Principais Falhas e Defeitos em Inversores e Conversores de Frequência

Inversores de frequência são ferramentas poderosas e hoje em dia indispensáveis em diversos processos industriais sejam empresas do ramo têxtil, metalurgia, alimentícia ou automobilística. Este artigo demonstra diagnósticos para resolver problemas de desempenho do inversor de frequência e solucionar problemas de processos relacionados. Uma compreensão de como o inversor de frequência interage com o processo pode ajudá-lo a melhorar a produção e a qualidade final do produto.

Os conversores de frequência não são a prova de falhas, às vezes precisam ser reparados ou substituídos. O conversor de frequência é frequentemente o primeiro indicador de uma alteração de processo ou problema de aplicação.

Muitos conversores de frequência utilizam como IHM (Interface Homem-Máquina) um display LCD, LED de Status, ou também através de sua porta de comunicação enviando dados para um CLP (Controle Lógico Programável) ou a um computador remoto. Um problema com a interação entre o conversor de frequência e controles externos pode afetar diretamente um processo influenciando na qualidade do produto. Discutir o processo e a sintomática do defeito em um inversor de frequência com os operadores da máquina muitas vezes pode ajudar a determinar a área do problema.

Se os controles externos estiverem funcionando corretamente, utilize funções disponíveis no próprio conversor de frequência para identificar problemas frequentes. Se o indicador de estado do visor não está funcionando, verifique a alimentação de corrente alternada da rede. Se ainda assim o conversor continua “apagado” verifique outras possíveis fontes de alimentação de lógica se existir como 5v, 12v ou 24v.

Se o inversor de frequência ligar, mas não for possível iniciar ou partir o motor corretamente, verifique se o visor de status de diagnóstico indica uma falha. O manual de instruções do inversor de frequência deve ter uma descrição das falhas e etapas de solução de problemas.

Use diagnósticos ou um controle de teclado para monitorar variáveis como tensão de entrada, barramento de tensão DC, freqüência de saída atual e programada, tensão de saída para o motor, corrente do conversor e status de portas de entrada e saída. Estes parâmetros são exibidos na maioria dos conversores de frequência comuns. O status de E / S usa bits para monitorar as condições de partida necessárias para garantir que elas estejam habilitadas e para determinar o que pode estar inibindo o início. O status de controle indica a fonte da referência de velocidade e pode ser usado para verificar sinais de velocidade ou direção de entrada.

Falha de barramento de tensão DC alto (Sobretensão)

Barramento DC alto é uma falha comum causada por fatores externos. Um pico de tensão instantâneo na linha de corrente alternada ou uma carga regenerativa na rede criada pela inércia da máquina pode causar uma falha de barramento alta. Quando esta situação ocorre, o conversor de frequência se protege desligando os transistores (IGBTs) e informando o erro através de seu IHM ou através de um código.

Se for indicada uma falha de barramento elevada, certifique-se de que não há oscilação na rede de alimentação CA de que o tempo de desaceleração é ajustado para corresponder à capacidade da carga. Se o processo requer uma desaceleração rápida, pode ser adicionada uma travagem dinâmica ou um circuito regenerativo de controle da potência.

Falha de sobrecorrente

Outra falha comum é sobrecorrente. Verifique inicialmente todas as conexões de alimentação para garantir que elas estejam conectadas corretamente. Conexões soltas ou condutores quebrados frequentemente são culpados quando ocorrem problemas de sobrecorrente e controle. Conexões de alimentação soltas causam sobretensão e condições de sobrecorrente, fusíveis queimados e danos no conversor de freqüência. A fiação de controle solta provoca um desempenho errático do inversor de freqüência, resultando em flutuações de velocidade imprevisíveis ou na incapacidade de controlar o conversor de freqüência.

Use um recurso de ajuste automático se tiver este recurso no conversor de freqüência. A função de autotuning em muitos inversores de freqüência permite que o inversor de frequência identifique o motor acoplado, permitindo que a informação do rotor seja usada nos algoritmos do processador para um controle de corrente mais preciso. O conversor de freqüência também pode compensar a corrente de fluxo, permitindo melhor controle da corrente de produção de torque.

O segundo passo é verificar a carga mecânica acoplada ao motor. Se estiver fora do dimensionamento do inversor ou do motor ou houver componentes defeituosos ou não concêntricos o que gera vibração e aumento da corrente, reparar ou substituir os componentes conforme necessário.

Finalmente, verifique a tensão de entrada e a taxa de aceleração. Se a tensão de entrada estiver muito baixa, ou a taxa de aceleração for ajustada muito rápido, é possível uma falha de sobrecorrente. Diminua a taxa de aceleração ou estabilize a tensão de entrada para corrigir esta falha.

Falha de contaminação

A contaminação é uma causa evitável de falha do conversor de frequência. Verifique o conversor de frequência quanto à contaminação de poeira, umidade ou outras partículas no ar que possam ser eletricamente condutoras. Se a contaminação for excessiva, o conversor de frequência deve ser isolado da fonte de contaminação mudando o ambiente ou fornecendo um gabinete ou compartimento apropriado NEMA-12.

As ventoinhas de arrefecimento interno e os dissipadores de calor do conversor de frequência também devem ser verificados quanto a contaminação. Ventiladores bloqueados forçam o conversor de freqüência a operar fora de sua especificação de temperatura, o que pode causar falha prematura como resultado de refrigeração inadequada. Verifique o ventilador quanto à gordura e outros contaminantes que podem causar a falha de rolamentos e outras partes do ventilador. Tanto o interior como o exterior do conversor de frequência, incluindo ventiladores, sopradores, filtros e barbatanas do dissipador de calor, devem ser limpos mensalmente para reduzir o risco de falha de contaminantes.

Falha de temperatura

O ambiente no qual o inversor de frequência deve operar deve estar dentro dos limites de temperatura especificados. Medir a temperatura dentro e fora do gabinete para garantir que ele está dentro das especificações ambientais determinado pelo fabricante. O não cumprimento das especificações de temperatura requeridas pode levar a uma falha prematura do conversor de frequência, pois vários componentes de energia dependem de um resfriamento adequado para o bom funcionamento.

Se a temperatura ambiente for demasiado elevada, deve ser adicionado um arrefecimento adicional à caixa ou o relé deve ser deslocado para uma área onde a temperatura ambiente esteja dentro da especificação. Baixa temperatura ambiente também pode causar problemas. Condensação pode formar e causar falha de componentes no conversor de frequência.

Operação errática

Se o conversor de frequência estiver funcionando erraticamente, mas uma falha não for indicada, fatores externos podem ser a causa, ou o próprio inversor de frequência pode ter falhado. Compreender as causas das falhas do conversor de frequência ajuda a determinar a causa raiz do problema, como por exemplo instabilidades no processo que forçam o conversor de freqüência para funcionar em condições adversas.

Inspecione visualmente o conversor de freqüência, analisando se há componentes queimados ou superaquecidos procurando sinais de descoloração ou rachaduras. Qualidade de energia é outro problema elétrico que pode afetar um conversor de freqüência. Uma mudança no equipamento utilitário ou surtos de energia inesperados, devido a tempestades elétricas ou sobrecargas do sistema, podem afetar o desempenho do conversor de freqüência. Outro fator que impede o bom funcionamento é a umidade relativa e a temperatura do ambiente que se encontra o inversor de frequência.

Outras falhas

Muitas falhas são causadas por uma má aplicação do conversor de frequência. Alterações do processo, como variações na carga ou na velocidade; Problemas de energia, como a troca de capacidade pela concessionária; Ou alterações nas condições ambientais de funcionamento não são imediatamente, mas poderiam ser um contribuinte importante para a falha do conversor de frequência. Avaliar a consistência e condição do processo ao tentar determinar a causa da falha.

O autor é Engenheiro Elétrico com especialização em Eletrônica Industrial e fundador da empresa Inverflex Manutenção Eletrônica Industrial.

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