Κοινά προβλήματα με τα VFD και πώς να τα αντιμετωπίσετε

Οι μεταβλητές μονάδες συχνότητας (VFDs) έχουν γίνει βασικά στοιχεία στη σύγχρονη βιομηχανική αυτοματοποίηση. Αυτές οι συσκευές συμβάλλουν στον έλεγχο της ταχύτητας και της ροπής των ηλεκτρικών κινητήρων, οδηγώντας σε εξοικονόμηση ενέργειας, ομαλότερες λειτουργίες και μειωμένο κόστος συντήρησης. Ωστόσο, όπως και κάθε κομμάτι εξελιγμένων μηχανημάτων, τα VFD είναι ευαίσθητα σε θέματα που μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση και την αποτελεσματικότητά τους. Όταν η δυσλειτουργία του VFDS ή δεν εκτελεί όπως αναμένεται, μπορεί να διαταράξει τις διαδικασίες παραγωγής, να μειώσει την παραγωγικότητα και να επιβαρυνθεί περιττό χρόνο διακοπής.

Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε μερικά από τα πιο συνηθισμένα προβλήματα που μπορεί να προκύψουν με VFD, γιατί συμβαίνουν και πώς μπορείτε να τα αντιμετωπίσετε αποτελεσματικά. Είτε πρόκειται για θέματα που σχετίζονται με ηλεκτρικά σφάλματα, σφάλματα επικοινωνίας ή μηχανικά προβλήματα, αυτός ο οδηγός θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε τις ρίζες και να παρέχετε λύσεις για να επιστρέψετε το σύστημα VFD σας σε πλήρη λειτουργικότητα.

Κατανόηση VFDs: Πώς λειτουργούν

Πριν από την κατάδυση στη διαδικασία αντιμετώπισης προβλημάτων, είναι σημαντικό να έχουμε μια βασική κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του VFDS. Μια μεταβλητή κίνηση συχνότητας ελέγχει την ταχύτητα ενός ηλεκτρικού κινητήρα ρυθμίζοντας τη συχνότητα και την τάση της παρεχόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Τα VFDs μπορούν επίσης να ρυθμίσουν τη ροπή και την επιτάχυνση των κινητήρων, καθιστώντας τους ένα κρίσιμο συστατικό στις διαδικασίες βιομηχανικής αυτοματοποίησης.

Ένα τυπικό VFD αποτελείται από τρία κύρια συστατικά:

• Ανορθωτής : Μετατρέπει την εισερχόμενη ισχύ AC σε DC.

• DC Bus : Φίλτρα και εξομαλύνει την ισχύ DC για σταθερή χρήση.

• Inverter : Μετατρέπει την ισχύ DC πίσω στο AC με μεταβλητή συχνότητα για τον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα.

Παρόλο που τα VFDs είναι ισχυρές συσκευές, η πολυπλοκότητά τους τους καθιστά επιρρεπείς σε ορισμένα ζητήματα. Παρακάτω παρατίθενται μερικά από τα κοινά προβλήματα που σχετίζονται με τα VFD, μαζί με τις οδηγίες σχετικά με τον τρόπο αντιμετώπισης των προβλημάτων τους.

1.

Πρόβλημα : Η υπερθέρμανση είναι ένα από τα πιο κοινά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι VFD. Η υπερβολική θερμότητα μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένη απόδοση, αποτυχία πρόωρης συνιστώσας και διακοπή λειτουργίας του συστήματος.

Αιτία : μπορεί να συμβεί υπερθέρμανση λόγω πολλών παραγόντων:

• Κακός εξαερισμός γύρω από το VFD.

• Υπερφόρτωση του κινητήρα ή τρέχει πέρα ​​από την ικανότητά του.

• Υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος στην περιοχή όπου εγκαθίσταται το VFD.

• Εσωτερική αποτυχία ανεμιστήρα ψύξης.

• Συνεχής λειτουργία του VFD σε υψηλές συχνότητες χωρίς διαλείμματα.

Βήματα αντιμετώπισης προβλημάτων :

• Ελέγξτε τον εξαερισμό : Βεβαιωθείτε ότι το VFD είναι εγκατεστημένο σε μια θέση με τη σωστή ροή αέρα. Εάν το VFD στεγάζεται σε έναν πίνακα ελέγχου ή σε κλειστό υπουργικό συμβούλιο, βεβαιωθείτε ότι υπάρχουν επαρκείς ανεμιστήρες ή αεραγωγοί για να κρατήσετε τη θερμοκρασία κάτω.

• Επαληθεύστε το φορτίο κινητήρα : Ελέγξτε ότι ο κινητήρας δεν είναι υπερφορτωμένος. Βεβαιωθείτε ότι το VFD έχει σωστό μέγεθος για τον κινητήρα και ότι οι απαιτήσεις φορτίου της εφαρμογής δεν υπερβαίνουν την χωρητικότητα του κινητήρα.

• Επιθεωρήστε τους ανεμιστήρες ψύξης : Τα περισσότερα VFD είναι εξοπλισμένα με ανεμιστήρες ψύξης για να αποτρέψουν την υπερθέρμανση. Επιθεωρήστε τους ανεμιστήρες για την κατάλληλη λειτουργία και καθαρίστε οποιαδήποτε σκόνη ή συντρίμμια που μπορεί να εμποδίζουν τη ροή αέρα.

• Μετρήστε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος : Τα VFDs έχουν βέλτιστη περιοχή θερμοκρασίας. Εάν το περιβάλλον είναι πολύ ζεστό, σκεφτείτε τη μετεγκατάσταση του VFD ή την παροχή πρόσθετης ψύξης όπως ο κλιματισμός ή ο αερισμός.

• Μειώστε τους κύκλους λειτουργίας : Εάν το VFD λειτουργεί συνεχώς σε υψηλές συχνότητες, προσπαθήστε να εφαρμόσετε κύκλους λειτουργίας ή να παρέχετε διαλείμματα σε λειτουργία για να επιτρέψετε στο σύστημα να κρυώσει.

2. Υπερπροσώπηση ή υποβάθμιση

Πρόβλημα : Τα VFD είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στις διακυμάνσεις της τάσης. Η υπερεκτίμηση των συνθηκών ή των υποβαθμισμένων συνθηκών μπορεί να προκαλέσει τη διακοπή ή τη δυσλειτουργία του δίσκου, οδηγώντας σε λειτουργικές καθυστερήσεις.

Αιτία : Τα προβλήματα τάσης μπορούν να προέρχονται από:

• Διακυμάνσεις τροφοδοσίας.

• Ηλεκτρικές υπερτάσεις ή SAGS στο σύστημα.

• Κακές συνδέσεις καλωδίωσης.

• Εσφαλμένος προγραμματισμός ή ρυθμίσεις VFD.

Βήματα αντιμετώπισης προβλημάτων :

• Ελέγξτε την τάση εισόδου : Χρησιμοποιήστε ένα βολτόμετρο για να μετρήσετε την εισερχόμενη τάση. Βεβαιωθείτε ότι η τάση εμπίπτει στο αποδεκτό εύρος που καθορίζεται από τον κατασκευαστή VFD.

• Επιθεωρήστε τα ηλεκτρικά σφάλματα : Αναζητήστε τυχόν βραχυκυκλώματα, σφάλματα εδάφους ή χαλαρές συνδέσεις στην ηλεκτρική παροχή. Η χαλαρή ή κατεστραμμένη καλωδίωση μπορεί να οδηγήσει σε ανισορροπίες τάσης που μπορούν να προκαλέσουν υπερβολική άποψη ή συνθήκες υποτιμίας.

• Επαληθεύστε τις ρυθμίσεις : Ελέγξτε τις παραμέτρους του VFD για να βεβαιωθείτε ότι οι ρυθμίσεις τάσης έχουν ρυθμιστεί σωστά. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το VFD μπορεί να ρυθμιστεί σε τάση που είναι πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή για τον κινητήρα ή την τροφοδοσία ρεύματος.

3. Ο κινητήρας δεν ξεκινά ή εκτελείται ακανόνιστα

Πρόβλημα : Εάν ο κινητήρας αποτύχει να ξεκινήσει ή να τρέχει διαλείπουσα ή ακανόνιστα, υποδεικνύει ότι κάτι δεν πάει καλά με το VFD ή τον κινητήρα.

Αιτία : Πιθανές αιτίες για αυτό το πρόβλημα περιλαμβάνουν:

• Εσφαλμένη καλωδίωση κινητήρα.

• Ελαττωματική έξοδος VFD.

• Κακή κινητήρια μόνωση.

• Ανεπαρκής παροχή ρεύματος στο VFD.

• Ζητήματα κυκλώματος ελέγχου.

Βήματα αντιμετώπισης προβλημάτων :

• Ελέγξτε τις συνδέσεις του κινητήρα : Βεβαιωθείτε ότι η καλωδίωση του κινητήρα είναι σωστά συνδεδεμένη στο VFD σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Η εσφαλμένη καλωδίωση μπορεί να εμποδίσει τον κινητήρα να ξεκινήσει ή να προκαλέσει την εκτέλεση ακανόνιστου.

• Εξετάστε την έξοδο VFD : Χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε την έξοδο του VFD στον κινητήρα. Εάν η τάση είναι ασταθής ή πολύ χαμηλή, το VFD μπορεί να είναι ελαττωματικό.

• Ελέγξτε τη μόνωση του κινητήρα : Επιθεωρήστε τον κινητήρα για βλάβη μόνωσης, καθώς η κακή μόνωση μπορεί να οδηγήσει σε βραχυκυκλώματα ή ζητήματα γείωσης που επηρεάζουν την απόδοση του κινητήρα.

• Εξασφαλίστε τη σταθερή παροχή ρεύματος : Βεβαιωθείτε ότι το VFD λαμβάνει ένα σταθερό τροφοδοτικό. Οι διακυμάνσεις της τάσης ή η ανεπαρκής ισχύς μπορούν να εμποδίσουν τον κινητήρα να ξεκινήσει ή να προκαλέσει ακανόνιστη συμπεριφορά.

• Έλεγχος κυκλώματος ελέγχου : Επιθεωρήστε οποιοδήποτε κύκλωμα ελέγχου ή αισθητήρες που μπορεί να επηρεάζουν τη λειτουργία του κινητήρα. Οι ελαττωματικοί ρελέ ή διακόπτες μπορούν να διαταράξουν τη λειτουργία του κινητήρα.

4. Ελατιστές κωδικούς επικοινωνίας ή σφάλματος

Πρόβλημα : Τα ζητήματα επικοινωνίας μεταξύ του VFD και άλλων τμημάτων του συστήματος αυτοματισμού μπορούν να οδηγήσουν σε κωδικούς σφάλματος ή δυσλειτουργίες. Το πρόβλημα αυτό μπορεί να παρουσιαστεί ως αποτυχίες επικοινωνίας με PLCs (προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές) ή HMIS (διεπαφές ανθρώπινης μηχανής).

Αιτία : Οι πιθανές αιτίες των ζητημάτων επικοινωνίας περιλαμβάνουν:

• Λανθασμένες ρυθμίσεις επικοινωνίας.

• Ελαττωματικές συνδέσεις καλωδίωσης ή καλωδίων.

• Θόρυβος ή παρεμβολές στη γραμμή επικοινωνίας.

• Ασυμβίβαστα πρωτόκολλα επικοινωνίας.

• Λογισμικό ή δυσλειτουργίες υλικολογισμικού.

Βήματα αντιμετώπισης προβλημάτων :

• Επαληθεύστε τις ρυθμίσεις επικοινωνίας : Ελέγξτε τις παραμέτρους επικοινωνίας τόσο στο VFD όσο και στο συνδεδεμένο σύστημα (PLC, HMI, κλπ.). Βεβαιωθείτε ότι οι ρυθμίσεις όπως το ποσοστό baud, τα bits δεδομένων και η αντιστοιχία ισοτιμίας.

• Επιθεωρήστε την καλωδίωση και τις συνδέσεις : αναζητήστε χαλαρά ή κατεστραμμένα καλώδια που μπορεί να προκαλούν διακοπές επικοινωνίας. Βεβαιωθείτε ότι όλες οι συνδέσεις είναι ασφαλείς και σωστά θωρακισμένες για να αποφευχθεί η παρεμβολή θορύβου.

• Δοκιμή θορύβου ή παρεμβολής : Η ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή (EMI) μπορεί να διαταράξει τα σήματα επικοινωνίας. Εάν υπάρχει υποψία παρεμβολής, σκεφτείτε να επαναφέρετε τα καλώδια, χρησιμοποιώντας καλώδια στριμμένα ζεύγη ή προσθέτοντας φίλτρα για τη μείωση του θορύβου.

• Ελέγξτε τα πρωτόκολλα : Βεβαιωθείτε ότι το πρωτόκολλο επικοινωνίας που χρησιμοποιείται από το VFD είναι συμβατό με την PLC ή άλλους ελεγκτές του συστήματος.

• Επαναφέρετε το σύστημα : Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα σφάλματα επικοινωνίας προκαλούνται από προσωρινά προβλήματα ή προβλήματα λογισμικού. Επαναφέρετε το VFD, PLC ή HMI για να δείτε αν αυτό επιλύει το πρόβλημα.

5. Συναγερμοί και κωδικοί σφάλματος

Πρόβλημα : Οι VFDs εμφανίζουν συχνά συναγερμούς ή κωδικούς σφάλματος όταν κάτι πάει στραβά. Αυτοί οι συναγερμοί μπορούν να κυμαίνονται από την προστασία υπερφόρτωσης έως τις αποτυχίες του υλικού και η κατανόηση του τι σημαίνει κάθε κώδικα είναι απαραίτητη για την αντιμετώπιση προβλημάτων.

Αιτία : Οι συναγερμοί και οι κωδικοί σφάλματος μπορούν να ενεργοποιηθούν από:

• Υπερφόρτωσης κινητήρα.

• Βραχυκύκλωμα ή ανοιχτά κυκλώματα.

• Ελαττωματικούς αισθητήρες ή εξαρτήματα.

• Ανεπαρκής παροχή ρεύματος ή συνθήκες υπέρτασης.

• Λανθασμένες ρυθμίσεις VFD.

Βήματα αντιμετώπισης προβλημάτων :

• Συμβουλευτείτε το εγχειρίδιο VFD : Ανατρέξτε στο εγχειρίδιο χρήσης του VFD για να καταλάβετε τι σημαίνει κάθε κωδικός συναγερμού ή σφάλματος. Διαφορετικοί κατασκευαστές μπορούν να χρησιμοποιούν διαφορετικούς κωδικούς, οπότε είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν το ακριβές ζήτημα.

• Ελέγξτε τις συνθήκες υπερφόρτωσης : Εάν ο κινητήρας είναι υπερφορτωμένος, το VFD μπορεί να ενεργοποιήσει ένα συναγερμό. Επιθεωρήστε το φορτίο του κινητήρα και μειώστε το εάν είναι απαραίτητο. Βεβαιωθείτε ότι οι προδιαγραφές του κινητήρα ευθυγραμμίζονται με την εφαρμογή.

• Ελέγξτε για βραχυκύκλωμα ή ανοιχτά κυκλώματα : Χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να ελέγξετε τις συνδέσεις εξόδου του VFD και να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν βραχυκύκλωμα ή ανοιχτά κυκλώματα στην καλωδίωση.

• Επαληθεύστε τη λειτουργικότητα των αισθητήρων : Οι κωδικοί σφάλματος μπορούν να ενεργοποιηθούν από δυσλειτουργικούς αισθητήρες ή συσκευές ανάδρασης. Δοκιμάστε όλους τους αισθητήρες, τις οθόνες θερμοκρασίας και άλλα συνδεδεμένα εξαρτήματα για σωστή λειτουργία.

6. Απροσδόκητοι τερματισμοί

Πρόβλημα : Τα VFDs ενδέχεται να κλείσουν απροσδόκητα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, προκαλώντας διακοπή και χρόνο διακοπής. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω πολλών λόγων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών σφαλμάτων, των θερμικών υπερφόρτωσης ή των ταξιδιών ασφαλείας.

Αιτία : Οι πιο συνηθισμένες αιτίες απροσδόκητων διακοπών είναι:

• Υπερθέρμανση ή θερμική υπερφόρτωση.

• Ηλεκτρικά σφάλματα ή εσφαλμένη καλωδίωση.

• Λανθασμένες ρυθμίσεις παραμέτρων.

• Οι μηχανισμοί προστασίας της ασφάλειας, όπως η προστασία υπερέντασης ή υπερνικά, ενεργοποιούνται.

Βήματα αντιμετώπισης προβλημάτων :

• Ελέγξτε για υπερθέρμανση : Βεβαιωθείτε ότι το VFD και ο κινητήρας δεν λειτουργούν σε ένα περιβάλλον που είναι πολύ ζεστό. Επιθεωρήστε το σύστημα ψύξης και βελτιώστε τον εξαερισμό εάν χρειαστεί.

• Επιθεωρήστε τις ηλεκτρικές συνδέσεις : Βεβαιωθείτε ότι όλες οι ηλεκτρικές συνδέσεις είναι ασφαλείς και ότι η εισερχόμενη ισχύς είναι σταθερή.

• Ρυθμίσεις και παραμέτρους αναθεώρησης : Ελέγξτε τις παραμέτρους και τις ρυθμίσεις στο VFD για να βεβαιωθείτε ότι έχουν ρυθμιστεί σωστά για τον κινητήρα και την εφαρμογή.

• Ελέγξτε τις ρυθμίσεις ασφαλείας : Ορισμένα VFDs προγραμματίζονται με προστατευτικά χαρακτηριστικά όπως προστασία υπερέκρασης, υποβάθμισης, ή προστασία υπερνυσμάτων. Ελέγξτε αυτές τις ρυθμίσεις για να δείτε αν είναι πολύ ευαίσθητες για την εφαρμογή σας και προσαρμόστε όπως είναι απαραίτητο.