L’inverter consuma troppa energia? Scopri quali potrebbero essere le cause del calo di prestazioni del Lenze 9324

Il Lenze 9324 è una variante più potente del 9323 della famiglia 9300, progettato per le applicazioni che richiedono una maggiore potenza di azionamento. Consente di controllare motori con una potenza nominale fino a 3 kW, mantenendo le stesse dimensioni del 9323. In pratica, questo significa che l’aggiornamento del sistema a una potenza superiore spesso non richiede modifiche strutturali all’armadio di controllo.

Tuttavia, se il convertitore di frequenza Lenze 9324 inizia a perdere coppia, a limitare la corrente, a surriscaldarsi o a prolungare i tempi di frenata, raramente il problema è dovuto alla sola “potenza di 3 kW”. Molto spesso la causa risiede nel bilancio energetico, nel raffreddamento, nel filtraggio EMC o nella configurazione.

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Parametri di alimentazione ed efficienza energetica reale Lenze 9324

Il 9324 è alimentato dalla tensione:

3 × 400 V AC o 480 V AC
Intervallo consentito: 320-528 V AC

Le perdite di potenza tipiche a 400 V AC sono di circa 200 W. Rispetto ai modelli 9322 e 9323, questo valore è più alto, ma con una potenza di uscita di 3 kW, ciò significa solo una perdita del 6,7% circa. Si tratta di un livello indicativo di una buona efficienza dell’inverter.

Se, in pratica, si nota un riscaldamento sensibilmente superiore a quello che la perdita di 200 W suggerirebbe, è bene controllare:

• condizioni del dissipatore,
• permeabilità al flusso d’aria,
• la temperatura all’interno dell’armadio,
• tensione effettiva durante il carico dinamico.

Perché il servo Lenze 9324 perde potenza nelle applicazioni dinamiche?

La causa più comune di degrado delle prestazioni nelle applicazioni a ciclo breve è un circuito di frenata non adeguatamente risolto.

Durante la frenata, il motore funziona come un generatore, restituendo energia al circuito DC dell’inverter. Il 9324 non ha una resistenza di frenatura integrata. Il produttore raccomanda l’uso di un modulo esterno:

• resistenza di frenatura 68 Ω – potenza continua fino a 800W
• per applicazioni non stazionarie: resistenza antivibrazione da 47 Ω – potenza continua fino a 1200W

Nelle applicazioni con un’elevata dinamica di movimento e brevi tempi di frenata, la scelta del resistore risulta sbagliata:

• aumento della tensione nel circuito DC,
• attivazione della limitazione di coppia,
• Surriscaldamento dell’IGBT,
• aumento del tempo di arresto dell’asse.

Nella pratica dell’assistenza, spesso ci troviamo di fronte a una situazione in cui l’azionamento non è difettoso, ma sta semplicemente funzionando in modalità di protezione a causa di un eccesso di energia nel circuito CC.

Influenza del filtraggio EMC e della lunghezza del cavo del motore

Per il modello 9324, il produttore consiglia il filtro EZN3A0500H007 con una corrente nominale di 7 A e una lunghezza del cavo del motore di ≤ 5 m. Il parametro della lunghezza del cavo è fondamentale: superarlo senza un filtro adeguato causa un aumento delle interferenze EMI e l’instabilità del funzionamento del controller.

Per ridurre le interferenze, usa:

• Filtri RFI,
• induttanze di rete,
• filtri integrati (RFI + choke).

La mancanza di un filtraggio adeguato può manifestarsi con un calo momentaneo della coppia, una velocità instabile o errori casuali che vengono erroneamente interpretati come un guasto alla sezione di potenza.

Dissipatore interno vs piastra fredda: l’importanza della durata

Lenze ha proposto due soluzioni progettuali:

• una versione con un dissipatore posizionato all’interno del case,
• una versione con piastra di raffreddamento posteriore (“Cold Plate”).

La variante Cold Plate consente la separazione termica: circa il 65% della potenza dispersa viene dissipata all’esterno dell’armadio di controllo e solo il 35% rimane all’interno dell’unità. In pratica, questo si traduce in una reale riduzione delle temperature dei componenti e in un aumento della durata dei condensatori DC e dei transistor di potenza.

Se il sistema di raffreddamento esterno non funziona correttamente, la temperatura dei semiconduttori aumenta e l’elettronica inizia a limitare la corrente di uscita, cosa che l’utente avverte come una perdita di potenza.

Software 9300 e mancanza di potenza percepita

La famiglia di azionamenti 9300 era disponibile in quattro varianti: 9300 servo, 9300 controllo di registro, 9300 cam profiler e 9300 controllo di posizionamento. Ogni versione si basa su una piattaforma hardware identica: le differenze sono solo nel software.

Una configurazione errata delle rampe di limitazione della corrente, della coppia o dell’accelerazione può dare l’impressione di una carenza di energia nonostante il percorso di alimentazione sia pienamente operativo.

Riparazione di Lenze 9324 o retrofit di Lenze 9324: una decisione tecnica ed economica

La serie 9300 è ormai una soluzione fuori produzione. Il produttore consiglia di sostituire le unità 9300 con le Lenze i950. Pertanto, ad ogni guasto, analizziamo se sia più conveniente riparare le Lenze 9324 o aggiornarle.

• Riparazione del Lenze 9324 – ragionevole quando la sezione di alimentazione, i condensatori DC o il controllo sono danneggiati e l’applicazione non richiede una maggiore funzionalità.
• Retrofit Lenze 9324 – consigliato in caso di funzionamento al limite dei 3 kW, surriscaldamento ciclico e problemi di disponibilità dei pezzi.

Noi di RGB Electronics eseguiamo una diagnostica completa sotto carico, un’analisi delle perdite di potenza, un controllo dei circuiti DC, degli IGBT e della compatibilità EMC. In questo modo, siamo in grado di determinare con precisione se il problema è dovuto a errori di applicazione, a una configurazione non corretta o a un danno reale.

Lenze 9324 perde potenza? Non aspettare il guasto totale. Un’analisi tempestiva evita i fermi linea e la costosa sostituzione dell’intera trasmissione.

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