Un fallo de sobretensión en un variador de frecuencia, que aparece como OV, Ou o F005 según la marca, significa que la tensión del bus de CC interno del variador superó su límite seguro y el variador disparó para protegerse.
En una línea de producción real la causa casi nunca es el variador. Es la carga, que devuelve energía más rápido de lo que el variador puede deshacerse de ella. Esta guía explica por qué se producen los fallos de sobretensión en los variadores y cómo eliminarlos.
Puntos clave
Dentro de cada variador de frecuencia hay un bus de CC: un banco de condensadores que mantiene la tensión de alimentación rectificada que el variador vuelve a trocear en una salida de frecuencia variable para el motor. El variador vigila esa tensión del bus constantemente.
Cuando supera el umbral de disparo (en un variador de 400 V, normalmente alrededor de 800 V CC), el variador entra en fallo y deja que el motor se detenga por inercia en lugar de permitir que la sobretensión dañe los condensadores o los transistores de salida.
El nombre del fallo depende de la marca: F005 en un Allen-Bradley PowerFlex 525, OV u Ou en muchos otros, un código de sobretensión en los variadores Yaskawa y Mitsubishi. El código cambia; la física no.
1. La deceleración de una carga de alta inercia, con mucho la más común. Cuando una carga en giro decelera más rápido de lo que se detendría por sí sola, el motor se convierte en generador y devuelve energía al variador.
Esa energía no tiene otro sitio adonde ir que el bus de CC, y la tensión del bus sube. Un transportador cargado, un ventilador grande, una centrífuga o un volante de inercia al que se le pide parar en un par de segundos disparará por sobretensión cada vez.
2. Una alimentación alta o con picos. Si la tensión de red ya es alta, o la planta tiene transitorios de conmutación y picos, el bus rectificado queda cerca del punto de disparo y pequeños eventos lo hacen superarlo. Mida la tensión de alimentación real.
Es un trabajo con tensión dentro del armario, así que requiere una persona cualificada con un instrumento debidamente clasificado y el EPI contra arco eléctrico que exige su planta, o bien lea el monitor del bus de CC del propio variador (vea más abajo). Una red nominal de 400 V que funciona a 440 V eleva el bus en reposo de unos 565 V a unos 620 V, lo que deja menos margen para la energía que devuelve una carga en deceleración.
Una tensión de red alta por sí sola rara vez dispara un variador; convierte una parada al límite en un disparo.
3. Una resistencia de frenado ausente o averiada. Los variadores pensados para frenar en seco usan una resistencia de frenado que disipa como calor la energía devuelta, conectada por un transistor o un chopper de frenado. Si la resistencia está desconectada, abierta o subdimensionada, la energía no tiene adónde ir y el bus sube.
4. La regeneración de una carga arrastrante. Algunas cargas arrastran al motor incluso cuando debería estar reteniendo: un transportador en bajada, un polipasto que baja un peso, un desbobinador bajo tensión. El motor genera de forma continua y, sin una forma de devolver o disipar esa energía, el variador entra en fallo.
Alargue el tiempo de deceleración. La solución más sencilla. Dé a la carga más tiempo para frenar, de modo que la energía devuelta entre poco a poco en lugar de inundar el bus. Si una deceleración más larga es aceptable para el proceso, esto por sí solo elimina la mayoría de los disparos por sobretensión.
La seguridad primero: una resistencia de frenado está conectada al bus de CC, que sigue cargado después de desconectar la alimentación, y una resistencia en funcionamiento puede estar tan caliente como para quemar.
Bloquee la alimentación del variador, espere al menos el tiempo de descarga indicado en la etiqueta de advertencia del variador (tres minutos en un PowerFlex 525, cinco minutos en los variadores Yaskawa), después mida entre DC+ y DC- y confirme cero voltios antes de tocar la resistencia o su cableado. Una pantalla apagada no significa que el bus esté descargado.
Instale o revise una resistencia de frenado dinámico. Cuando el proceso necesita una parada rápida, una resistencia y un chopper de frenado bien dimensionados disipan la energía que devuelve la carga. Confirme que la resistencia está conectada, intacta y dimensionada para la carga. Es la respuesta estándar para las paradas de alta inercia.
Active la regulación del bus del propio variador. Muchos variadores pueden alargar automáticamente la rampa de deceleración cuando el bus empieza a subir. Se cambia una parada más larga por la ausencia de disparo. Úsela como alternativa a una resistencia de frenado, no junto con ella, y no espere que resuelva una regeneración continua. Un PowerFlex 525 genera un Stall Fault si el regulador mantiene la rampa durante un minuto completo.
Corrija la alimentación. Si la red está alta, corrija la toma del transformador o la tensión de alimentación. Si el problema son los transitorios, una reactancia de línea los suaviza y da más margen al bus.
Para una regeneración continua, dimensione para ella. Una carga arrastrante necesita una resistencia de frenado apta para servicio continuo o un variador regenerativo de cuatro cuadrantes que devuelva la energía a la red. Un variador estándar con una resistencia pequeña seguirá disparando.
Las causas reales de hardware de un disparo por sobretensión son raras: un circuito de medida de la tensión del bus averiado o un transistor de frenado bloqueado abierto. Sospeche del variador solo después de confirmar que la tensión de alimentación está dentro del rango y que la deceleración y el frenado son correctos. En la mayoría de las líneas, sustituir un variador por un fallo de sobretensión es sustituir la pieza equivocada.
Un disparo por sobretensión durante la puesta en marcha es esperable. El mismo variador disparando por sobretensión cada vez que se detiene es una decisión de dimensionamiento que nunca se tomó: la deceleración es demasiado agresiva para la inercia, o falta el frenado. Los equipos que eliminan estos fallos no se limitan a rearmarlos, registran qué variador dispara, en qué ciclo de trabajo, con qué frecuencia, y lo usan para la corrección.
Ese registro es lo que captura un CMMS con conectividad a PLC: cada disparo contra el activo, de modo que una sobretensión recurrente se convierte en una orden de trabajo para añadir una resistencia de frenado en lugar de un rearme cada noche. Si los fallos de variador le roban tiempo de producción, lea cómo Fabrico registra el tiempo de inactividad y cómo los reincidentes salen a la luz pronto.
Fabrico es software de OEE, seguimiento del tiempo de inactividad y mantenimiento. No vendemos repuestos ni servicios de reparación.
Lecturas relacionadas: códigos de fallo del PowerFlex 525, donde F005 es la sobretensión, y códigos de fallo de los variadores Yaskawa.
Cada variador muestra la tensión de su bus de CC en directo, por ejemplo el parámetro b005 [DC Bus Voltage] en un PowerFlex 525. En reposo el bus está cerca de 1,4 veces la tensión de red, es decir, unos 565 V con una alimentación de 400 V. Obsérvelo durante una parada normal.
Si sube hacia el nivel de disparo solo mientras el motor decelera (810 V CC en un PowerFlex 525 de 380 a 480 V), la carga está regenerando y la solución es el tiempo de deceleración o el frenado. Si ya está alto con el motor parado, mire la alimentación, no la carga.
En un PowerFlex 525, P042 [Decel Time 1] fija la rampa de parada y viene en 10 segundos por defecto, A437 [DB Resistor Sel] habilita una resistencia de frenado externa y fija su nivel de protección, y A550 [Bus Reg Enable] activa o desactiva el regulador del bus. Viene activado de fábrica.
En los variadores Yaskawa, L3-04 (Stall Prevention during Deceleration) cumple la misma función y también viene activado por defecto, y el manual de la opción de frenado de Yaskawa indica ajustarlo a 0 cuando se instala una resistencia de frenado u otra opción de frenado. Cambie un ajuste cada vez y registre el resultado en el variador.
Con el variador bloqueado y el bus verificado a cero voltios, revise la propia resistencia: mida su valor y compárelo con su etiqueta y con la resistencia mínima que da el manual del variador, y busque daños por calor y bornes flojos.
Después compruebe que el variador sabe que la resistencia está ahí. En un PowerFlex 525, una resistencia conectada a un variador con A437 [DB Resistor Sel] todavía en 0 (Disabled) nunca se conecta, así que el variador dispara por sobretensión exactamente como si faltara la resistencia.
¿Qué causa un fallo de sobretensión en un variador? Casi siempre decelerar demasiado rápido una carga de alta inercia, de modo que el motor devuelve energía al bus de CC. Una tensión de alimentación alta, una resistencia de frenado ausente o una carga arrastrante son las otras causas.
¿Cómo evito que un variador dispare por sobretensión? Alargue el tiempo de deceleración, instale o repare una resistencia de frenado dinámico bien dimensionada o, si no hay resistencia, active la regulación de la tensión del bus, y confirme que la alimentación no está alta.
¿Cuál es el nivel de disparo por sobretensión en un variador de 400 V? Normalmente alrededor de 800 V en el bus de CC, aunque el valor exacto está en el manual del variador. El bus es aproximadamente 1,4 veces la tensión alterna de alimentación, así que una red alta reduce el margen del que dispone el variador para la energía regenerada.
¿Un fallo de sobretensión significa que el variador está averiado? Rara vez. Normalmente significa que el sistema devuelve más energía de la que el variador puede disipar. Revise la alimentación, el tiempo de deceleración y el frenado antes de sospechar del variador.
Los disparos por sobretensión se agrupan en torno a un perfil de deceleración o a un problema de alimentación, así que se repiten. Hasta que cada disparo se registra con su duración, siguen invisibles en las cifras de tiempo de inactividad; una vez registrados, el seguimiento de la disponibilidad señala el variador y el turno en el que hay que cambiar la rampa.
Fabrico es una plataforma MES y OEE en la nube para fabricantes, con monitorización del OEE verificada por visión por ordenador, conectividad con PLC, sensores IoT y la gestión del mantenimiento (CMMS) integrada.
Iniciar sesión
Blog
