Il motore Lenze MDSKSRS036-23 è rumoroso o funziona in modo irregolare. Diagnosi delle cause e possibilità di riparazione

Il motore Lenze MDSKSRS036-23, che inizia a produrre rumori, vibrare o funzionare in modo irregolare, non richiede sempre una sostituzione immediata. La causa del problema può essere rappresentata da cuscinetti usurati, allineamento errato, problemi al giunto, schermatura non corretta del cavo del resolver, feedback errato oppure impostazioni del sistema di regolazione. Per questo motivo, prima di decidere di sostituire il dispositivo, è opportuno eseguire una diagnosi approfondita del motore Lenze MDSKSRS036-23 e dell’intero sistema di azionamento con cui opera.

Il Lenze MDSKSRS036-23 è un servomotore sincrono trifase destinato a sistemi industriali di azionamento e posizionamento. La struttura utilizza il raffreddamento naturale tramite convezione e irraggiamento, mentre un resolver fornisce le informazioni relative alla posizione e alla velocità. In pratica, ciò significa che le cause del funzionamento irregolare devono essere ricercate sia nella parte meccanica del motore sia nel circuito di feedback e nel sistema di controllo.

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Perché il motore Lenze MDSKSRS036-23 è rumoroso o funziona in modo irregolare?

Quali sintomi possono indicare un problema con il Lenze MDSKSRS036-23?

Il primo segnale di un guasto in fase di sviluppo non deve necessariamente essere l’arresto completo della macchina. Nel caso di un servomotore, piccole variazioni delle caratteristiche di funzionamento possono comparire molto prima. Per il reparto manutenzione è particolarmente importante distinguere il normale rumore dell’azionamento da nuove vibrazioni, rumori, colpi o variazioni di velocità.

Tra i sintomi che non devono essere ignorati rientrano soprattutto:

• rumori insoliti provenienti dal motore,
• aumento del livello di vibrazioni,
• funzionamento irregolare e oscillazioni della velocità,
• surriscaldamento eccessivo dell’alloggiamento,
• problemi nel raggiungimento della coppia prevista,
• arresti improvvisi dell’azionamento,
• direzione di rotazione errata,
• aumento incontrollato della velocità di rotazione,
• problemi di stabilità del posizionamento.

Questi sintomi possono avere origini diverse, pertanto la sola osservazione del comportamento del motore non è sufficiente per individuare il componente danneggiato. È necessario controllare sia il servomotore sia i componenti meccanici e il sistema di controllo.

Rumori insoliti nel motore Lenze. La causa sono i cuscinetti?

Se il Lenze MDSKSRS036-23 è rumoroso, i cuscinetti sono uno dei primi elementi che devono essere controllati. L’usura delle piste, degli elementi volventi o del lubrificante può provocare ronzii, ronzamenti, rumori di sfregamento o suoni che aumentano al variare della velocità di rotazione.

I rumori insoliti possono inoltre essere associati alla contaminazione dell’interno del motore. Durante la diagnosi è quindi necessario valutare non soltanto la natura del rumore, ma anche le condizioni meccaniche dell’albero, i giochi e il comportamento del motore durante la rotazione.

Lo stato dei cuscinetti dovrebbe essere controllato dal punto di vista della rumorosità al più tardi dopo circa 15.000 ore di funzionamento. Tuttavia, se il motore opera in condizioni difficili, è fortemente sollecitato oppure si sono già verificati problemi di allineamento, i sintomi di usura possono comparire prima.

Perché il servomotore Lenze funziona in modo irregolare?

Il motore Lenze MDSKSRS036-23 funziona in modo irregolare non soltanto quando il problema si trova all’interno del motore stesso. Una delle possibili cause è una schermatura non corretta del cavo motore o del cavo del resolver. Un segnale di feedback disturbato può impedire al sistema di controllo di determinare correttamente posizione e velocità.

Anche la configurazione del regolatore è importante. Un guadagno troppo elevato può causare funzionamento instabile, oscillazioni e vibrazioni. In una situazione di questo tipo, la sostituzione dei componenti meccanici del motore senza verificare le impostazioni di controllo potrebbe non risolvere il problema.

Nel Lenze MDSKSRS036-23 il feedback è fornito da un resolver. Esso trasmette i segnali necessari per il controllo del servomotore; pertanto, in caso di rotazione irregolare o posizionamento instabile, è necessario verificare il resolver, il cavo del segnale, i connettori e la schermatura.

Quali sono le cause delle vibrazioni del motore Lenze?

Le vibrazioni hanno spesso una causa meccanica situata al di fuori del servomotore stesso. Il problema può derivare dallo squilibrio del giunto o di un altro componente della trasmissione, da un errato allineamento del motore rispetto alla macchina oppure dall’allentamento degli elementi di fissaggio.

L’allineamento è molto importante. Un allineamento errato degli alberi genera carichi radiali o assiali aggiuntivi e può accelerare l’usura dei cuscinetti. Un effetto simile può essere provocato da una cinghia eccessivamente tesa.

Se dopo la sostituzione o il rimontaggio del servomotore compaiono rapidamente vibrazioni o danni ai cuscinetti, è quindi necessario controllare anche le condizioni di installazione. Riparare soltanto il motore senza eliminare la causa originaria può portare alla ricomparsa del guasto.

Surriscaldamento, mancanza di coppia e rotazione errata del motore: cosa possono significare?

L’aumento della temperatura del Lenze MDSKSRS036-23 può essere causato da sovraccarico, dissipazione insufficiente del calore, contaminazione delle superfici di raffreddamento, mancanza di una fase oppure da un collegamento di alimentazione allentato. Poiché il motore è raffreddato naturalmente, lo stato delle sue superfici e la possibilità di dissipare liberamente il calore influiscono direttamente sulla temperatura di esercizio.

Se il motore si arresta e non può essere riavviato, potrebbe essersi attivato il monitoraggio del sovraccarico nell’inverter. In questa situazione, riavviare semplicemente l’azionamento senza individuare la causa del sovraccarico può provocare un nuovo arresto.

La mancata erogazione della coppia prevista può indicare, tra le altre cose, un collegamento errato delle fasi del motore. Una direzione di rotazione errata può invece derivare dall’inversione della polarità del cavo motore o del resolver.

Particolare attenzione richiede una situazione in cui il motore inizia a ruotare in modo incontrollato ad alta velocità. Una delle possibili cause è un collegamento errato delle fasi oppure l’inversione della polarità del cavo di feedback. In questo caso il dispositivo deve essere spento in sicurezza e i collegamenti devono essere verificati prima di un nuovo tentativo di avviamento.

Rumori, vibrazioni, velocità instabile e problemi di coppia possono avere una causa comune nel sistema di azionamento. Una diagnosi professionale permette di stabilire se è necessaria la riparazione del motore Lenze oppure se il problema si trova nell’impianto, nella meccanica della macchina o nel sistema di controllo.

Diagnosi e riparazione del motore Lenze MDSKSRS036-23: cosa controllare?

Diagnosi meccanica: cuscinetti, allineamento e giunto

È consigliabile iniziare la diagnosi controllando la parte meccanica. Occorre valutare lo stato dei cuscinetti, il comportamento dell’albero e il modo in cui il motore è fissato. È inoltre importante verificare il giunto, la cinghia e i componenti azionati dal servomotore.

La superficie di montaggio deve essere sufficientemente rigida e il motore deve essere allineato rispetto alla macchina senza sollecitazioni indesiderate. Viti allentate, un giunto sbilanciato o una cinghia eccessivamente tesa possono generare vibrazioni che, nel tempo, portano a un’usura accelerata dei cuscinetti.

Il primo controllo dopo l’installazione del dispositivo dovrebbe essere effettuato già dopo circa 50 ore di funzionamento. Ciò consente di individuare relativamente presto eventuali problemi legati al montaggio e alle condizioni operative.

Come controllare il resolver e il sistema di feedback?

La sigla RS nel modello MDSKSRS036-23 indica l’impiego di un resolver. Si tratta di uno degli elementi chiave dell’intero sistema di regolazione, poiché fornisce le informazioni utilizzate per determinare la posizione e la velocità del motore.

I problemi nel sistema di feedback possono manifestarsi con rotazione irregolare, posizionamento instabile, vibrazioni, difficoltà durante l’avviamento oppure un comportamento non conforme ai parametri impostati.

Durante la diagnosi è necessario controllare:

• lo stato del resolver,
• il cavo di feedback,
• la continuità dei collegamenti,
• lo stato dei connettori,
• la corretta schermatura,
• la polarità dei collegamenti,
• i segnali trasmessi al sistema di controllo.

Connettore M23 e cavo del resolver

Il collegamento del resolver in questa famiglia di motori utilizza un connettore M23. Il circuito comprende, tra gli altri, i segnali di riferimento +Ref e -Ref, i segnali sinusoidali e cosinusoidali e i collegamenti del sensore di temperatura KTY.

Per il resolver possono essere utilizzati, tra gli altri, i connettori M23 EWS0006 con codice F01 ed EWS1006 con codice F05 nella versione SpeedTec. Sul lato potenza, per i motori MDSKS nelle taglie 036-071 è previsto un connettore M23, tra cui EWS0001 con codice di sistema M01 oppure EWS1001 SpeedTec con codice M04.

Durante gli interventi di assistenza sono importanti una corretta schermatura dei cavi e un collegamento di protezione PE affidabile. Le interferenze presenti nel circuito del resolver possono influire sulla stabilità dell’intero azionamento.

Diagnosi elettrica del motore e del servoazionamento

Il Lenze MDSKSRS036-23 è progettato per funzionare con un inverter o un servoazionamento. Pertanto, la diagnosi non dovrebbe limitarsi alle misurazioni effettuate sul motore scollegato.

Sul lato del sistema di azionamento è necessario verificare, tra le altre cose, la corretta impostazione dei parametri del motore, la direzione di rotazione, l’assorbimento di corrente, il comportamento della coppia e il funzionamento del sistema di feedback.

I dati nominali di questa famiglia di motori si riferiscono al funzionamento con inverter a una frequenza di commutazione di almeno 8 kHz, mentre per la serie MDKS rimangono validi anche a una frequenza di 4 kHz.

Se in precedenza l’azionamento funzionava correttamente e il problema è comparso dopo la sostituzione dell’inverter, la modifica dei parametri, lo scollegamento dei cavi o interventi sulla macchina, la diagnosi dovrebbe tenere conto della possibilità di una configurazione errata o di un ricollegamento non corretto.

Le condizioni operative possono causare un guasto?

Per la versione senza freno è previsto un intervallo di temperatura di esercizio da -20°C a +40°C, con umidità relativa fino all’85% senza condensa. Fino a un’altitudine di 1000 m sul livello del mare il motore può funzionare senza riduzione della potenza. Al di sopra di questa quota, fino a 4000 m sul livello del mare, è necessario tenere conto di una riduzione delle prestazioni.

L’isolamento del motore corrisponde alla classe termica F, cioè 155°C. Ciò non significa tuttavia che un surriscaldamento eccessivo durante il normale funzionamento debba essere ignorato. Se la temperatura del dispositivo è cambiata rispetto al precedente funzionamento, è necessario determinarne la causa.

Anche le superfici responsabili della dissipazione del calore richiedono controlli regolari. L’accumulo di sporco può limitare il raffreddamento naturale e aumentare la temperatura di esercizio del servomotore.

Codici di errore Lenze MDSKSRS036-23

La diagnosi si basa principalmente sui sintomi osservati e sulla verifica delle loro possibili cause.

Tra le principali correlazioni diagnostiche rientrano:

• surriscaldamento – sovraccarico, raffreddamento insufficiente, contaminazione, mancanza di una fase o collegamento allentato,
• arresto improvviso – possibile attivazione del monitoraggio del sovraccarico nell’inverter,
• direzione di rotazione errata – possibile polarità errata dei cavi,
• mancanza di coppia – possibile collegamento errato delle fasi,
• velocità elevata incontrollata – possibile collegamento errato delle fasi o del sistema di feedback,
• funzionamento irregolare – possibili problemi di schermatura o di impostazione del regolatore,
• vibrazioni – squilibrio, allineamento errato o fissaggi allentati,
• rumori insoliti – possibile contaminazione o danneggiamento dei cuscinetti.

Se il controller o il servoazionamento che opera insieme al motore segnala uno specifico codice di allarme, questo deve essere analizzato insieme al comportamento del motore e alle misurazioni eseguite nel sistema.

Quando conviene riparare un motore Lenze?

La riparazione del motore Lenze MDSKSRS036-23 può essere particolarmente giustificata quando il dispositivo è parte di una macchina esistente e la sua sostituzione con un altro modello richiederebbe modifiche meccaniche, elettriche oppure una nuova configurazione del sistema di azionamento.

A seconda del risultato della diagnosi, gli interventi di assistenza possono riguardare componenti meccanici, collegamenti, sistema di feedback o altre aree che influiscono sul corretto funzionamento del motore. L’entità della riparazione dovrebbe essere determinata in base alle reali condizioni del dispositivo e non soltanto in base al sintomo segnalato dall’operatore.

Ad esempio, un rumore può suggerire un problema ai cuscinetti, ma se la sua causa originaria è un errato allineamento della macchina, eliminare soltanto le conseguenze senza correggere il montaggio può portare alla ricomparsa del guasto.

Analogamente, in caso di funzionamento irregolare è necessario distinguere un problema meccanico da eventuali guasti del resolver, del cavo di feedback, della schermatura o del regolatore.

Se non sei sicuro che il problema richieda la riparazione del servomotore, è consigliabile iniziare dalla diagnosi. Ciò consente di determinare l’entità dei danni ed evitare la sostituzione di un dispositivo funzionante o costi inutili legati all’acquisto di un altro motore.

Riparazione o sostituzione del motore: cosa riduce il rischio di fermo macchina?

Dal punto di vista della manutenzione, non conta soltanto il costo del dispositivo, ma anche il tempo necessario per riportare la macchina in produzione. L’acquisto di un’unità sostitutiva può essere una buona soluzione se il modello corretto è disponibile e può essere messo rapidamente in servizio senza modifiche all’impianto.

La riparazione può essere più conveniente quando il motore è difficilmente reperibile, la sua sostituzione richiederebbe modifiche aggiuntive oppure l’azienda desidera mantenere la configurazione esistente dell’azionamento. La decisione dovrebbe tenere conto delle condizioni del servomotore, della disponibilità dei ricambi o di un dispositivo sostitutivo, della durata del fermo e dei costi di rimessa in servizio della macchina.

Se il Lenze MDSKSRS036-23 inizia a produrre rumori, vibrare o funzionare in modo irregolare, non è consigliabile attendere l’arresto completo dell’azionamento. Una diagnosi precoce offre maggiori possibilità di individuare un problema in fase di sviluppo prima che si verifichino danni secondari e un fermo macchina imprevisto.

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