Typowe usterki falowników
Falownik jest jednym z najważniejszych elementów układu napędowego automatyki przemysłowej. Odpowiada za sterowanie pracą silnika, dlatego jego awaria może bezpośrednio wpływać na działanie całej maszyny. Nie każda usterka oznacza jednak uszkodzenie samego falownika — przyczyną problemu może być również silnik, instalacja elektryczna, obciążenie lub sygnały sterujące.
Najczęściej występujące usterki falowników
Do typowych problemów spotykanych podczas eksploatacji falowników należą:
- falownik nie uruchamia silnika,
- falownik wyłącza się podczas pracy,
- falownik wybija zabezpieczenia,
- pojawia się błąd przeciążenia,
- występuje przepięcie lub zbyt niskie napięcie DC BUS,
- falownik przegrzewa się,
- na wyjściu nie pojawia się napięcie,
- silnik pracuje niestabilnie,
- falownik zgłasza błąd zwarcia,
- występują problemy z komunikacją,
- urządzenie nie uruchamia się po podaniu zasilania,
- panel operatorski nie wyświetla informacji lub nie reaguje na polecenia.
Falownik nie uruchamia silnika
Brak uruchomienia silnika nie musi oznaczać awarii falownika. W pierwszej kolejności należy sprawdzić obecność napięcia zasilającego, konfigurację parametrów, sygnały START/STOP oraz sposób zadawania częstotliwości.
Przyczyną może być również aktywny alarm, blokada programowa, uszkodzenie wejścia sterującego lub problem z samym silnikiem.
Falownik wyłącza się podczas pracy
Samoczynne zatrzymanie napędu może być spowodowane przeciążeniem, przegrzaniem, zanikiem fazy, nieprawidłowym napięciem zasilającym lub wystąpieniem jednego z zabezpieczeń falownika.
Istotne jest odczytanie kodu błędu oraz określenie, w jakich warunkach następuje zatrzymanie. Awaria pojawiająca się podczas rozruchu może mieć zupełnie inną przyczynę niż błąd występujący po kilkudziesięciu minutach pracy.
Błędy przeciążenia
Przeciążenie może pojawić się podczas rozruchu lub w trakcie normalnej pracy. Przyczyną może być zbyt duże obciążenie mechaniczne, niewłaściwie dobrane parametry silnika, zbyt krótki czas przyspieszania lub problem z samym silnikiem.
Dlatego diagnostyka powinna obejmować zarówno falownik, jak i cały układ napędowy.
Przepięcie DC BUS
Nadmierne napięcie w obwodzie pośrednim DC jest częstą przyczyną zatrzymania falownika. Problem może wystąpić między innymi podczas gwałtownego hamowania silnika lub przy nieprawidłowo dobranych parametrach hamowania.
W diagnostyce należy sprawdzić między innymi napięcie magistrali DC, układ hamowania oraz stan elementów odpowiedzialnych za odprowadzanie energii.
Przegrzewanie falownika
Wysoka temperatura może prowadzić do ograniczenia mocy, występowania alarmów, a w konsekwencji do wyłączenia urządzenia.
Do najczęstszych przyczyn należą:
- zabrudzony radiator,
- niesprawny wentylator,
- niewłaściwe warunki chłodzenia,
- zbyt wysoka temperatura otoczenia,
- przeciążenie napędu,
- zużyte elementy układu chłodzenia.
Brak napięcia na wyjściu
Brak napięcia na wyjściu falownika może być związany zarówno z konfiguracją urządzenia, jak i uszkodzeniem jego stopnia mocy.
Podczas diagnostyki należy sprawdzić stan wejść sterujących, parametry pracy, obecność alarmów oraz układ wyjściowy falownika. Szczególną uwagę należy zwrócić na moduły IGBT, które należą do najbardziej obciążonych elementów elektroniki mocy.
Uszkodzenie modułu IGBT
Moduł IGBT pełni kluczową funkcję w stopniu mocy falownika. Jego uszkodzenie może prowadzić do zwarcia, wybijania zabezpieczeń, błędów stopnia wyjściowego lub całkowitego braku możliwości uruchomienia urządzenia.
Sama wymiana modułu IGBT nie zawsze rozwiązuje problem. Konieczne jest również sprawdzenie układu sterowania bramek, zasilania driverów oraz elementów zabezpieczających.
Problemy z komunikacją
Falownik może być sprawny elektrycznie, ale nie komunikować się prawidłowo ze sterownikiem PLC, panelem HMI lub innym urządzeniem nadrzędnym.
Przyczyną może być:
- uszkodzenie interfejsu komunikacyjnego,
- nieprawidłowa konfiguracja parametrów,
- błędne adresowanie,
- uszkodzenie przewodu komunikacyjnego,
- zakłócenia elektromagnetyczne,
- uszkodzenie elektroniki komunikacyjnej.
Jak prawidłowo diagnozować falownik?
Skuteczna diagnostyka powinna rozpocząć się od zebrania informacji o objawach awarii. Warto zapisać kod błędu, warunki, w których wystąpił problem, oraz informacje dotyczące sposobu pracy maszyny.
Następnie należy przeprowadzić kontrolę zasilania, instalacji, sygnałów sterujących oraz samego falownika. W przypadku urządzeń uszkodzonych elektronicznie konieczne może być wykonanie szczegółowej diagnostyki poszczególnych obwodów.
Podsumowanie
Typowa usterka falownika nie zawsze oznacza konieczność jego wymiany. Prawidłowa diagnostyka pozwala określić rzeczywistą przyczynę problemu i zdecydować, czy wystarczy korekta parametrów, naprawa instalacji, czy konieczna jest naprawa elektroniki falownika.
Jeżeli falownik został uszkodzony, warto przed wysłaniem urządzenia do serwisu zebrać informacje o występującym błędzie oraz warunkach jego pojawienia się. Ułatwia to diagnostykę i pozwala szybciej określić zakres naprawy.