalità.
Il cliente stava ancora applicando la logica tradizionale della frequenza di linea per diagnosticare il problema. Nei sistemi di alimentazione di linea, è prassi comune scambiare i motori o i controllori per identificare i guasti attraverso il confronto. Questo funziona per i sistemi a tensione di rete, ma non per i sistemi di inverter.
Perché?
Perché ciò che sembra uguale per un essere umano non è uguale per il VFD.
Causa principale: l'assenza di autotuning porta a guasti da sovracorrente del VFD
Come i VFD apprendono la firma elettrica di ogni motore
Nelle procedure di messa in servizio corrette, prima che un sistema di azionamento VFD azioni un qualsiasi motore, deve eseguire un processo di autotuning statico (chiamato anche identificazione del motore). In questo modo il VFD apprende le caratteristiche elettriche esatte di quel motore.
Durante l'autoapprendimento, il VFD raccoglie parametri quali:
- Resistenza e induttanza dello statore
- Resistenza e induttanza del rotore
- Flusso di dispersione e curva di magnetizzazione
- Comportamento in saturazione magnetica
- Compensazione delle caratteristiche di commutazione dell'IGBT
- Dinamica del flusso e dell'EMF del rotore
Questi parametri sono fondamentali per l'erogazione del VFD:
- Controllo della velocità ad alta precisione
- Elevata coppia in uscita
- Risposta dinamica fluida
- Compensazione del flusso magnetico e inseguimento del modello del motore
Cosa succede quando si salta l'autoapprendimento nella messa in servizio dei VFD
Se questo passaggio viene saltato, il VFD cerca essenzialmente di controllare un motore che non “conosce”. Il risultato? Controllo impreciso, comportamento erratico della coppia e problemi quali vibrazioni del motore e guasti da sovracorrente del VFD.
Si tratta di una mancata corrispondenza del modello di motore ed è uno dei problemi nascosti più comuni.
Scenari comuni alla base degli allarmi improvvisi di guasto per sovracorrente dei VFD
Avviamento di grandi motori e motori non accordati
Per essere chiari, non tutti i sistemi si guastano se non si esegue l'autotuning.
Tuttavia, in base alla mia esperienza ventennale, quasi tutti i casi che coinvolgono:
- Vibrazioni all'avvio del VFD all'accensione
- Allarmi improvvisi di sovracorrente
- Ondulazione di coppia del VFD durante l'accelerazione o la decelerazione
... possono essere ricondotti alla mancanza o all'errata identificazione del motore.
Tende a verificarsi maggiormente in questi scenari:
- Messa in servizio del motore di grandi dimensioni dopo l'installazione
- Motore sostituito senza nuova messa a punto automatica
- Sistemi con elevate esigenze dinamiche (ad esempio, controllo della tensione, avvolgimento)
- Un motore azionato da più VFD in configurazioni di utilizzo incrociato
Sistemi multi-VFD che condividono lo stesso motore
Soprattutto nei sistemi in cui un singolo motore viene abbinato a più VFD in momenti diversi o tramite configurazioni di condivisione del carico, la mancata autotaratura di ciascun VFD con la firma del motore può portare a conflitti di controllo e a profili di flusso non corrispondenti.
Il modo corretto per prevenire le vibrazioni del motore e i guasti da sovracorrente del VFD
Passi corretti per l'autotuning statico nell'impostazione del VFD
Per risolvere e prevenire questo problema, seguite la sequenza consigliata:
- Ripristino delle impostazioni di fabbrica del VFD
- Inserire i parametri di base della targa dati del motore
- Esecuzione dell'autotuning statico / identificazione del motore
- Memorizzare i parametri appresi e consentire al sistema di azionamento VFD di controllare utilizzando il modello del motore aggiornato.
Nella maggior parte dei casi, questo eliminerà completamente le vibrazioni del motore e i guasti da sovracorrente del VFD e migliorerà significativamente la fluidità e la reattività del motore.
Conclusione - L'autotuning è la chiave per evitare i guasti da sovracorrente dei VFD
Per i tecnici VFD esperti, questa è una pratica di base. Ma per i tecnici che provengono da un background di potenza di linea, o per i giovani ingegneri che si avvicinano per la prima volta al mondo dei VFD, questa è una pratica di base. Sistemi di azionamento VFD, Questo potrebbe non essere ovvio.
Ecco la regola d'oro:
Non giudicate mai un motore solo dalla sua targhetta. Ogni motore ha un'impronta elettrica unica.
Come non esistono due foglie identiche al mondo, così non esistono due motori, anche dello stesso modello, che si assomiglino per curve di flusso, induttanza, resistenza o comportamento dinamico.
Ed è proprio per questo che i VFD si basano su una modellazione specifica del motore per funzionare correttamente.
Conclusione
La conclusione di questo caso è semplice e chiara:
L'autotuning non è stato eseguito.
Quando si installa o si mette in funzione un motore, anche se sembra identico a un altro, è necessario eseguire sempre l'identificazione del motore. Questa operazione può far risparmiare ore di fermo macchina, diagnosi errate e guasti ricorrenti.
Aggiungetelo alla lista di controllo per la messa in servizio dei VFD: vi ringrazierete in seguito.
