Perché i parametri degli azionamenti SEW-EURODRIVE MDS60 peggiorano durante il funzionamento?

I parametri degli azionamenti SEW-EURODRIVE MDS60 peggiorano principalmente a causa del naturale invecchiamento dei componenti elettronici, in primo luogo dei condensatori elettrolitici e degli elementi responsabili della dissipazione del calore. In pratica, ciò significa un calo della stabilità della tensione sul bus DC, una maggiore suscettibilità agli errori, un aumento della temperatura operativa e un deterioramento delle caratteristiche del circuito di potenza. Più a lungo un tale servoazionamento funziona senza diagnostica e revisione di manutenzione, maggiore è il rischio di funzionamento instabile della macchina, guasti secondari e costosi tempi di fermo produzione.

Questo è un argomento importante per i dipartimenti di manutenzione, per gli automazionisti, la produzione e gli acquisti, poiché il degrado dell’azionamento di solito non inizia con un guasto totale. Più spesso compaiono prima sintomi indiretti: errori irregolari, surriscaldamento, cali temporanei dei parametri, avvii più difficili o funzionamento instabile dell’asse. Proprio per questo motivo, nel caso delle unità della serie MOVIDRIVE MD_60A, la diagnostica, la riparazione, la rigenerazione e la pianificazione delle azioni prima che si verifichi l’arresto della macchina sono di così grande importanza.

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Quali processi causano il peggioramento dei parametri degli azionamenti SEW-EURODRIVE MDS60?

Cosa sono gli azionamenti SEW-EURODRIVE MDS60 e in quali applicazioni funzionano?

SEW-EURODRIVE MDS60 è una serie di azionamenti appartenenti alla famiglia MOVIDRIVE MD_60A. Si tratta di servoazionamenti progettati per funzionare con motori dotati di resolver come feedback. A seconda della versione, questi dispositivi possono fornire al motore una corrente alternata trifase da 4 A a 130 A e funzionare con unità con potenze comprese approssimativamente tra 1,5 kW e 75 kW. Grazie al raddrizzatore integrato, possono essere alimentati direttamente dalla rete da 380 V a 500 V AC.

Tali azionamenti funzionano spesso in applicazioni in cui sono importanti la ripetibilità del movimento, il controllo della coppia, la stabilità dinamica e la continuità di funzionamento. Pertanto, anche un deterioramento apparentemente lieve dei parametri elettrici può causare reali problemi di produzione. In pratica, il guasto non riguarda solo l’inverter stesso. I suoi effetti possono estendersi al motore, all’elettronica di controllo, ai PLC, ai pannelli HMI e all’intera logica di funzionamento della macchina.

Perché i condensatori elettrolitici nel MDS60 perdono capacità e perché aumenta l’ESR?

Uno dei più importanti meccanismi di invecchiamento negli azionamenti SEW-EURODRIVE MDS60 è la degradazione dei condensatori elettrolitici. Nel tempo e con la temperatura di esercizio, l’elettrolita si asciuga gradualmente, causando un calo della capacità. Allo stesso tempo, aumenta la resistenza in serie equivalente, o ESR.

Dal punto di vista operativo, ciò significa che i condensatori svolgono sempre peggio il loro ruolo di buffer energetico. Quando l’azionamento avvia il motore o funziona in condizioni di carico dinamico, i condensatori usurati si scaricano più velocemente e stabilizzano la tensione in modo meno efficace. Questo, a sua volta, si traduce in una maggiore instabilità del sistema di alimentazione all’interno dell’inverter.

In pratica, il deterioramento delle condizioni dei condensatori non è sempre immediatamente visibile ad occhio nudo. Il dispositivo potrebbe ancora avviare la macchina, ma inizia a funzionare in modo meno stabile, si riscalda più spesso e mostra una maggiore sensibilità al carico, alla temperatura ambiente o alla qualità dell’alimentazione. Questo è il momento tipico in cui vale la pena richiedere una diagnostica dell’azionamento, prima che si verifichino danni ad altre sezioni.

Come influiscono le ondulazioni (ripple) sul bus DC sul funzionamento dell’inverter e dell’intero sistema di azionamento?

Il calo della capacità dei condensatori e l’aumento dell’ESR portano a problemi sul bus DC. Quando i condensatori non sono in grado di mantenere la tensione di buffer abbastanza rapidamente, compaiono ondulazioni di tensione (ripple). In parole povere, ciò significa che la tensione nel circuito intermedio cessa di essere adeguatamente stabile e inizia a scendere e salire in modo più evidente a seconda del carico momentaneo.

Per l’azionamento, questo è un fenomeno molto sfavorevole. Un bus DC instabile può causare:

• segnalazione ciclica di errori relativi a deviazioni di tensione,
• funzionamento instabile dell’inverter,
• peggiore ripetibilità del movimento,
• maggiore carico sui componenti di potenza,
• rischio di ulteriore degrado dell’elettronica di controllo e del sistema di alimentazione.

Nell’ambiente industriale, gli effetti a volte si fanno sentire non solo a livello tecnico, ma anche commerciale. Se il servoazionamento lavora in una macchina ad alta dinamica, ad esempio in un’applicazione di posizionamento, imballaggio, trasporto o lavorazione, l’instabilità della tensione può causare errori di processo, calo della qualità, necessità di riavvii o arresti non pianificati della linea.

Pertanto, il semplice azzeramento dell’allarme non risolve il problema. Se la fonte è il deterioramento delle condizioni dei condensatori, è necessaria un’analisi affidabile della sezione di alimentazione, seguita da riparazione o rigenerazione del dispositivo.

Perché il sistema di raffreddamento dell’azionamento cessa di funzionare in modo così efficace nel tempo?

La seconda area critica è il sistema di dissipazione del calore. Nei vecchi azionamenti MDS60, il problema non è solo la polvere, lo sporco o la contaminazione del dissipatore di calore. Sono importanti anche:

• usura o guasti delle ventole,
• deterioramento delle proprietà dei materiali termoconduttivi,
• polimerizzazione e indurimento di paste e pad termici,
• aumento della resistenza termica al contatto tra alloggiamento e dissipatore di calore.

Quando il calore non viene dissipato in modo efficace, nel dispositivo si creano punti di calore locali. Questa è una fase molto pericolosa, in quanto non sempre provoca lo spegnimento immediato dell’azionamento. A volte il dispositivo è ancora in funzione, ma i parametri dei transistor e degli altri elementi a semiconduttore si deteriorano gradualmente. Di conseguenza, aumentano le perdite di potenza, la temperatura operativa e il rischio di danni secondari.

Dal punto di vista della manutenzione, questo è un argomento a favore del non limitare l’assistenza solo alla reazione a un guasto. In molti casi, è redditizia un’ispezione preventiva, la pulizia, il ripristino del corretto percorso di raffreddamento e la valutazione dello stato dei materiali termici prima che si verifichi un danno critico.

In che modo la temperatura peggiora i parametri degli elementi a semiconduttore?

L’elevata temperatura operativa influisce direttamente sugli elementi a semiconduttore nel circuito di potenza. Quando il raffreddamento funziona peggio, la resistenza di conduzione e la tensione di saturazione aumentano, il che significa ulteriori perdite di energia. Maggiori sono le perdite, maggiore è il riscaldamento e maggiore è il riscaldamento, più rapido è l’invecchiamento dei componenti. Si crea così un meccanismo sfavorevole di degrado che si autoalimenta.

L’alta temperatura accelera anche i processi di diffusione nelle strutture in silicio. In pratica, ciò significa un deterioramento permanente delle caratteristiche corrente-tensione del dispositivo e un accorciamento della sua vita utile, ovvero un abbassamento dell’MTBF. Per un impianto di produzione, questo ha conseguenze molto concrete: aumenta il rischio di guasti improvvisi, è più difficile pianificare il lavoro della linea e la decisione di intervenire viene presa solo quando il problema inizia a incidere realmente sulla produzione.

Proprio per questo motivo, nel caso di azionamenti più vecchi, non vale la pena ignorare il surriscaldamento, l’odore di elettronica surriscaldata, l’aumento delle temperature dell’involucro, il funzionamento instabile dell’asse o gli errori che compaiono dopo che la macchina si è riscaldata. Tali sintomi indicano spesso che il problema non risiede solo nelle impostazioni, ma in un progressivo degrado dei componenti.

Come riconoscere il deterioramento dei parametri del MDS60 e cosa fare prima che si verifichi un guasto?

Quali sintomi nel funzionamento della macchina e dell’azionamento dovrebbero allarmare la manutenzione?

Il deterioramento dei parametri dell’azionamento SEW-EURODRIVE MDS60 può produrre sintomi sia elettrici che di processo. In pratica, vale la pena prestare attenzione a:

• funzionamento instabile dell’inverter,
• errori di tensione ciclici,
• problemi che si verificano durante l’avvio o carichi improvvisi,
• aumento della temperatura del dispositivo,
• calo della ripetibilità di funzionamento dell’azionamento,
• spegnimenti o riavvii spontanei,
• deterioramento della dinamica del movimento,
• allarmi sporadici che compaiono sempre più frequentemente nel tempo.

In un impianto industriale, tali sintomi vengono spesso interpretati erroneamente come un problema temporaneo con l’alimentazione, il motore, il controllo PLC o l’applicazione stessa. Nel frattempo, la causa può essere proprio la graduale perdita di parametri all’interno dell’azionamento. Prima questo viene confermato dalle misurazioni, maggiore è la possibilità di riparazione senza gravi danni ai componenti successivi.

Come si presenta nella pratica la diagnostica dell’azionamento SEW-EURODRIVE MDS60?

Una diagnostica professionale dell’azionamento MDS60 non dovrebbe includere solo la lettura degli errori, ma anche l’analisi dello stato reale della sezione di alimentazione, del circuito DC, del circuito di potenza e del raffreddamento. Nella pratica di assistenza, vengono valutati tra gli altri:

• lo stato dei condensatori elettrolitici, la loro capacità ed ESR,
• la stabilità della tensione sul bus DC,
• lo stato dei dissipatori di calore e del percorso di raffreddamento,
• l’efficienza delle ventole,
• le condizioni dei materiali termoconduttivi,
• tracce di surriscaldamento, scolorimento e fatica termica,
• lo stato degli elementi a semiconduttore e delle connessioni di potenza,
• la dipendenza dei sintomi dalla temperatura e dal carico.

Una buona diagnostica ha un’enorme importanza decisionale. Permette di distinguere una situazione in cui è sufficiente una riparazione e la sostituzione di componenti selezionati, da un caso che richiede una rigenerazione più ampia o una modernizzazione del sistema. Questo è importante non solo tecnicamente, ma anche in termini di costi, perché aiuta a limitare le spese e pianificare le azioni senza la pressione di un guasto critico.

Se nel tuo impianto l’azionamento MDS60 funziona in modo instabile, segnala errori di tensione o si surriscalda dopo un funzionamento prolungato, vale la pena trattarlo come un segnale per una rapida verifica. In molti casi, una diagnostica precoce è molto più economica rispetto alle conseguenze di un fermo non pianificato.

È possibile vendere un azionamento MDS60 danneggiato o dismesso a un centro di acquisto?

Sì. Se l’azionamento SEW-EURODRIVE MDS60 è stato dismesso, è danneggiato, non è redditizio mantenerlo come ricambio o proviene dallo smantellamento di una macchina, può essere consegnato a un centro di acquisto di automazione industriale. Questa soluzione è particolarmente vantaggiosa quando l’impianto sta riorganizzando il magazzino, liquidando i fine serie, recuperando valore da componenti inutilizzati o preparando l’ammodernamento del parco macchine.

L’acquisto può coprire non solo gli inverter e i servoazionamenti stessi, ma anche elementi correlati, come PLC, pannelli HMI, alimentatori, moduli I/O, elettronica di controllo o altre parti di automazione industriale. Dal punto di vista commerciale, è un modo per recuperare parte del budget e riordinare le giacenze di magazzino.

Come limitare il rischio di tempi di inattività e costi in futuro?

L’errore più grande è aspettare che l’azionamento si guasti completamente. Nel caso della serie MDS60, il deterioramento dei parametri spesso procede gradualmente e i primi sintomi possono essere colti in anticipo. Pertanto, vale la pena implementare un approccio basato sull’osservazione dei sintomi, sulla diagnostica pianificata e sulla rapida reazione dell’assistenza.

In pratica, in questo aiutano:

• ispezioni periodiche degli azionamenti e dell’elettronica di potenza,
• controllo della temperatura di esercizio dei dispositivi,
• verifica del sistema di raffreddamento e della pulizia dei dissipatori,
• esame delle condizioni dei condensatori e della sezione DC,
• analisi degli errori che si ripresentano sotto carico,
• pianificazione di riparazioni e rigenerazioni prima di un guasto critico,
• valutazione se un sistema più vecchio non richieda una modernizzazione.

Se noti nel tuo impianto instabilità nel funzionamento dell’azionamento, allarmi ripetuti, surriscaldamento o un calo della qualità del processo, non vale la pena rimandare la decisione. La diagnostica, la riparazione, la rigenerazione, l’assistenza o la modernizzazione eseguite al momento giusto di solito costano meno dei tempi di inattività imprevisti della produzione e dei danni secondari all’intero sistema di azionamento.

RGB Elektronika supporta le aziende industriali nell’area della diagnostica, riparazione, assistenza, rigenerazione, modernizzazione e acquisto di automazione industriale. Se hai un problema con un azionamento SEW-EURODRIVE MDS60, vuoi valutare la redditività di una riparazione o hai bisogno di supporto con un dispositivo dismesso, contatta il nostro team. Una buona diagnosi è il primo passo per ridurre i costi e ripristinare il funzionamento stabile della macchina.

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Bibliografia:

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  https://download.sew-eurodrive.com/download/pdf/10522204.pdf [accesso: 20.03.2026]
• H. Carlton, D. Pense, D. Huitink, ” Thermomechanical Degradation of Thermal Interface Materials: Accelerated Test Development and Reliability Analysis”, Journal of Electronic Packaging, 09.2020. [Online]
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