Falha de sobrecorrente do VFD durante o funcionamento a velocidade constante: Resolução de problemas e soluções em profundidade

Hoje abordamos um desafio industrial persistente: Falha de sobrecorrente do VFD durante o funcionamento a velocidade constante.

Muitos perguntam-me como corrigir falhas de sobrecorrente de VFD, especialmente quando ocorrem durante o funcionamento a velocidade constante - um cenário particularmente complexo. Este problema envolve inúmeras variáveis, desde imprecisões do sensor a correntes de inrush ocultas. Com base em mais de três décadas de experiência em I&D e colocação em funcionamento de VFDs, dividi esta falha numa série aprofundada para o ajudar a compreender Resolução de problemas de VFD metodologias.

Nos manuais das séries EV510A ou EV200, esta falha é normalmente apresentada como FU04 (Sobrecorrente de velocidade constante). Quando o seu equipamento dispara subitamente durante o funcionamento normal devido a uma avaria de sobrecorrente do VFD a velocidade constante, siga imediatamente este procedimento de diagnóstico.

Diagnóstico inicial da falha de sobrecorrente do VFD Velocidade constante: Identificar a corrente verdadeira versus a falsa

Quando o VFD comunica um defeito de sobreintensidade a velocidade constante, o primeiro passo é verificar se a corrente é realmente excessiva.

Reinicie o equipamento e observe o valor da corrente apresentado no painel de controlo do VFD. Se o valor apresentado for elevado, utilize imediatamente uma pinça amperimétrica para medir a corrente de carga real da VFD para o motor. É necessário comparar a corrente apresentada pelo VFD com a corrente real.

Nota: A corrente medida pela pinça amperimétrica é tipicamente ligeiramente superior ao valor apresentado no ecrã do painel. Isto ocorre porque a pinça amperimétrica capta harmónicas e interferências, o que é normal. Concentramo-nos na consistência da magnitude.

Cenário 1: O painel mostra uma corrente elevada, mas a medição real é muito baixa

Se observar que o painel apresenta uma leitura de corrente extremamente elevada, mas a pinça amperimétrica mede uma corrente muito baixa (por exemplo, apenas um terço da corrente nominal), isso indica que o VFD está a “mentir”.”

Isto indica desvio ou falha no sensor interno de deteção de corrente do VFD ou no circuito de controlo. Para este tipo de falha de sobrecorrente do VFD a velocidade constante causada por erro de avaliação do hardware, não é necessário inspecionar o motor externo. Deve ser diagnosticada diretamente como uma falha de hardware do VFD, exigindo o contacto com o fabricante (por ex, Nanjing Oulu Electric) para reparação.

Resolução de problemas de desequilíbrio de tensão trifásica e circuito de acionamento

Se o painel apresentar valores elevados e as medições da corrente real também forem elevadas, isto indica que a avaria de sobrecorrente do VFD a velocidade constante é causada por uma sobrecarga genuína. Nesta altura, é necessário analisar melhor a situação de desequilíbrio da tensão trifásica.

Balanço de corrente trifásico

Se as correntes trifásicas forem muito elevadas, mas altamente equilibradas, isso indica que o próprio VFD está saudável.

Identificação da causa principal:

• Problemas de processo: Carga sobrecarregada ou parada.
• Problemas com o motor: Motor subdimensionado ou incompatível (consulte Guia de seleção EV510A).
• Resistência mecânica: Anomalias no mecanismo de transmissão.

Neste cenário, utilize o processo de eliminação para inspecionar o motor e a carga; o VFD não é a causa.

Desequilíbrio de corrente trifásica

Este é o foco principal na resolução de problemas de falhas de sobrecorrente do VFD a velocidade constante. Desligue os cabos do motor e meça diretamente a tensão de saída trifásica nos terminais da VFD com um multímetro.

1. a tensão de saída é equilibrada, mas a corrente de carga é desequilibrada

Isto é normalmente causado por “circuitos intermédios”. Verifique se está instalado um disjuntor ou um contactor CA entre o VFD e o motor.

Uma vez que o VFD emite ondas quadradas PWM de alta frequência em vez de ondas sinusoidais normais, os contactos do contactor são propensos a sobreaquecer e a formar uma película de óxido sob impulsos de alta frequência. Esta película de óxido cria uma resistência de alta frequência, conduzindo a um desequilíbrio da tensão trifásica e, subsequentemente, accionando o defeito de sobreintensidade do VFD a velocidade constante.

Dica de arrasar: Não utilize um multímetro para medir a resistência do contacto do contactor (não registará). Em vez disso, faça uma derivação direta do contactor e teste o sistema. Se a falha desaparecer, substitua imediatamente o contactor.

2. a tensão de saída permanece desequilibrada depois de desligar o motor

Isto indica um problema interno do VFD. Normalmente, não se trata de uma falha do IGBT (que normalmente acciona um alarme de curto-circuito), mas sim de uma falha do circuito de acionamento do IGBT.

Quando a tensão de acionamento de um dos seis canais diminui, aumenta a queda de tensão de condução do IGBT correspondente, provocando um desequilíbrio da tensão de saída. Isto constitui um defeito de hardware; enviar a unidade para reparação.

Sintomas de acoplamento defeituoso do codificador VFD

Se o equipamento apresentar vibrações descontínuas visíveis acompanhadas de sobreintensidade durante o funcionamento, concentre-se na inspeção destas duas áreas críticas - frequentemente os culpados ocultos por detrás das falhas de sobreintensidade do VFD a velocidade constante.

• Encravamento mecânico: A má lubrificação dos rolamentos ou o bloqueio mecânico podem causar cargas de impacto.
• Falha do codificador: Esta é uma experiência prática frequentemente omitida em muitos manuais especializados. Se o motor estiver equipado com um codificador, deve ser capaz de reconhecer os sintomas de um mau acoplamento do codificador VFD.

Lógica de avaria: Se o parafuso de ajuste do acoplamento estiver solto ou a ranhura da chaveta estiver gasta, o motor pode rodar enquanto o sinal de feedback cai momentaneamente (passos perdidos), causando um erro de feedback do codificador. Para accionamentos que suportam controlo vetorial em circuito fechado (FVC), como o EV510A, O sistema interpretará isto como velocidade insuficiente. O algoritmo PID produzirá então instantaneamente um enorme pico de corrente na tentativa de “alcançar” o objetivo de velocidade, accionando a falha de sobrecorrente do VFD a velocidade constante.

Corrente de sobretensão de microssegundos e reator de saída

Isto representa a condição de falha mais grave: o painel apresenta uma corrente muito baixa (por exemplo, apenas 50% da corrente nominal), mas o inversor reporta frequentemente “falha de sobrecorrente do VFD velocidade constante”.”

Mesmo utilizando uma pinça amperimétrica não será possível detetar anomalias, uma vez que se trata de uma corrente de pico ao nível de um microssegundo.

Análise da causa: Cabos excessivamente longos entre o VFD e o motor criam uma capacitância distribuída significativa (capacitância de acoplamento) entre as fases. Sob as tensões harmónicas PWM sobrepostas, isto forma picos de tensão que causam carga e descarga instantâneas da capacitância distribuída. Esta corrente de carga/descarga é extremamente curta, mas tem um pico extremamente elevado, accionando diretamente a proteção do hardware do VFD e provocando o alarme “VFD overcurrent fault constant speed”.

Solução:

• Reduzir a frequência portadora: Consulte a secção Manual do EV200 ou Manual do EV510A para o parâmetro P0-15. Reduza adequadamente a frequência portadora (por exemplo, de 8kHz para 4kHz ou inferior). Isto reduz eficazmente as tensões harmónicas e as correntes de fuga.
• Instalar um reator de saída: Adicionar um reator de saída na saída do VFD para suprimir as correntes de pico instantâneas, eliminando assim o alarme de velocidade constante de falha de sobrecorrente do VFD.

Conclusão

A resolução do problema da velocidade constante da falha de sobreintensidade do VFD envolve fundamentalmente uma batalha entre a ‘autenticidade da corrente’ e as ‘fontes de interferência’. Desde as mais simples medições com pinças amperimétricas até à identificação de sintomas de mau acoplamento do codificador do VFD, passando pela supressão invisível de correntes de pico, cada passo exige uma avaliação precisa.

No caso de problemas complexos resultantes de cabos longos ou de harmónicos elevados, a redução adequada da frequência portadora ou a adição de um reator de saída produz frequentemente resultados notáveis. Se necessitar de uma solução de acionamento mais estável e resistente a interferências durante a seleção ou substituição, recomendamos que consulte os manuais técnicos do nosso EV510A ou Série EV200. As suas caraterísticas de proteção incorporadas - tais como a limitação rápida da corrente e a proteção contra paragens por sobreintensidade - reduzem significativamente a ocorrência de tais falhas, assegurando um funcionamento contínuo e estável da linha de produção.