Guasto del servoconvertitore LENZE EVS9322-ESV004. Diagnostica dell’alimentazione, della comunicazione e dei circuiti di uscita

Guasto del servoconvertitore Lenze 9300 EVS9322-ESV004 non significa sempre che l’intero servoazionamento sia danneggiato. L’arresto della macchina può essere causato dall’alimentazione di rete, dal circuito intermedio DC, dall’alimentatore interno dell’elettronica, dalla comunicazione, dallo stadio di potenza IGBT, dal sistema di feedback, dal cavo motore o dal motore stesso. Per questo motivo, prima di decidere di sostituire il dispositivo, è opportuno eseguire una diagnostica strutturata che consenta di individuare la reale origine del problema e ridurre la durata di un costoso fermo macchina.

Il modello Lenze EVS9322-ESV004, ricercato anche come EVS9322-ES o Lenze 9300 Servo 9322-ES, appartiene alla famiglia dei servoconvertitori Lenze 9300. Questi dispositivi vengono utilizzati nei sistemi di azionamento industriali che richiedono una regolazione precisa della velocità, della coppia e della posizione.

Nel caso di una macchina di produzione, è fondamentale distinguere rapidamente due situazioni: un effettivo guasto dell’elettronica del convertitore e un problema situato al di fuori del dispositivo. La sostituzione di un’unità funzionante, infatti, non eliminerà un cortocircuito nel motore, un cavo danneggiato, un errore di comunicazione o un problema nel sistema di feedback.

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Guasto del servoconvertitore Lenze 9300 – come individuare la causa del problema?

Quali sintomi indicano un guasto del Lenze 9300?

I sintomi di un guasto del Lenze 9300 dipendono dalla parte del sistema che ha smesso di funzionare correttamente. In pratica, un singolo sintomo può avere diverse cause, pertanto non si dovrebbe iniziare una riparazione basandosi esclusivamente sul messaggio visualizzato dall’azionamento.

Sintomo	Possibile causa	Cosa occorre controllare?
Nessuna reazione del dispositivo, pannello spento	Assenza di alimentazione, guasto del raddrizzatore, del circuito di carica o dell’alimentatore interno	Tensione di ingresso, bus DC e circuiti di alimentazione dell’elettronica
Errore di sovracorrente o cortocircuito	Stadio IGBT, motore, cavo motore, sovraccarico meccanico	Uscita del convertitore e intero circuito del motore
Interruzioni della comunicazione	Configurazione, cavi, schermatura, terminazione o modulo di comunicazione	Livello fisico della rete e parametri di comunicazione
Funzionamento instabile dell’asse	Encoder, resolver, cavi di feedback o configurazione del regolatore	Segnale di feedback e collegamenti
Surriscaldamento del convertitore	Carico eccessivo, raffreddamento inadeguato o frequenza di commutazione non appropriata	Condizioni operative, corrente di carico e ventilazione dell’armadio

Il Lenze 9300 non si accende o il pannello rimane spento

Se il servoconvertitore non mostra alcun segno di funzionamento, la diagnostica dovrebbe iniziare dall’alimentazione. La sola assenza di indicazioni sul pannello non dimostra ancora un guasto del processore o dell’intera elettronica di controllo.

Per prima cosa occorre confermare la presenza e la simmetria della tensione trifase all’ingresso del dispositivo. L’area successiva da controllare è il circuito intermedio in corrente continua. Se l’alimentazione di rete è corretta ma la tensione del bus DC non raggiunge il livello previsto, tra le possibili cause possono rientrare il raddrizzatore di ingresso, il circuito di limitazione della corrente di carica o i condensatori del circuito intermedio.

Se invece il circuito DC è alimentato correttamente ma l’elettronica rimane inattiva, il problema può trovarsi nell’alimentatore switching interno responsabile delle tensioni necessarie ai circuiti di controllo, al processore e ai driver dello stadio di potenza.

Il convertitore segnala un errore di sovracorrente o disattiva l’azionamento

Un errore di sovracorrente è uno dei casi in cui una sostituzione affrettata del Lenze 9300 potrebbe non risolvere il problema. Una corrente eccessiva può derivare da transistor di potenza danneggiati, ma anche da un cortocircuito tra le fasi del motore, dal degrado dell’isolamento degli avvolgimenti, da un cavo motore danneggiato o da un sovraccarico meccanico dell’asse azionato.

La diagnostica dovrebbe quindi comprendere sia il convertitore stesso sia i componenti collegati alla sua uscita. È particolarmente importante distinguere un guasto dello stadio di potenza da un guasto del motore, perché collegare un convertitore funzionante a un carico in cortocircuito può provocare un nuovo guasto.

Il Lenze 9300 perde la comunicazione con il PLC

Un guasto di comunicazione del Lenze 9300 non deve necessariamente avere origine nell’elettronica del dispositivo. Spesso la causa è rappresentata dai parametri di rete, dai cavi, dalla schermatura, dalla terminazione o da un collegamento errato del modulo di comunicazione.

Negli impianti industriali, le interferenze elettromagnetiche generate dai cavi motore e da altri circuiti ad alta potenza rappresentano un problema particolare. Un cavo di comunicazione posato in modo errato o schermato inadeguatamente può provocare perdite intermittenti dei telegrammi, errori di trasmissione e arresti casuali della macchina.

Se un guasto del Lenze 9300 ha fermato la produzione, è opportuno comunicare al servizio tecnico non solo il numero del dispositivo, ma anche il codice di errore, una descrizione del comportamento della macchina e informazioni sul momento in cui si verifica il problema. Questi dati possono ridurre significativamente i tempi di diagnostica.

Come eseguire la diagnostica dell’alimentazione del Lenze 9300?

La diagnostica dell’alimentazione del Lenze 9300 dovrebbe procedere dall’ingresso del dispositivo verso i suoi circuiti interni. Ciò consente di evitare che un guasto venga attribuito all’elettronica di controllo quando in realtà la causa è l’assenza di una fase o una tensione di ingresso errata.

A causa delle tensioni pericolose presenti nel dispositivo, la diagnostica interna deve essere eseguita esclusivamente da personale adeguatamente qualificato. I condensatori del circuito intermedio possono rimanere carichi anche dopo aver scollegato il dispositivo dalla rete, pertanto prima di intervenire occorre applicare la corretta procedura di disconnessione e confermare mediante misurazione che la tensione abbia raggiunto un livello sicuro.

Controllo della tensione trifase e del circuito intermedio DC

Il primo passo consiste nel controllare le tensioni concatenate all’ingresso. Una significativa asimmetria o l’assenza di una fase possono provocare un funzionamento anomalo del convertitore e portare a conclusioni errate durante la diagnostica successiva.

Successivamente viene controllato il circuito intermedio DC. Per un tipico raddrizzatore trifase, la tensione del bus in corrente continua è correlata alla tensione concatenata della rete e, a vuoto, presenta un valore prossimo al valore di picco della tensione AC.

Se la tensione DC è chiaramente anomala, occorre controllare, tra gli altri:

• ponte raddrizzatore,
• circuito di limitazione della corrente di carica,
• componenti del circuito soft-start,
• condensatori elettrolitici del circuito intermedio,
• collegamenti e componenti di protezione.

Cosa significa una tensione corretta del bus DC se il dispositivo non funziona?

Se l’alimentazione in ingresso e il circuito intermedio sono corretti, ma il dispositivo continua a non avviare l’elettronica di controllo, la diagnostica deve essere estesa alle tensioni ausiliarie interne.

In un servoconvertitore, l’alimentatore switching fornisce le tensioni richieste dai circuiti logici, dai driver di gate dei transistor, dalle interfacce e dal resto dell’elettronica. Un guasto di questo alimentatore può quindi far apparire il dispositivo completamente inattivo nonostante la presenza di alta tensione nel circuito DC.

Se la diagnostica di base conferma la presenza dell’alimentazione ma il Lenze EVS9322-ES continua a non avviarsi, ulteriori tentativi di accensione non dovrebbero sostituire la diagnostica dell’elettronica su un banco di assistenza.

Come diagnosticare un guasto di comunicazione del Lenze 9300?

La serie Lenze 9300 è dotata di soluzioni che consentono l’integrazione con un sistema di controllo superiore e con moduli di comunicazione. Durante la diagnostica è necessario distinguere un problema dell’interfaccia stessa dagli errori di configurazione e dai problemi di installazione.

I principali punti di controllo comprendono:

• indirizzo del dispositivo nella rete,
• velocità di trasmissione,
• corrispondenza delle impostazioni con il PLC,
• continuità dei cavi di comunicazione,
• stato dei connettori e dei moduli,
• corretta terminazione del bus,
• posa e schermatura dei cavi.

È particolarmente importante stabilire se la comunicazione viene interrotta continuamente o soltanto durante il funzionamento del motore. Se i problemi compaiono al momento dell’abilitazione dell’azionamento, durante l’accelerazione o la frenatura, occorre prestare particolare attenzione alla compatibilità elettromagnetica dell’impianto e al modo in cui i cavi di controllo sono posati rispetto ai cavi di potenza.

È inoltre opportuno verificare se il problema riguarda un solo asse o contemporaneamente più dispositivi sulla stessa rete. Il guasto di più nodi nello stesso momento indirizza più frequentemente la diagnostica verso l’infrastruttura di comunicazione piuttosto che verso un singolo convertitore.

Come controllare lo stadio di potenza IGBT, il motore e il cavo motore?

I circuiti di uscita del Lenze 9300 utilizzano transistor di potenza IGBT responsabili della generazione delle forme d’onda che comandano il motore. Il loro guasto può provocare un cortocircuito, l’intervento delle protezioni, errori di sovracorrente o l’impossibilità di avviare l’asse.

Dopo aver correttamente scollegato il dispositivo dalla tensione e scaricato in sicurezza il circuito intermedio, è possibile eseguire una diagnostica statica dello stadio di potenza. Uno degli obiettivi consiste nel verificare se tra le uscite motore U, V e W e le barre del circuito DC sia presente un cortocircuito che possa indicare un danneggiamento dei componenti a semiconduttore.

Le misure non possono tuttavia essere limitate esclusivamente al convertitore. Se l’azionamento ha segnalato un cortocircuito o una corrente eccessiva, è necessario scollegare il motore dal convertitore e verificare anche:

• stato dell’isolamento del cavo motore,
• assenza di cortocircuiti tra i conduttori,
• stato degli avvolgimenti del motore,
• isolamento degli avvolgimenti rispetto alla carcassa,
• stato dei connettori e delle schermature,
• eventuale sovraccarico meccanico dell’asse.

Questo approccio è particolarmente importante dopo un guasto verificatosi improvvisamente durante il movimento della macchina. Un cavo o un motore danneggiato può essere la causa primaria della distruzione dello stadio di potenza e non una sua conseguenza.

Se le misurazioni indicano un cortocircuito dello stadio IGBT o un guasto dell’elettronica di controllo, è opportuno sottoporre il dispositivo a diagnostica prima di acquistare un’altra unità. Ciò consente anche di verificare se la causa primaria del guasto è stata eliminata.

Le frequenze di commutazione di 8 kHz e 16 kHz influiscono sui guasti?

Nel Lenze 9300 la frequenza di commutazione è importante non solo per l’acustica del motore, ma anche per il carico termico del convertitore. Una frequenza più elevata, ad esempio 16 kHz, riduce il rumore udibile associato al funzionamento dell’azionamento, ma provoca maggiori perdite durante la commutazione dei transistor di potenza.

Nel Lenze 9300 la frequenza di commutazione è importante non solo per l’acustica del motore, ma anche per il carico termico del convertitore. Una frequenza più elevata, ad esempio 16 kHz, riduce il rumore udibile associato al funzionamento dell’azionamento, ma provoca maggiori perdite durante la commutazione dei transistor di potenza.

Anche le condizioni di raffreddamento sono importanti. Il servoconvertitore deve disporre di un flusso d’aria libero e i canali di ventilazione e il dissipatore non devono essere ostruiti da contaminanti. Per la famiglia 9300, lo spazio di ventilazione consigliato sopra e sotto il dispositivo è particolarmente importante negli armadi elettrici densamente equipaggiati.

Anche i sovraccarichi ciclici influiscono sulla durata dell’elettronica. I profili di corrente ammessi dipendono dal limite di corrente impostato e dalla variante del dispositivo, pertanto le impostazioni non devono basarsi esclusivamente sulla capacità temporanea dell’azionamento di generare una coppia elevata. Il funzionamento regolare vicino al limite di sovraccarico comporta una maggiore sollecitazione termica dei componenti di potenza e dei condensatori.

Riparazione e assistenza Lenze 9300 – quando riparare, sostituire o modernizzare?

Quando conviene riparare il Lenze EVS9322-ES?

La riparazione del Lenze EVS9322-ES è particolarmente giustificata quando il dispositivo opera in una macchina più datata, il cui sistema di controllo, i parametri e il cablaggio sono stati progettati specificamente per la famiglia 9300. In una situazione di questo tipo, la sostituzione del convertitore con una serie diversa può richiedere molto più lavoro rispetto alla riparazione dell’elettronica stessa.

Durante una diagnostica professionale è possibile verificare, tra l’altro, il circuito di ingresso, i condensatori, i circuiti di alimentazione, lo stadio di potenza, i driver IGBT, l’elettronica di controllo e le interfacce di segnale. L’entità della riparazione dovrebbe essere determinata dalle misurazioni e non esclusivamente dal sintomo segnalato dall’utilizzatore.

La riparazione e l’assistenza del Lenze 9300 possono essere una soluzione vantaggiosa quando:

• la macchina deve rimanere in esercizio per diversi anni ancora,
• la configurazione dell’azionamento è importante per il funzionamento del processo,
• la sostituzione richiederebbe modifiche software o costruttive,
• il fermo macchina è più costoso della riparazione del dispositivo,
• il problema riguarda componenti elettronici tipici che possono essere ricondizionati.

Quando si richiede assistenza, è opportuno inviare la sigla completa EVS9322-ESV004, una foto della targhetta identificativa, il codice di errore e una descrizione del comportamento della macchina. In questo modo è possibile individuare più rapidamente la corretta direzione della diagnostica.

Quando è meglio acquistare un secondo convertitore?

L’acquisto di una seconda unità può essere la soluzione corretta quando il danno è esteso, il tempo di fermo è critico oppure è disponibile un convertitore compatibile che può essere rapidamente messo in servizio sulla macchina.

Il dispositivo non dovrebbe tuttavia essere scelto esclusivamente in base alla dicitura “Lenze 9300”. Sono importanti la sigla completa del modello, la variante hardware, la potenza, la corrente, la tensione, le interfacce utilizzate, il sistema di feedback, il modulo di comunicazione e la configurazione richiesta dalla macchina.

Nel caso di un dispositivo usato, è importante anche il suo stato tecnico. Un convertitore con oltre dieci anni di servizio, smontato direttamente da un’altra macchina, può funzionare ma avere comunque condensatori e componenti dell’alimentatore soggetti a invecchiamento. Dal punto di vista della manutenzione, un’unità verificata o ricondizionata è generalmente una soluzione più sicura rispetto a un modulo non controllato e dalla storia sconosciuta.

Quando considerare la modernizzazione del sistema di azionamento?

La modernizzazione inizia ad avere senso quando i guasti si ripetono, i ricambi diventano difficili da reperire oppure la macchina deve rimanere in servizio ancora per molti anni e risulta giustificato il passaggio a una piattaforma di azionamento più moderna.

Un retrofit, tuttavia, non consiste semplicemente nel trovare un convertitore di potenza simile. Occorre considerare, tra l’altro:

• parametri del motore,
• tipo di encoder o resolver,
• interfaccia di comunicazione,
• segnali digitali e analogici,
• funzioni di sicurezza,
• modalità di comando del movimento,
• parametri dinamici dell’asse,
• dimensioni e modalità di montaggio,
• necessità di modifiche al PLC e alla documentazione elettrica.

Se una rapida riparazione del Lenze 9300 ripristina la produzione, può anche essere considerata una soluzione temporanea, consentendo di preparare la modernizzazione della macchina durante un fermo programmato invece di effettuare un retrofit sotto la pressione di un guasto in corso.

Come preparare un Lenze 9300 per la spedizione al centro assistenza?

Più informazioni riceve il servizio tecnico insieme al dispositivo, più facile sarà ricostruire le condizioni in cui si è verificato il guasto. Alla richiesta di assistenza è opportuno allegare:

• sigla completa del modello e della variante,
• foto della targhetta identificativa,
• codice o messaggio di errore,
• descrizione del sintomo,
• informazione se il guasto si è verificato durante l’avviamento, il movimento, la frenatura o dopo l’inserimento dell’alimentazione,
• informazioni sulle riparazioni precedenti,
• descrizione di eventi anomali come cortocircuito del motore, sovratensione o mancanza di fase.

Se è possibile effettuare una copia dei parametri di un asse funzionante o se disponete di una configurazione archiviata del dispositivo, è opportuno salvarla. Nei sistemi di azionamento più datati, una copia della configurazione può essere preziosa quanto il ricambio stesso.

Come ridurre il rischio di un nuovo guasto del Lenze 9300?

Al termine della riparazione occorre individuare la causa che ha provocato il guasto. La semplice sostituzione di transistor, condensatori o dell’alimentatore non risolverà il problema se l’origine del guasto rimane il motore, il cavo, un armadio surriscaldato o una rete di alimentazione instabile.

Nell’ambito delle attività preventive è opportuno controllare:

• temperatura e ventilazione dell’armadio elettrico,
• pulizia dei dissipatori e dei canali di raffreddamento,
• stato dei cavi motore,
• messa a terra e schermatura,
• stato dei connettori dell’encoder e del resolver,
• simmetria della tensione di alimentazione,
• carico effettivo dell’asse,
• frequenza degli errori e dei sovraccarichi.

Per le macchine critiche è inoltre opportuno valutare la possibilità di mantenere a magazzino un convertitore di ricambio o un dispositivo precedentemente ricondizionato. Il costo di un ricambio può essere significativamente inferiore al costo di molte ore di fermo di una linea di produzione.

Hai un Lenze EVS9322-ESV004 guasto o un altro convertitore della serie 9300? Inviaci la sigla del dispositivo, una foto della targhetta identificativa, il codice di errore e una breve descrizione del guasto. —> Richiedi la riparazione

Chiama: +48 717 500 983