Quali parametri impostare prima dell’avviamento di un inverter? Autotuning dell’inverter Yaskawa

Prima dell’avviamento di un inverter Yaskawa è necessario impostare soprattutto i dati di base del motore riportati sulla targhetta: potenza, tensione, corrente, frequenza, numero di poli, velocità nominale e, a seconda del metodo di autotuning scelto, anche la corrente a vuoto. Solo dopo aver inserito correttamente queste informazioni è possibile eseguire in sicurezza l’autotuning dell’inverter Yaskawa, cioè l’identificazione automatica dei parametri del motore. Questo riguarda, tra gli altri, gli inverter Yaskawa GA500 e Yaskawa GA700, spesso utilizzati nei sistemi di azionamento delle macchine industriali.

Gli inverter Yaskawa sono scelti nell’industria per la loro affidabilità, per le ampie possibilità di controllo dei motori elettrici e per le funzioni che supportano l’efficienza energetica dell’impianto. In pratica, tuttavia, il semplice collegamento dei cavi di alimentazione e del motore non è sufficiente per avviare correttamente l’azionamento. Sono fondamentali la configurazione dell’inverter Yaskawa, la scelta corretta della modalità di controllo e un autotuning eseguito correttamente.

Errori in questa fase possono portare a funzionamento instabile del motore, problemi di coppia, surriscaldamento, sovraccarichi, allarmi, arresti macchina o guasti di produzione difficili da diagnosticare. Per questo motivo il primo avviamento, la parametrizzazione dell’inverter e la diagnostica devono essere trattati come parte del processo di assistenza, e non solo come una semplice operazione dell’operatore.

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Come preparare un inverter Yaskawa al primo avviamento?

Quali dati della targhetta del motore devono essere inseriti nell’inverter?

La base per il corretto avviamento di un inverter Yaskawa è l’inserimento dei dati nominali del motore. Di solito sono disponibili sulla targhetta del motore o nella documentazione del produttore. Nel caso di inverter come Yaskawa GA500 e Yaskawa GA700, questi dati sono necessari sia per il controllo di base sia per l’esecuzione dell’autotuning.

Prima dell’avviamento dell’inverter è necessario preparare soprattutto:

• la potenza nominale del motore, solitamente indicata in kilowatt,
• la tensione nominale del motore, conforme al collegamento degli avvolgimenti,
• la corrente nominale del motore, importante per la protezione da sovraccarico e per il modello del motore,
• la frequenza nominale, di solito cinquanta hertz nelle applicazioni industriali standard,
• il numero di poli del motore, richiesto per un’identificazione più precisa dei parametri,
• la velocità nominale del motore, solitamente indicata in giri al minuto,
• la corrente del motore senza carico, richiesta per alcuni metodi di autotuning statico.

È importante notare che i dati della targhetta devono corrispondere al reale modo di collegamento del motore. Se il motore può funzionare in collegamento a stella o a triangolo, i parametri di tensione e corrente devono essere letti per la specifica variante di collegamento. La trascrizione errata dei valori dalla targhetta può causare un funzionamento non corretto dell’azionamento, anche se l’inverter e il motore sono tecnicamente efficienti.

Perché la corretta configurazione dell’inverter Yaskawa è così importante?

La configurazione dell’inverter GA500 o GA700 influisce direttamente sul modo di controllo del motore, sulla dinamica di avviamento, sulla stabilità di funzionamento, sulla protezione da sovraccarico e sulla risposta del sistema alle variazioni di carico. Nelle applicazioni industriali l’inverter raramente lavora separatamente dal resto della macchina. Di solito fa parte di un sistema più ampio, in cui possono essere presenti controllori PLC, pannelli HMI, encoder, moduli I/O, comunicazione industriale, sistemi di sicurezza ed elementi attuatori.

Se l’inverter viene avviato con parametri errati, il problema può manifestarsi non solo sul lato dell’azionamento. L’operatore può notare un calo dell’efficienza della macchina, movimento instabile, errori di posizione, sovraccarichi meccanici, eccessivo riscaldamento del motore o arresti del processo. Per il reparto manutenzione questo significa rischio di fermo, aumento dei costi di diagnostica e sostituzione inutile di componenti che in realtà non sono la causa del guasto.

Per questo motivo, prima di chiedersi come avviare un inverter Yaskawa, vale la pena porsi un’altra domanda: il dispositivo è stato correttamente selezionato, collegato, parametrizzato e verificato per la specifica applicazione?

Quando la sola modifica dei parametri non basta ed è necessaria la diagnostica?

In molti casi i problemi dopo l’avviamento dell’inverter derivano da una parametrizzazione errata. Tuttavia, non sempre è sufficiente reinserire i dati del motore o eseguire l’autotuning. Se l’inverter Yaskawa è stato precedentemente utilizzato in condizioni difficili, ha subito un guasto, ha lavorato in un quadro polveroso, è stato esposto a sovraccarichi oppure è stato smontato da un’altra macchina, può essere necessaria una diagnostica più ampia.

La necessità di diagnostica dell’inverter può essere indicata, tra l’altro, da:

• errori di sovraccarico o sovracorrente ricorrenti,
• funzionamento instabile del motore nonostante i dati nominali siano stati inseriti correttamente,
• impossibilità di eseguire l’autotuning,
• arresto dell’azionamento durante l’avviamento,
• eccessivo riscaldamento dell’inverter o del motore,
• assenza di risposta al segnale di riferimento della velocità,
• problemi con la comunicazione industriale,
• funzionamento non corretto degli ingressi, delle uscite o del pannello operatore.

In una situazione del genere vale la pena eseguire la diagnostica dei circuiti di potenza, dell’elettronica di controllo, dei circuiti di misura, dei morsetti di ingresso e uscita, del circuito intermedio DC e dello stato dei collegamenti del motore. Nella pratica di assistenza, molto spesso solo la combinazione di diagnostica elettrica, analisi dei parametri e test sotto carico permette di stabilire chiaramente se il problema si trova sul lato dell’inverter, del motore, del cablaggio, dell’encoder, del controllo PLC o della stessa applicazione meccanica.

Se un inverter Yaskawa non si avvia correttamente dopo la sostituzione, la riparazione o la modernizzazione della macchina, conviene affidare la diagnostica e la parametrizzazione prima di rimettere l’azionamento in produzione. Questo consente di ridurre il rischio di un altro guasto e di abbreviare il tempo di fermo.

Autotuning Yaskawa, ovvero come scegliere il metodo di identificazione del motore?

Che cos’è l’autotuning dell’inverter Yaskawa?

L’autotuning Yaskawa è una procedura di identificazione automatica dei parametri reali del motore collegato all’inverter. Sulla base dei dati nominali inseriti e delle misurazioni eseguite, l’inverter crea un modello matematico del motore, che viene poi utilizzato per un controllo più preciso dell’azionamento.

L’autotuning è particolarmente importante nel controllo vettoriale, sia sensorless sia con retroazione. Grazie ad esso l’inverter può controllare meglio coppia, velocità, corrente e risposta del motore alle variazioni di carico. In pratica questo si traduce in un funzionamento più stabile della macchina, un avviamento migliore, un minore rischio di sovraccarichi e un comportamento più prevedibile del sistema di azionamento.

Gli inverter Yaskawa, come l’inverter Yaskawa GA500 e l’inverter Yaskawa GA700, offrono diversi metodi di identificazione automatica dei parametri del motore. Tra i più importanti rientrano:

• Line to Line Resistance, cioè l’identificazione della resistenza tra gli avvolgimenti,
• autotuning statico, eseguito senza libera rotazione dell’albero motore,
• autotuning rotazionale, cioè il metodo più preciso che richiede la rotazione dell’albero motore.

Line to Line Resistance, ovvero identificazione rapida della resistenza degli avvolgimenti

Line to Line Resistance è il metodo più semplice e rapido di autotuning dell’inverter Yaskawa. Consiste nell’identificazione della resistenza tra gli avvolgimenti del motore. Su questa base l’inverter crea un modello matematico di base che può migliorare la qualità del controllo nelle applicazioni più semplici.

Questo metodo è utile quando è necessario un rapido avviamento dell’azionamento e l’applicazione non richiede un controllo della coppia molto preciso o un’elevata dinamica. Può supportare un controllo scalare U/f più accurato in anello aperto e, in alcune configurazioni Yaskawa GA700, anche in anello chiuso con retroazione.

Per eseguire questa identificazione di solito è sufficiente inserire:

• la potenza nominale del motore,
• la corrente nominale del motore.

Un vantaggio importante di questo metodo è che l’identificazione Line to Line Resistance può essere eseguita senza la necessità di far ruotare il rotore del motore. È utile nelle applicazioni in cui l’azionamento è già collegato alla macchina oppure non è possibile ruotare l’albero in sicurezza.

Autotuning statico quando il motore non può essere scollegato dalla macchina

L’autotuning statico è un metodo più avanzato di identificazione dei parametri elettrici del motore, utilizzato quando non è possibile scollegare il motore dal carico oppure il rotore non può ruotare liberamente. È una situazione frequente nelle reali condizioni di manutenzione, soprattutto quando il motore è integrato in una macchina, in un riduttore, ventilatore, pompa, trasportatore o altro gruppo tecnologico.

Prima di eseguire l’autotuning statico è necessario inserire più dati rispetto alla sola identificazione della resistenza. I parametri più importanti sono:

• potenza del motore,
• tensione nominale,
• corrente nominale,
• frequenza nominale,
• numero di poli del motore
• velocità di rotazione nominale del motore,
• corrente del motore in funzionamento senza carico.

L’autotuning statico è un compromesso tra sicurezza di esecuzione e qualità del modello del motore. Non fornisce un risultato accurato quanto l’autotuning rotazionale, ma in molte applicazioni industriali è sufficiente, soprattutto quando la priorità è avviare la macchina senza smontare giunto, cinghia, riduttore o elementi meccanici.

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Autotuning rotazionale quando è necessaria la massima precisione del modello del motore

L’autotuning rotazionale è il metodo più preciso di identificazione dei parametri del motore negli inverter Yaskawa. Permette di creare un modello matematico più preciso del motore, cosa molto importante nelle applicazioni che richiedono un buon controllo della coppia, funzionamento stabile con carico variabile e controllo vettoriale più accurato.

Prima di eseguire l’autotuning rotazionale è necessario inserire, tra gli altri:

• la potenza nominale del motore,
• la tensione nominale del motore,
• la corrente nominale del motore,
• la frequenza nominale,
• il numero di poli,
• la velocità di rotazione nominale.

La differenza più importante consiste nel fatto che l’autotuning rotazionale richiede la libera rotazione dell’albero del motore. Ciò significa che prima di iniziare la procedura il motore deve essere scollegato dal carico oppure bisogna assicurarsi che la rotazione dell’albero non crei pericoli per persone, macchina e processo. Durante l’identificazione il motore inizierà a ruotare, quindi l’area di lavoro deve essere adeguatamente messa in sicurezza.

In pratica conviene utilizzare l’autotuning rotazionale quando l’azionamento lavora in un’applicazione che richiede maggiore precisione, stabilità e ripetibilità. Può riguardare, tra gli altri, trasportatori, sistemi di posizionamento, macchine confezionatrici, macchine utensili, ventilatori a carico variabile, pompe di processo o azionamenti dopo modernizzazione.

Come scegliere il giusto autotuning per Yaskawa GA500 e Yaskawa GA700?

La scelta del metodo di autotuning dipende dall’applicazione, dall’accessibilità del motore, dai requisiti di controllo e dalla possibilità di ruotare l’albero in sicurezza. Non sempre il metodo più avanzato può essere eseguito su un impianto di produzione in funzione.

In modo semplificato si può adottare la seguente regola:

• Line to Line Resistance conviene sceglierlo quando è necessaria una rapida identificazione dei parametri di base e non è possibile far ruotare il rotore.
• Autotuning statico è adatto quando il motore rimane collegato alla macchina, ma è necessaria un’identificazione più precisa dei parametri elettrici.
• Autotuning rotazionale è la scelta migliore quando il motore può essere scollegato dal carico in sicurezza e l’applicazione richiede la massima qualità di controllo possibile.

L’inverter compatto Yaskawa GA500 viene molto spesso utilizzato in applicazioni in cui contano l’avviamento rapido, il risparmio di spazio nel quadro e il funzionamento affidabile in tipici compiti di azionamento. Yaskawa GA700 è invece spesso scelto per applicazioni più esigenti, in cui sono importanti funzionalità più ampie, flessibilità di controllo e possibilità di lavoro in sistemi di automazione più complessi.

Indipendentemente dal modello di inverter, la procedura di avviamento deve essere condotta in modo metodico. Prima bisogna controllare collegamento, alimentazione, parametri del motore, modalità di controllo e segnali di ingresso. Solo dopo conviene eseguire l’autotuning e il test di funzionamento dell’azionamento nelle reali condizioni della macchina.

Sintomi di configurazione errata o autotuning non corretto

Una parametrizzazione errata dell’inverter o un autotuning scelto in modo non corretto possono dare sintomi simili a un guasto hardware. Per questo motivo, nell’assistenza industriale è importante non sostituire subito inverter, motore o cavi prima di aver verificato la configurazione dell’azionamento.

I sintomi tipici dei problemi di configurazione includono:

• il motore non parte nonostante il segnale di start corretto,
• l’inverter segnala un errore durante il tentativo di avviamento,
• l’azionamento lavora in modo instabile a basse velocità,
• il motore non raggiunge la velocità impostata,
• si verifica una coppia troppo bassa all’avviamento,
• compaiono sovraccarichi o allarmi di sovracorrente,
• il motore si surriscalda eccessivamente,
• la macchina lavora in modo irregolare dopo la sostituzione dell’inverter,
• l’inverter non si comporta come il precedente convertitore nella stessa applicazione.

Questi sintomi possono derivare da corrente nominale inserita in modo errato, tensione non corretta, numero di poli sbagliato, velocità nominale inadeguata, modalità di controllo selezionata in modo errato, problemi con l’encoder, errori nella comunicazione industriale o danneggiamento dei circuiti di potenza. Per questo una diagnostica efficace dovrebbe comprendere sia i parametri dell’inverter sia le misurazioni elettriche e l’analisi delle condizioni di lavoro della macchina.

Assistenza, riparazione e parametrizzazione degli inverter Yaskawa nella pratica

Negli stabilimenti industriali l’inverter è un elemento critico per la continuità della produzione. Il suo guasto o una configurazione errata possono fermare la linea, ridurre l’efficienza della macchina o causare un funzionamento instabile del processo. Per questo, in caso di problemi con gli inverter Yaskawa, vale la pena considerare non solo la sostituzione del dispositivo, ma anche diagnostica, riparazione, rigenerazione e nuova parametrizzazione.

Nell’ambito del servizio di assistenza è possibile eseguire, tra l’altro:

• diagnostica dell’inverter Yaskawa dopo un guasto,
• controllo dei circuiti di potenza e dell’elettronica di controllo,
• verifica del circuito intermedio DC, dell’alimentazione e dei circuiti di misura,
• controllo di ingressi, uscite e segnali di comando,
• test dell’inverter con motore,
• ripristino o correzione dei parametri,
• parametrizzazione dell’inverter per una specifica applicazione,
• esecuzione dell’autotuning e prove funzionali,
• rigenerazione del convertitore, se il suo stato tecnico lo consente,
• modernizzazione del sistema di azionamento durante la sostituzione di un vecchio inverter con un modello più nuovo.

La riparazione di un inverter Yaskawa può essere particolarmente conveniente quando il dispositivo lavora in una macchina esistente, ha una configurazione insolita oppure la sua rapida sostituzione con un nuovo modello comporterebbe la necessità di riprogettare il controllo. In molti casi una diagnostica corretta, la rigenerazione e il nuovo settaggio dei parametri consentono di ripristinare il lavoro dell’azionamento senza costosi fermi e senza il rischio di sostituire accidentalmente il dispositivo con un modello non compatibile.

Nel caso di modernizzazione è importante anche l’analisi dell’intero sistema. Un nuovo inverter Yaskawa può richiedere l’adattamento dei parametri al motore esistente, al modo di impostazione della velocità, ai segnali dal PLC, dal pannello HMI, dall’encoder, dai moduli I/O e ai requisiti tecnologici della macchina. Per questo la modernizzazione non dovrebbe limitarsi al solo montaggio del dispositivo nel quadro.

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Bibliografia:

• Yaskawa Electric Corporation, “GA500 AC Micro Drives for Industrial Applications”, Technical Manual, No. SIEP C710617 53C, 06.2023, Giappone. [Online]. https://www.yaskawa.eu.com/Global%20Assets/Downloads/Technical_Documentation/Inverter_Drives/GA500/GA500_TM_EN.pdf [accesso: 08.05.2026]
• Yaskawa Electric Corporation, “GA700 Series AC Drive for Industrial Applications”, Technical Manual, No. SIEP C710617 05I, 10.2023, Giappone. [Online]. https://www.yaskawa.eu.com/Global%20Assets/Downloads/Technical_Documentation/Inverter_Drives/GA700/SIEP_C710617_05I_GA700_TM_EN.pdf [accesso: 08.05.2026]