W przemyśle każdy przestój to strata, a jednym z częstszych winowajców są falowniki. Ich zadaniem jest sterowanie pracą silników elektrycznych. Pracują
w trudnych warunkach, często cała dobę, obsługując kluczowe procesy produkcyjne. Wystarczy jednak jeden błąd, aby linia stanęła i licznik strat zaczął bić.
W tym artykule zebraliśmy pięć usterek, które pojawiają się najczęściej w falownikach używanych w przemyśle. Dowiesz się, jakie mogą być ich przyczyny oraz czym mogą skutkować.
#1 Falownik przegrzewa się
Przegrzewanie się falownika to jeden z najczęstszych problemów, z jakimi borykają się działy utrzymania ruchu. Urządzenie pracuje pod dużym obciążeniem, a gdy temperatura jego podzespołów przekroczy dopuszczalne wartości, zaczyna działać mniej stabilnie lub wchodzi w tryb awaryjny, co może powodować zatrzymanie silnika.
Przyczyną może być niewystarczające odprowadzanie ciepła. Zablokowane lub zabrudzone radiatory, niedziałające wentylatory czy słaba cyrkulacja powietrza w szafie sterowniczej sprawiają, że temperatura wewnątrz rośnie. Wpływ na przegrzewanie ma też sama lokalizacja falownika. Jeśli zamontowano go w miejscu o wysokiej temperaturze otoczenia lub blisko źródeł ciepła, ryzyko wzrasta kilkukrotnie.
Na pracę układu chłodzenia oddziałuje również sposób eksploatacji. Częsta praca na granicy maksymalnych parametrów, zbyt wysokie obciążenie silnika lub długotrwałe cykle hamowania mogą powodować nadmierne nagrzewanie elementów mocy.
Z czasem prowadzi to do degradacji izolacji, skrócenia żywotności kondensatorów
czy uszkodzenia tranzystorów.
#2 Zwarcie na wejściu/wyjściu falownika
Zwarcie na wejściu lub wyjściu falownika należy do najbardziej krytycznych usterek, jakie mogą wystąpić w trakcie pracy napędu. Powoduje natychmiastowe wyłączenie urządzenia
i często wymaga dokładnej diagnostyki, ponieważ może mieć źródło zarówno po stronie falownika, jak i w instalacji zewnętrznej.
Do zwarcia na wejściu dochodzić może w wyniku uszkodzeń izolacji przewodów zasilających lub przeciążenia sieci, które prowadzi do przepływu prądu poza przewidzianą ścieżką. Innym czynnikiem mogą być awarie elementów wewnętrznych falownika, takich jak mostki prostownicze czy moduły IGBT, które w wyniku przegrzania lub degradacji tracą swoje właściwości i powodują zwarcie.
Z kolei zwarcie na wyjściu falownika jest często powiązane z problemami po stronie silnika. Uszkodzone uzwojenia, przebicia do masy, wilgoć wewnątrz stojana czy mechaniczne uszkodzenia kabli zasilających silnik mogą prowadzić do gwałtownego skoku prądu.
W środowisku przemysłowym dodatkowym ryzykiem są drgania i wibracje, które z czasem mogą poluzować złącza i zwiększyć podatność na zwarcia.
#3 Falownik nie uruchamia silnika
Sytuacja, w której falownik pozostaje w trybie gotowości, ale silnik nie startuje, to problem, który może mieć wiele źródeł. Często wynika on z zakłóceń w torze sygnału sterującego lub nieprawidłowego przypisania wejść sterowniczych. Wpływ na to mogą mieć poluzowane złącza, uszkodzone przewody sygnałowe czy też błędy w konfiguracji parametrów pracy. Nawet niewielka niezgodność między ustawieniami falownika
a wymaganiami napędu potrafi skutecznie uniemożliwić uruchomienie silnika.
Innym częstym powodem jest przerwanie ciągłości obwodu po stronie mocy. Uszkodzenia uzwojeń silnika, przepalenie zabezpieczeń, niewłaściwe podłączenie przewodów do zacisków T1, T2, T3 lub ich zużycie na skutek wieloletniej eksploatacji mogą doprowadzić do sytuacji, w której mimo podania sygnału startu napęd nie podejmuje pracy.
#4 Błąd OverCurrent w falownikach
Błąd OverCurrent to częsty alarm w falownikach. Jego wystąpienie oznacza, że prąd
w obwodzie silnika przekroczył dopuszczalną wartość zaprogramowaną w urządzeniu. Może to nastąpić zarówno podczas rozruchu, jak i w trakcie ustalonej pracy napędu.
W warunkach zakładów produkcyjnych zjawisko to bywa następstwem gwałtownego wzrostu obciążenia lub blokady mechanicznej w napędzanym układzie, co powoduje nagły skok poboru prądu.
Do przyczyn można zaliczyć również nieprawidłową konfigurację parametrów falownika
w odniesieniu do mocy i charakterystyki silnika. Zbyt krótki czas przyspieszania lub nagłe zmiany prędkości mogą wywołać chwilowe przeciążenie, które aktywuje zabezpieczenia nadprądowe. W niektórych instalacjach dodatkowym problemem bywają zużyte elementy mechaniczne, które zwiększają moment oporowy, a tym samym zapotrzebowanie na prąd.
Skutki błędu OverCurrent nie ograniczają się jedynie do wyłączenia napędu. Każde takie zdarzenie wiąże się z ryzykiem nadmiernego nagrzewania uzwojeń silnika oraz elementów mocy w falowniku, co w dłuższej perspektywie skraca ich żywotność.
#5 Inverter uruchamia się po dłuższym czasie lub nie uruchamia się w ogóle
Opóźniony start falownika lub całkowity brak reakcji na polecenie uruchomienia to problem, który w zakładach produkcyjnych potrafi sparaliżować pracę całej linii. Przyczyny takiego stanu rzeczy mogą mieć zarówno charakter elektryczny, jak i elektroniczny. Jednym z częstszych źródeł problemu jest degradacja kondensatorów w obwodzie zasilania falownika - elementów, które z biegiem czasu tracą swoje właściwości, powodując wolniejsze ładowanie się układu lub jego niestabilną pracę podczas startu.
Kolejnym czynnikiem jest uszkodzenie obwodów mocy lub sterowania, które może wynikać z wcześniejszych przeciążeń, skoków napięcia czy niewłaściwych warunków środowiskowych, takich jak wysoka wilgotność lub nadmierne zapylenie. W niektórych przypadkach problem pojawia się po długim okresie postoju urządzenia. Wówczas elementy półprzewodnikowe i styki mogą wymagać większego czasu na ustabilizowanie parametrów pracy.
Falowniki mogą ulegać różnym awariom, a każda z nich może mieć wiele możliwych przyczyn i skutków. Dlatego przy takich problemach warto od razu skontaktować się
z serwisem, zamiast ryzykować samodzielną naprawę bez doświadczenia.
