Lenze 9200 – può essere avviato dopo un guasto, come ripararlo e cosa controllare prima di sostituirlo?

Lenze 9200 – costruzione, diagnostica e riparazione di servoinverter nella pratica industriale

Il modello Lenze 9200 è una delle serie di azionamenti più riconoscibili e durevoli utilizzate nell’automazione industriale. Nella pratica, i dispositivi di questa serie sono utilizzati nelle macchine utensili CNC, nelle linee di confezionamento, nelle macchine da stampa e nelle applicazioni multiasse che richiedono un posizionamento dinamico e preciso.

La serie 9200 di Lenze è apprezzata da anni per il suo design robusto, l’elevata durata e le prestazioni stabili anche in caso di uso intensivo. Il marchio Lenze fornisce moderni sistemi di azionamento che combinano efficienza energetica ed elevata dinamica di controllo. In molti impianti, il servoazionamento Lenze 9200 è in funzione ininterrottamente da diversi anni, a conferma della qualità industriale della sua lavorazione.

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Architettura modulare – configurazione flessibile del sistema

La serie 9200 è progettata con un’architettura modulare. Il sistema comprende tre moduli di potenza e sette moduli di asservimento, che consentono di realizzare applicazioni sia a singolo asse che a più assi.

Moduli di alimentazione:

• 9212 (9212_E) – 4,9 kW
• 9215 (9215_E) – 16,5 kW
• 9217 (9217_E) – 33 kW

Moduli servo:

• 9222 (9222_E)
• 9223 (9223_E)
• 9224 (9224_E)
• 9225 (9225_E)
• 9226 (9226_E)
• 9227 (9227_E)
• 9228 (9228_E)

In pratica, il termine Lenze 9220 viene talvolta utilizzato in modo colloquiale per indicare i moduli 922x. Un esempio di unità è il modulo Lenze 33.9222_E, che viene utilizzato in configurazioni dinamiche e di maggiore potenza.

Caratteristiche elettriche e opzioni di controllo di Lenze 9200

Il servoconvertitore Lenze della serie 9200 funziona con servomotori asincroni con correnti di picco da 8 A a 82 A. L’alimentazione è fornita da corrente alternata trifase 3×400 V (intervallo consentito 330-528 V).

Il controllo avviene in modo digitale grazie a un microcontrollore a 16 bit e a tre ASIC, che garantiscono un controllo di alta precisione. Il servoazionamento consente:

• controllo vettoriale,
• lavorare nei quattro quadranti,
• Controllo della coppia e della velocità nella propulsione e nella frenata,
• modifica dei parametri senza spegnere il dispositivo.

Le uscite delle sezioni dell’inverter sono dotate di protezione dai cortocircuiti, il che aumenta la sicurezza operativa.

Varianti di potenza disponibili – importanza della potenza di picco

Per il tecnico, non è solo la potenza nominale a essere fondamentale, ma anche la possibilità di funzionamento in sovraccarico. Il Lenze 9200 è disponibile nelle seguenti varianti:

• 4,9 kW (potenza di picco 12 kW)
• 16,5 kW (potenza di picco 37 kW)
• 33 kW (potenza di picco 60 kW)

Ciò significa che l’unità da 4,9 kW, ad esempio, può raggiungere temporaneamente una potenza di picco di 12 kW, che si traduce in un’elevata coppia di spunto. La variante da 16,5 kW permette di raggiungere in breve tempo i 37 kW, mentre la versione più potente da 33 kW raggiunge addirittura i 60 kW di potenza di picco.

Queste caratteristiche rendono il servoazionamento Lenze 9200 ideale per le applicazioni dinamiche. Tuttavia, il funzionamento frequente nell’intervallo di potenza di picco può accelerare l’usura dei condensatori del circuito intermedio e dei moduli IGBT.

Lenze 9200 – inverter o servoazionamento?

In pratica, l’inverter Lenze 9200 viene talvolta chiamato servocontrollore o servoazionamento Lenze. Tecnicamente, si tratta di un servocontrollore Lenze 9200 avanzato che combina la funzione di un convertitore di potenza con un preciso sistema di controllo del movimento.

Rispetto al classico inverter Lenze utilizzato per gli azionamenti asincroni, la serie 9200 offre una dinamica e una precisione di controllo notevolmente superiori.

I guasti più comuni della Lenze 9200 – diagnosi pratica

Problemi del circuito intermedio

Una delle aree di guasto più comuni nel Lenze 9200 è il circuito intermedio del DC link. Nei dispositivi che funzionano da diversi anni, è naturale che i condensatori elettrolitici si degradino, causando un aumento del ripple di tensione e errori di sottotensione o sovratensione. L’aumento del ripple di tensione mette a dura prova i moduli IGBT e può accelerarne il guasto.

Suggerimento tecnico: misurando l’ESR dei condensatori e analizzando il ripple di tensione sul bus DC con un oscilloscopio è possibile individuare il problema in una fase iniziale, prima che si verifichino danni secondari al modulo di potenza.

Danni ai moduli servo 9222-9228

I moduli di asservimento sono il componente più sollecitato del sistema e sono i più soggetti a guasti. Nella pratica dell’assistenza, nei servoazionamenti Lenze 9200 si verificano rotture di transistor IGBT, danni ai gate driver e cortocircuiti fase-fase. Spesso sono il risultato di un sovraccarico o di un funzionamento troppo prolungato nella gamma di potenza di picco di 12 kW, 37 kW o 60 kW.

Prima di riavviare l’unità, è fondamentale controllare la resistenza tra le fasi e contro PE ed escludere un cortocircuito sul lato del motore. Saltare questo passaggio può portare a un immediato ripetersi del danno al modulo.

Problemi con l’encoder e la sezione di controllo

L’instabilità nel controllo della velocità, i picchi di coppia o gli errori di comunicazione sono spesso dovuti a problemi nel percorso di feedback. Il servoconvertitore di frequenza della serie Lenze 9200 richiede tensioni ausiliarie stabili di 5 V e 15 V: le loro deviazioni possono causare un funzionamento instabile della logica di controllo.

Nella diagnostica, è utile analizzare i segnali dell’encoder con un oscilloscopio e controllare l’ondulazione delle tensioni ausiliarie sotto carico. Spesso la causa dei problemi non è l’encoder stesso, ma la sezione di alimentazione dell’elettronica.

Surriscaldamento e degrado del sistema di raffreddamento

Molti anni di utilizzo comportano la sporcizia dei dissipatori, la diminuzione delle prestazioni delle ventole e il degrado della pasta termoconduttiva. Un servoazionamento Lenze 9200 che opera a temperature elevate può generare errori termici e ridurre la durata dei moduli di potenza.

Una manutenzione regolare – pulizia dei condotti di raffreddamento, controllo del flusso d’aria e sostituzione dei componenti usurati – prolunga notevolmente la durata dell’unità e la stabilità delle prestazioni.

Perché riparare il Lenze 9200?

Grazie al suo design modulare, in molti casi la riparazione di Lenze 9200 è più conveniente della sostituzione dell’intero sistema. Sostituendo un modulo 9212, 9215, 9217 o 922x difettoso, è possibile ripristinare la piena funzionalità senza interferire con la meccanica della macchina e senza modificare la configurazione dell’applicazione.

Dal punto di vista della manutenzione, questo significa tempi di inattività più brevi, minori costi di investimento e nessuna necessità di aggiornare l’armadio di controllo. La diagnostica e le riparazioni eseguite correttamente mantengono il sistema perfettamente funzionante per gli anni a venire.

Il Lenze 9200 rimane una soluzione di azionamento durevole e avanzata. Un servoazionamento Lenze sottoposto a una corretta manutenzione può continuare a funzionare in modo stabile anche dopo molti anni di attività. Il monitoraggio sistematico dello stato del circuito intermedio, l’analisi della storia dei sovraccarichi e il controllo delle sezioni di alimentazione e raffreddamento sono fondamentali.

Per i reparti di manutenzione, questo significa una cosa: in molti casi, il servoazionamento Lenze 9200 può essere efficacemente riparato e riportato alla piena efficienza, evitando la costosa sostituzione dell’intero sistema di trasmissione.

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