Melhore a solução de problemas do inversor de frequência variável

As melhorias na tecnologia de acionamento de frequência variável (VFD) resultaram em custos mais baixos, maior confiabilidade e maior uso. A maioria dos sistemas VFD modernos possui diagnósticos internos que criam desligamento automático em caso de falhas. No entanto, a causa dessas falhas às vezes pode ser difícil de localizar e corrigir. No entanto, testes de motores energizados e desenergizados podem fornecer informações valiosas para ajudar a identificar muitos desses problemas. Este artigo destaca como incorporar essas técnicas de teste de motor na solução de problemas do VFD.

Um VFD retifica a alimentação trifásica de entrada de corrente alternada (CA) para criar um barramento de corrente contínua (CC). O barramento CC usa capacitores para suavizar a CC retificada como entrada para a seção do inversor. Na seção do inversor, o controlador usa microprocessadores para controlar as chaves semicondutoras que convertem a tensão CC em uma tensão CA trifásica variável e entrada de frequência no motor.

Ao controlar a quantidade de tempo que os semicondutores (retificador controlado por silício [SCR] ou transistor bipolar de porta isolada [IGBT]) estão disparando, a largura dos pulsos CC modula a CC para produzir uma tensão de entrada trifásica simulada com tensão variável e frequência. A frequência da tensão de entrada determina a velocidade na qual o campo magnético gira em torno do estator. A velocidade na qual o campo magnético é referido como a velocidade síncrona (SS).

Devido à natureza de comutação do circuito inversor, os VFDs podem criar problemas de qualidade de energia (PQ) introduzindo harmônicos no sistema elétrico da planta. Além disso, os VFDs também podem ser sensíveis a problemas de PQ de entrada, fazendo com que sejam desligados. Muitos VFDs possuem componentes eletrônicos internos que indicam a causa do desligamento. Esses códigos comuns atribuem a causa da sobretensão, sobrecorrente, sobrecarga, tensão, desequilíbrio de corrente, sobretemperatura ou falhas externas. Esta informação é importante, mas a verdadeira questão é: O que causou a condição de falha? A condição de falha é causada pelo VFD ou experimentada pelo VFD?

Se a falha for experimentada pelo VFD, pode ser o resultado da alimentação de entrada, problemas de conexão, qualquer um dos muitos problemas de motores ou falhas na máquina acionada ou no próprio processo. Se a falha for causada pelo VFD, pode ser o resultado da quebra ou falha de componentes eletrônicos. Entre as falhas comuns estão diodos na seção retificadora, capacitores no barramento CC ou quebra ou falha de um semicondutor na seção inversora.

A análise do circuito do motor (MCA) é uma técnica de teste do motor que injeta uma série de sinais CA e CC de baixa tensão através dos enrolamentos do motor para avaliar minuciosamente todo o sistema do motor enquanto o motor está desenergizado. Os testes do motor MCA podem ser executados diretamente no motor ou remotamente a partir da saída do VFD. Ao contrário dos testes tradicionais de motores desenergizados que falham na identificação de problemas no rotor ou no desenvolvimento de quebra de isolamento do enrolamento, os testes MCA fornecem indicação precoce de falhas em desenvolvimento no sistema de isolamento da parede de aterramento e no isolamento ao redor dos condutores usados ​​para criar as bobinas no estator, bem como nos condutores existentes ou desenvolvendo falhas na parte elétrica dos rotores.

O MCA pode identificar falhas nos estágios iniciais, mas também pode confirmar rapidamente que o motor está "bom", o que pode eliminar o motor como a causa do desarme do VFD. Ao realizar o teste de três minutos da saída do VFD, um resultado "bom" não apenas indica que o motor está em boas condições, mas também que todos os cabos e componentes elétricos associados no circuito testado também estão em boas condições.

No entanto, se os resultados indicarem "ruim", é realizado um teste adicional de três minutos diretamente no motor. Se o motor testar "bem", isso significa que o teste foi conduzido corretamente e a falha está no cabeamento ou no controlador. Se o motor indicar uma falha em desenvolvimento, existem testes MCA opcionais disponíveis para determinar se a falha está no rotor ou no circuito elétrico do estator.