Pannes courantes des onduleurs et solutions

1. Défaut de surintensité

La surintensité est l'un des défauts les plus fréquents rencontrés lors du fonctionnement d'un onduleur. Pour mieux protéger l'onduleur, une protection multi-niveaux contre la surintensité est généralement mise en œuvre. En fonction de la gravité de la surintensité, elle peut être classée dans les situations suivantes : surintensité du module de puissance, surintensité matérielle et surintensité logicielle. Généralement, la surintensité du module de puissance est le défaut de niveau le plus élevé. Le seuil de surintensité matérielle est significativement inférieur au seuil de surintensité du module de puissance mais supérieur au seuil de surintensité logicielle. En termes de vitesse de réponse, le blocage matériel est plus rapide que le logiciel.

Le mécanisme de déclaration de surintensité du module de puissance est généralement le suivant : la conception matérielle déclenche le signal FAULT sur le côté primaire de l'optocoupleur lorsque le courant de conduction de l'IGBT dépasse considérablement le seuil de surintensité matérielle (généralement pas plus de 6 fois le courant nominal de l'IGBT). Le circuit matériel bloque ensuite la sortie du signal PWM et transmet ce signal à la broche de la puce de contrôle. Le logiciel répond à ce signal par une interruption, arrêtant immédiatement et bloquant toute opération ultérieure.

Le mécanisme de déclaration de surintensité matérielle est généralement le suivant : en utilisant un circuit comparateur matériel, lorsque le courant dépasse le seuil de surintensité matérielle, le circuit matériel bloque la sortie du signal PWM et transmet le signal de défaut à la broche de la puce de contrôle. Le logiciel répond par une interruption, s'arrêtant immédiatement.

Le mécanisme de déclaration de surintensité logicielle est généralement le suivant : après l'échantillonnage des courants triphasés, le logiciel calcule la valeur efficace. Cette valeur efficace est comparée au seuil de surintensité logicielle. Si elle dépasse le seuil, un défaut de surintensité logicielle est signalé et l'onduleur s'arrête.

Généralement, le dépannage et la résolution des défauts de surintensité peuvent impliquer les étapes suivantes :

1. Si l'onduleur a fonctionné normalement et signale occasionnellement un défaut de surintensité du module de puissance, essayez d'abord de réinitialiser le défaut. Si la réinitialisation échoue, le module de puissance peut être endommagé et nécessiter un remplacement.
2. Si la réinitialisation réussit, envisagez si les conditions de fonctionnement ont changé (par exemple, surcharge momentanée/blocage provoquant un courant élevé soudain). Si causé par une anomalie externe, éliminez la cause pour maintenir un fonctionnement stable. Si le changement est intentionnel (par exemple, augmentation de la demande de charge ou charge d'impact), réduisez les pics de courant en prolongeant le temps d'accélération, ajustez les paramètres PI de la boucle de vitesse/courant pour optimiser les performances de contrôle, ou activez la fonction de prévention de blocage de surintensité.
3. Si la réinitialisation réussit sans changement des conditions externes, vérifiez le circuit de sortie de l'onduleur pour détecter les défauts de terre ou les courts-circuits. Éliminez tout défaut trouvé. S'il n'y en a pas, observez l'amplitude du courant tout au long du cycle de fonctionnement. Si stable sans pics significatifs, envisagez l'interférence de bruit électrique et inspectez le câblage/la mise à la terre.
4. Lors de la mise en service, si des défauts de surintensité se produisent facilement, vérifiez d'abord les paramètres corrects de l'onduleur et du moteur, y compris la correspondance des puissances de l'onduleur et du moteur. Si les paramètres sont corrects et la puissance est adaptée mais que le défaut persiste, effectuez une identification dynamique des paramètres pour assurer l'exactitude des paramètres du moteur.
5. Si une surintensité se produit lors du démarrage sous contrôle V/f, vérifiez si le réglage de renforcement de couple est trop élevé et réduisez-le si nécessaire. Vérifiez également si les paramètres de la courbe V/f sont inappropriés et ajustez-les en conséquence.
6. Si le démarrage se fait alors que le moteur tourne librement, une surintensité peut se produire. Attendez que le moteur s'arrête complètement avant de démarrer, ou définissez la méthode de démarrage sur démarrage en vol/suivi de rotation.

II. Défaut de surtension

La surtension est également l'un des défauts d'onduleur les plus courants. Pour protéger l'onduleur, une protection multi-niveaux contre la surtension est généralement mise en œuvre. En fonction de la gravité, elle est généralement classée en surtension matérielle et surtension logicielle.

Généralement, le seuil de surtension matérielle est supérieur au seuil de surtension logicielle, et le blocage matériel est plus rapide. Le mécanisme de déclaration de surtension matérielle est généralement le suivant : en utilisant un circuit comparateur matériel, lorsque la tension de la ligne continue dépasse le seuil matériel, le circuit matériel bloque la sortie du signal PWM et signale la puce de contrôle. Le logiciel répond par une interruption, s'arrêtant immédiatement.

Le mécanisme de déclaration de surtension logicielle est généralement le suivant : après l'échantillonnage de la tension de la ligne continue, le logiciel la compare au seuil logiciel. Si elle est dépassée, un défaut de surtension logicielle est signalé et l'onduleur s'arrête.

Le dépannage et la résolution des défauts de surtension impliquent généralement :

1. Si une quantité significative d'énergie est régénérée vers le réseau, vérifiez si un résistor de freinage (BRU) est installé et de taille adéquate.
2. Si l'énergie régénérée est modérée, essayez de prolonger le temps de décélération pour réduire la régénération, ou ajustez les paramètres PI de la boucle de vitesse/courant pour améliorer les performances de contrôle.
3. Si une régénération modérée avec des pics de tension momentanés se produit (par exemple, perte soudaine d'une charge lourde) et que la position/le temps d'arrêt ne sont pas critiques, activez la fonction de prévention de blocage de surtension. A utiliser avec prudence, car cela peut empêcher un arrêt opportun ; ne pas utiliser là où la position d'arrêt est critique.
4. Si l'énergie régénérée est très faible, vérifiez si la tension d'entrée triphasée est excessive.
5. Vérifiez si le moteur est entraîné par une force externe (par exemple, charge excessive). Si c'est le cas, éliminez cette force.

III. Perte de phase d'entrée

La perte de phase d'entrée est un autre défaut d'onduleur relativement courant. Les mécanismes de déclaration varient selon le fabricant/modèle mais se divisent généralement en deux types :

1. Détection logicielle : deux tensions de ligne sont échantillonnées et converties en tensions de phase. L'équilibre des phases est calculé pour déterminer si les conditions de perte de phase sont remplies.
2. Détection matérielle : un circuit dédié détecte la perte de phase et signale la puce de contrôle via une broche. Le logiciel surveille l'état de cette broche pour déterminer la perte de phase.

Si une perte de phase est détectée, un défaut est signalé et l'onduleur s'arrête (ou génère une alarme dans certains cas).

Le dépannage et la résolution impliquent généralement :

1. Vérifiez l'intégrité et la sécurité des connexions d'alimentation triphasée d'entrée.
2. Vérifiez que toutes les phases d'alimentation d'entrée sont présentes (aucun fusible grillé, aucun disjoncteur sauté).
3. Si 1 & 2 sont confirmés OK, surveillez l'alimentation d'entrée et vérifiez la logique de contrôle pour toute séquence de déconnexion/réconnexion automatique.

IV. Surcharge de l'onduleur

La surcharge de l'onduleur est un défaut occasionnellement signalé. Les mécanismes de déclaration varient mais sont généralement :

1. Méthode d'accumulation thermique : le logiciel calcule une valeur d'accumulation thermique basée sur le courant (et possiblement d'autres facteurs) au fil du temps, la comparant à un seuil de conception. Dépasser le seuil déclenche un défaut de surcharge et un arrêt.
2. Caractéristique inverse du temps : en fonction de la courbe de surcharge conçue pour l'onduleur, le logiciel calcule combien de temps une surintensité spécifique est autorisée. Le chronomètre commence lorsque la surintensité se produit ; dépasser le temps autorisé déclenche le défaut et l'arrêt.

Le dépannage et la résolution impliquent généralement :

1. Vérifiez si le cycle de fonctionnement de la charge (temps ON/OFF) respecte la courbe de surcharge de l'onduleur. Ajustez ou réduisez le courant de charge pour éviter de dépasser les limites de durée de la courbe.
2. Vérifiez si la puissance du moteur dépasse la puissance nominale de charge continue de l'onduleur. Si la charge est vraiment importante, sélectionnez un onduleur de plus grande puissance.

V. Blocage du moteur

Le blocage du moteur est un autre défaut occasionnellement signalé par les onduleurs. En substance, l'onduleur commande au moteur d'atteindre une certaine vitesse et fournit un couple important, mais le moteur ne tourne pas correctement, restant dans un état de blocage.

Les conditions généralement requises pour déclencher un défaut de blocage du moteur sont :

1. Le courant de couple de retour dépasse le seuil de courant de blocage défini et cette condition dure plus longtemps que le temps de blocage défini.
2. Pendant cette période, la vitesse réelle du moteur est inférieure au seuil de fréquence de blocage défini.
3. L'onduleur n'est pas en mode de contrôle V/f (puisque V/f n'a pas de retour de vitesse, la détection de blocage n'est pas possible).

Le dépannage et la résolution des défauts de blocage du moteur impliquent généralement :

1. Vérifiez si une force externe empêche physiquement la rotation du moteur. Éliminez la cause.
2. Ajustez les paramètres de fréquence de blocage et de seuil de courant de blocage en fonction des besoins de l'application.
3. Vérifiez si la puissance du moteur/charge dépasse les capacités de l'onduleur. Si c'est le cas, sélectionnez un onduleur de taille appropriée.