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May 31, 2023

Améliorer le dépannage des variateurs de fréquence

Les améliorations apportées à la technologie des entraînements à fréquence variable (VFD) ont entraîné une réduction des coûts, une fiabilité améliorée et une utilisation accrue. La plupart des systèmes VFD modernes disposent de diagnostics internes qui créent automatiquement

Les améliorations apportées à la technologie des entraînements à fréquence variable (VFD) ont entraîné une réduction des coûts, une fiabilité améliorée et une utilisation accrue. La plupart des systèmes VFD modernes disposent de diagnostics internes qui créent un arrêt automatique en cas de panne. Cependant, la cause de ces défauts peut parfois être difficile à localiser et à corriger. Cependant, les tests de moteurs hors tension et sous tension peuvent fournir des informations précieuses pour aider à identifier bon nombre de ces problèmes. Cet article explique comment intégrer ces techniques de test de moteur dans le dépannage du VFD.

Un VFD redresse l’alimentation triphasée en courant alternatif (AC) entrante pour créer un bus à courant continu (DC). Le bus CC utilise des condensateurs pour lisser le courant continu redressé en entrée de la section onduleur. Dans la section onduleur, le contrôleur utilise des microprocesseurs pour contrôler les commutateurs à semi-conducteurs qui convertissent la tension continue en une tension alternative triphasée variable et une entrée de fréquence vers le moteur.

En contrôlant la durée de déclenchement des semi-conducteurs (redresseur contrôlé par silicium [SCR] ou transistor bipolaire à grille isolée [IGBT]), la largeur des impulsions CC module le courant continu pour produire une tension d'entrée triphasée simulée avec une tension variable. et la fréquence. La fréquence de la tension d'entrée détermine la vitesse à laquelle le champ magnétique tourne autour du stator. La vitesse à laquelle le champ magnétique est appelée vitesse synchrone (SS).

En raison de la nature de la commutation du circuit inverseur, les VFD peuvent créer des problèmes de qualité de l'énergie (PQ) en introduisant des harmoniques dans le système électrique de l'usine. De plus, les VFD peuvent également être sensibles aux problèmes PQ entrants, provoquant leur arrêt. De nombreux VFD sont dotés d'une électronique interne qui indique la cause de l'arrêt. Ces codes communs attribuent la cause de la surtension, de la surintensité, de la surcharge, de la tension, du déséquilibre de courant, de la surchauffe ou des défauts externes. Ces informations sont importantes, mais la vraie question est la suivante : quelle est la cause de la panne ? La condition de défaut est-elle causée par le VFD ou ressentie par le VFD ?

Si le défaut est rencontré par le VFD, cela peut être le résultat d'une alimentation entrante, de problèmes de connexions, de l'un des nombreux problèmes de moteurs ou de défauts dans la machine entraînée ou dans le processus lui-même. Si le défaut est causé par le VFD, cela pourrait être le résultat d’une panne ou d’une défaillance de composants électroniques. Parmi les pannes courantes figurent les diodes dans la section redresseur, les condensateurs sur le bus CC ou la panne ou la panne d'un semi-conducteur dans la section onduleur.

L'analyse des circuits moteurs (MCA) est une technique de test de moteur qui injecte une série de signaux basse tension CA et CC à travers les enroulements du moteur pour évaluer minutieusement l'ensemble du système moteur lorsque le moteur est hors tension. Les tests de moteur MCA peuvent être effectués directement sur le moteur ou à distance depuis la sortie du VFD. Contrairement aux tests traditionnels de moteurs hors tension qui ne parviennent pas à identifier les problèmes de rotor ou le développement d'une rupture de l'isolation des enroulements, les tests MCA fournissent une indication précoce de l'apparition de défauts dans le système d'isolation des murs de terre et dans l'isolation entourant les conducteurs utilisés pour créer les bobines dans le stator ainsi que dans les conducteurs existants. ou développer des défauts dans la partie électrique des rotors.

MCA peut identifier les défauts dès les premiers stades, mais peut également confirmer rapidement que le moteur est « bon », ce qui peut éliminer le moteur comme cause du déclenchement du VFD. En effectuant le test de trois minutes à partir de la sortie du VFD, un « bon » résultat indique non seulement que le moteur est en bon état, mais également que tous les câbles et composants électriques associés dans le circuit testé sont également en bon état.

Cependant, si les résultats indiquent « mauvais », un test supplémentaire de trois minutes directement sur le moteur est effectué. Si le moteur teste « bien », cela signifie que le test a été effectué correctement et que le défaut réside dans le câblage ou le contrôleur. Si le moteur indique un défaut en développement, des tests MCA facultatifs sont disponibles pour déterminer si le défaut provient du circuit électrique du rotor ou du stator.