Soluções eficazes para tipos comuns de avarias em variadores de frequência

Uma unidade de frequência variável (VFD) desempenha um papel importante no controlo do funcionamento de um motor elétrico. Ajuda-o a controlar a velocidade do seu motor variando a sua frequência e a tensão de alimentação.

Controlar a velocidade do motor com a ajuda de um variador de frequência ajuda-o a poupar energia e a melhorar a eficiência do sistema, a fazer corresponder a velocidade do variador aos requisitos do processo, a fazer corresponder o binário ou a potência do variador aos requisitos do processo e a reduzir a tensão mecânica nos dispositivos acionados pelo motor. Para além de todas estas utilizações de um variador de frequência, é importante garantir o seu bom funcionamento. Se houver irregularidades no seu funcionamento, é aconselhável procurar um serviço fiável de reparação de variadores de frequência AC para o ajudar a resolver o problema.

Existem muitas razões diferentes para as falhas dos VFDs que precisam de ser tratadas imediatamente antes de se tornarem problemas maiores. Se estiver a ter falhas de sobretensão, a observar um funcionamento irregular ou a ouvir ruídos estranhos no interior da sua VFD, isso é indicativo de um problema que o seu dispositivo está a ter.

Antes de contactar um serviço profissional de reparação de variadores de frequência AC, pode tentar resolver a avaria do VFD que está a ocorrer, com base no motivo da avaria.

Falhas comuns em accionamentos de frequência variável

Acumulação de pó, óleo e humidade no conversor de frequência

Esta é a razão mais comum para as falhas nos variadores de frequência. A acumulação refere-se à acumulação de pó que se combina com a humidade no ambiente da fábrica, que contém óleo, humidade e partículas de metal.

Quando esta poeira se começa a acumular no seu VFD, atrai mais humidade e restringe o fluxo de ar, que é essencial para o funcionamento correto do variador. Por fim, o excesso de humidade gera mais calor no VFD para contrabalançar o efeito da humidade, o que provoca uma série de eventos indesejáveis. Isto resultará numa diminuição gradual do desempenho do seu VFD, seguida de uma paragem súbita.

Se quiser evitar que este problema ocorra, é importante limpar todo o aparelho regularmente. Certifique-se de que não há lugar para a acumulação de pó no interior ou no exterior do aparelho.

Para além da limpeza regular, é importante garantir que utiliza o VFD adequado ao ambiente da fábrica. Se o ambiente da sua fábrica tiver uma humidade mais elevada, recomenda-se a utilização de VFDs selados em vez dos que têm aberturas laterais para arrefecimento.

É importante notar que uma limpeza e manutenção adequadas podem evitar a acumulação de pó e humidade no VFD, o que ajudará a prolongar a sua vida útil e a evitar falhas prematuras.

Sobreaquecimento

O variador de frequência também pode sobreaquecer quando a corrente fornecida excede o nível nominal do variador ou quando a instalação tem ligações soltas.

O calor excessivo provoca a explosão de condensadores e outros componentes críticos do seu VFD. Pode também causar curto-circuitos que não queimam um fusível, mas que são suficientemente fortes para desligar o controlador.

A forma mais comum de evitar este problema é utilizar sondas de temperatura para verificar todas as ligações no acionamento e no motor. Certifique-se sempre de que a temperatura está em conformidade com os requisitos originais do fabricante. Além disso, certifique-se de que mantém um ambiente limpo e devidamente ventilado para evitar a acumulação.

É importante notar que o sobreaquecimento pode danificar seriamente os componentes do VFD e afetar o desempenho do VFD. A manutenção de um controlo regular da temperatura e a prevenção da acumulação de calor são medidas importantes para garantir um desempenho ótimo e evitar falhas na VFD.

Excesso de humidade

A humidade provoca corrosão no variador, danificando as placas de circuito. Se o seu VFD funcionar 24 horas por dia, gera calor suficiente para evitar a condensação interna.

Pode utilizar desumidificadores para evitar o excesso de humidade, certificando-se de que não pingam perto de equipamentos electrónicos. Para além disso, escolher um conversor de frequência com caixa selada pode ajudá-lo a resolver este problema.

A humidade excessiva pode ser prejudicial para os componentes electrónicos dos VFDs, uma vez que pode causar corrosão e deterioração das placas de circuito. A utilização de medidas como desumidificadores e a seleção de VFDs com um invólucro selado podem ajudar a evitar a acumulação de humidade e proteger o funcionamento adequado do conversor.

É importante manter um ambiente limpo e seco para evitar problemas relacionados com a humidade no variador de frequência. A prevenção e o controlo da humidade são factores-chave para garantir a durabilidade e o desempenho ideal da unidade de frequência variável.

Falhas no circuito de alimentação eléctrica

Os variadores de frequência são dispositivos electrónicos que requerem uma fonte de alimentação estável e de qualidade para um funcionamento adequado. A fonte de alimentação fornece a energia necessária para alimentar os componentes internos do variador e para gerar a frequência e tensão adequadas para controlar o motor.

No entanto, problemas na fonte de alimentação podem causar várias falhas no circuito de alimentação do conversor de frequência. Alguns dos problemas mais comuns incluem:

• Flutuações de tensãoAs flutuações de tensão referem-se a alterações inesperadas na amplitude da tensão fornecida. Estas flutuações podem assumir a forma de aumentos (sobretensões) e diminuições (subtensões) da tensão nominal. Estas flutuações repentinas podem afetar componentes sensíveis do conversor, tais como circuitos de controlo e transístores de potência, e causar mau funcionamento ou danos permanentes.
• Quedas de tensãoOs cortes de tensão ocorrem quando a tensão fornecida cai abaixo dos níveis esperados durante um período de tempo. Estes cortes de tensão podem ser causados por problemas na alimentação eléctrica, tais como uma sobrecarga no sistema ou uma má ligação. Quando a tensão desce abaixo do nível necessário para o funcionamento correto do conversor, os componentes internos podem ter dificuldade em executar corretamente as suas funções, o que resulta num fraco desempenho do conversor.
• Picos actuaisOs picos referem-se a aumentos súbitos e transitórios da corrente eléctrica fornecida ao conversor. Estes picos de corrente podem ser causados por eventos como arranques súbitos de motores de alta potência no mesmo sistema elétrico ou choques eléctricos externos. Os picos de corrente podem sobrecarregar os componentes do conversor e causar danos nos circuitos de alimentação, levando a avarias no conversor.

Para mitigar estes problemas, é aconselhável utilizar dispositivos de proteção, como reguladores de tensão, filtros de linha e supressores de picos de tensão. Estes dispositivos podem ajudar a estabilizar a fonte de alimentação e proteger o conversor dos efeitos prejudiciais das flutuações de tensão, quedas de tensão e picos de energia.

Além disso, é essencial realizar uma análise e um projeto adequados do sistema elétrico no qual o variador de frequência será instalado. Isto implica avaliar a qualidade da fonte de alimentação, considerar as cargas existentes e conceber uma infraestrutura eléctrica que cumpra os requisitos do variador. Um sistema elétrico bem concebido, com uma fonte de alimentação estável, ajudará muito a evitar falhas no circuito de alimentação do conversor de frequência.

Ligações soltas

Se o seu variador de velocidade começar a comportar-se de forma irregular, pode dever-se a ligações soltas no circuito. As ligações soltas são frequentemente causadas por ciclos de calor e vibrações ao longo do tempo, resultando em arcos voltaicos perigosos.

Pode evitar este problema monitorizando regularmente os vários componentes do variador de velocidade. Verifique se existem condensadores com saliências ou fugas, ventoinhas danificadas, corrosão ou vestígios na placa de circuitos.

As ligações soltas podem ser um problema grave, uma vez que podem gerar resistência adicional no circuito, levando a um mau contacto elétrico. Isto pode resultar em flutuações de tensão, aquecimento excessivo dos componentes e, em última análise, mau funcionamento do conversor de frequência.

Para evitar ligações soltas, é importante efetuar uma manutenção regular no VFD. Isto envolve a inspeção visual de todas as ligações e cabos para garantir que estão apertados e sem sinais de desgaste ou danos. Além disso, recomenda-se a realização de testes de resistência nas ligações eléctricas para verificar a sua integridade e corrigir imediatamente quaisquer problemas de ligações soltas.

É essencial garantir que o variador de velocidade é instalado num ambiente adequado que minimize a vibração e as alterações de temperatura. Isto pode incluir a utilização de suportes e dispositivos de amortecimento para reduzir a vibração e manter uma temperatura ambiente estável.

Ao prestar atenção às ligações soltas e ao tomar medidas preventivas, pode evitar avarias no VFD e garantir que o sistema funciona de forma segura e fiável. Lembre-se de que, se não tiver experiência ou conhecimentos técnicos, é aconselhável consultar um profissional qualificado para efetuar inspecções e manutenção adequadas da unidade de frequência variável.

Problemas nos componentes electrónicos

As unidades de frequência variável são dispositivos complexos que contêm uma variedade de componentes electrónicos essenciais para um funcionamento adequado. Estes componentes incluem transístores de potência, condensadores, díodos, entre outros. Cada um destes componentes desempenha um papel crucial na conversão de energia eléctrica e no controlo da frequência e da tensão fornecidas ao motor.

Quando um ou mais destes componentes electrónicos falham, pode ocorrer uma série de problemas no variador de frequência. Alguns dos problemas mais comuns associados a falhas de componentes electrónicos incluem:

• Perda de potênciaOs transístores de potência são componentes chave no conversor de frequência que controlam o fornecimento de potência ao motor. Se um ou mais transístores de potência falharem, isso pode resultar numa perda de potência para o conversor, o que afecta diretamente a capacidade de fornecer a potência necessária ao motor.
• Instabilidade do regime do motorAs unidades de frequência variável permitem um controlo preciso da velocidade do motor através da variação da frequência e da tensão fornecidas. Se houver falhas nos componentes electrónicos relacionados com a regulação da frequência e da tensão, isso pode levar à instabilidade da velocidade do motor, o que afecta negativamente o desempenho do sistema controlado.
• Incapacidade de arrancarr: Alguns componentes electrónicos, tais como díodos, são essenciais para a fase de arranque do conversor de frequência. Se estes componentes falharem, o conversor pode não conseguir arrancar o motor corretamente, resultando numa incapacidade de arrancar o motor ou em arranques instáveis.

É importante notar que o diagnóstico e a reparação dos componentes electrónicos de um variador de frequência requerem conhecimentos técnicos especializados e experiência na manutenção de equipamentos eléctricos. Em muitos casos, é necessário utilizar equipamento e ferramentas de teste específicos para identificar e substituir os componentes defeituosos.

A implementação de um programa regular de manutenção preventiva, incluindo inspecções periódicas e testes de componentes electrónicos, pode ajudar a detetar potenciais problemas antes de se tornarem falhas completas. Além disso, seguir as recomendações do fabricante quanto à vida útil e substituição dos componentes pode contribuir para a fiabilidade e o desempenho ideal do variador de frequência.

As falhas nos componentes electrónicos dos variadores de frequência podem ter um impacto significativo no seu funcionamento. A identificação e substituição atempadas dos componentes defeituosos é essencial para manter a eficiência e a fiabilidade do sistema controlado pelo variador de frequência.

Utilização de um motor/máquina incorreto(a)

Se ligou o seu variador de frequência a um motor ou máquina incompatível, o seu desempenho irá inevitavelmente degradar-se, eventualmente, se não imediatamente. Há algumas máquinas que funcionam bem com um arrancador suave em vez de um variador de frequência.

Certifique-se sempre de que verifica a compatibilidade do motor/máquina antes de proceder à ligação do seu VFD ao dispositivo.

Como engenheiro de manutenção eléctrica, é importante compreender a importância de utilizar o motor ou a máquina certa em combinação com um variador de frequência. Cada motor tem requisitos específicos de controlo de velocidade e variação de frequência, e nem todos os motores são compatíveis com todos os VFDs.

Ao ligar um VFD a um motor ou máquina incompatível, podem ocorrer vários problemas. Estes podem incluir diminuição do desempenho do motor, funcionamento instável, aumento do consumo de energia ou mesmo danos nos componentes do VFD devido a requisitos incompatíveis de tensão, corrente ou frequência.

É importante efetuar uma avaliação cuidadosa antes de selecionar o conversor de frequência correto para uma aplicação específica. Isto implica ter em conta os requisitos da máquina ou do motor, tais como a potência nominal, o fator de potência, o tipo de carga e as caraterísticas de velocidade necessárias. Consultar as especificações do fabricante e procurar aconselhamento junto de especialistas em variadores de frequência pode ajudá-lo a evitar problemas associados à utilização de um motor ou máquina incorrectos.

Configuração e programação incorrectas

A configuração e a programação adequadas de um conversor de frequência são essenciais para o seu funcionamento correto e para assegurar um desempenho ótimo do motor controlado. No entanto, uma configuração ou programação incorrecta pode causar uma série de problemas.

Há uma série de parâmetros de controlo num variador de frequência que devem ser corretamente definidos para se adequarem às caraterísticas e requisitos do motor e da aplicação em particular. Alguns dos parâmetros comuns que devem ser corretamente configurados incluem a frequência de saída, a tensão de saída, os limites de corrente, as rampas de aceleração e desaceleração, entre outros.

Se estes parâmetros não forem corretamente definidos, podem ocorrer vários problemas no funcionamento do inversor e do motor, tais como:

• Frequência ou tensão incorrectaSe os parâmetros de saída não forem definidos corretamente, o conversor pode fornecer uma frequência ou tensão inadequada ao motor. Isto pode afetar o desempenho do motor, uma vez que este pode não funcionar à velocidade ou binário desejados. Por exemplo, se a frequência de saída for demasiado baixa, o motor pode funcionar a uma velocidade mais lenta do que a necessária, o que pode afetar o desempenho do sistema controlado.
• Instabilidade de desempenhoUma configuração incorrecta do acionamento pode levar a instabilidades no desempenho do motor. Isto pode manifestar-se em flutuações inesperadas na velocidade, vibrações ou mesmo paragens súbitas do motor. Estas instabilidades podem ser o resultado de parâmetros de controlo inadequados, tais como rampas de aceleração ou desaceleração muito acentuadas, ou definições incorrectas de controlo em circuito fechado.
• Sobrecarga ou subutilização do motorUma configuração incorrecta do acionamento também pode levar a uma sobrecarga ou subutilização do motor. Por exemplo, se os limites de corrente forem definidos demasiado altos, o motor pode ser sobrecarregado, o que pode levar a sobreaquecimento e danos nos componentes internos. Por outro lado, se os limites de corrente forem definidos para valores demasiado baixos, o motor pode não receber energia suficiente e pode não atingir a sua capacidade máxima de desempenho.

Para evitar estes problemas, é essencial ter pessoal com formação e experiência na configuração e programação de variadores de frequência. Além disso, é aconselhável seguir as instruções e diretrizes fornecidas pelo fabricante do variador e efetuar testes exaustivos para verificar o funcionamento correto antes da implementação num sistema em funcionamento.

Uma configuração e programação incorrectas podem ter um impacto significativo no desempenho e operacionalidade do inversor e do motor controlado. O conhecimento técnico e as melhores práticas são essenciais para garantir a configuração correta e o funcionamento ideal do conversor.

Ignorar os sinais de aviso

Finalmente, a razão mais negligenciada para as falhas nos variadores de frequência é a ignorância. Se os primeiros sinais de aviso forem ignorados, um problema relativamente pequeno pode transformar-se num problema muito maior, com implicações mais graves.

Como engenheiro de manutenção eléctrica, é fundamental estar atento aos sinais de aviso que podem indicar potenciais problemas no variador de velocidade. Estes sinais podem incluir ruídos anormais, vibrações invulgares, flutuações na frequência ou tensão de saída, sobreaquecimento excessivo ou erros na interface de controlo.

Ignorar estes sinais de aviso pode ter consequências negativas a longo prazo. Um problema que poderia ter sido facilmente resolvido numa fase inicial pode agravar-se e causar danos mais graves nos componentes do VFD, resultando num mau funcionamento geral ou mesmo na avaria completa do dispositivo.

Para evitar isto, é importante estabelecer um programa de manutenção preventiva que inclua inspecções regulares, testes e monitorização das condições de funcionamento do VFD. Ao detetar e tratar precocemente os sinais de aviso, podem ser evitadas falhas catastróficas e pode ser assegurado um desempenho fiável e duradouro do VFD. Além disso, recomenda-se que sejam seguidas as diretrizes e recomendações do fabricante para a manutenção e funcionamento seguros do equipamento.

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