Lenze 9200 – Peut-on le démarrer après une panne, comment le réparer et que faut-il vérifier avant de le remplacer ?

Lenze 9200 – Construction, diagnostic et réparation de servovariateurs dans la pratique industrielle

La série Lenze 9200 est l’une des séries d’entraînements les plus reconnaissables et les plus durables dans le domaine de l’automatisation industrielle. Dans la pratique, on trouve des appareils de cette série dans les machines-outils à commande numérique, les lignes d’emballage, les machines d’impression et les applications multi-axes exigeant une dynamique élevée et un positionnement précis.

La série 9200 de Lenze est appréciée depuis des années pour sa conception robuste, sa grande longévité et ses performances stables, même en cas d’utilisation intensive. La marque Lenze propose des systèmes d’entraînement modernes qui allient efficacité énergétique et dynamique de commande élevée. Dans de nombreuses usines, le servomoteur Lenze 9200 fonctionne sans interruption depuis plusieurs années, ce qui confirme la qualité industrielle de sa fabrication.

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Architecture modulaire – configuration flexible du système

La série 9200 est conçue avec une architecture modulaire. Le système comprend trois modules de puissance et sept modules d’asservissement, ce qui permet de construire des applications à axe unique ou à axes multiples.

Modules de puissance:

• 9212 (9212_E) – 4,9 kW
• 9215 (9215_E) – 16,5 kW
• 9217 (9217_E) – 33 kW

Modules d’asservissement:

• 9222 (9222_E)
• 9223 (9223_E)
• 9224 (9224_E)
• 9225 (9225_E)
• 9226 (9226_E)
• 9227 (9227_E)
• 9228 (9228_E)

Dans la pratique, le terme Lenze 9220 est parfois utilisé pour désigner les modules 922x. Le module Lenze 33.9222_E, par exemple, est utilisé dans des configurations dynamiques et de forte puissance.

Caractéristiques électriques et possibilités de commande du Lenze 9200

Le servovariateur Lenze de la série 9200 fonctionne avec des servomoteurs asynchrones dont les courants de crête sont compris entre 8 A et 82 A. L’alimentation électrique est assurée par un courant alternatif triphasé 3×400 V (plage admissible 330-528 V).

Le contrôle est effectué numériquement à l’aide d’un microcontrôleur 16 bits et de trois ASIC, ce qui garantit un contrôle de haute précision. Le servomoteur permet :

• le contrôle des vecteurs,
• travailler dans les quatre quadrants,
• Contrôle du couple et de la vitesse dans la propulsion et le freinage,
• modification des paramètres sans éteindre l’appareil.

Les sorties des sections de l’onduleur sont protégées contre les courts-circuits, ce qui accroît la sécurité de fonctionnement.

Variantes de puissance disponibles – importance de la puissance de crête

Pour l’ingénieur, ce n’est pas seulement la puissance nominale qui est déterminante, mais aussi la possibilité de fonctionnement en surcharge. Le Lenze 9200 est disponible dans les variantes suivantes :

• 4,9 kW (puissance de pointe 12 kW)
• 16,5 kW (puissance de pointe 37 kW)
• 33 kW (puissance de pointe 60 kW)

Cela signifie que l’unité de 4,9 kW, par exemple, peut temporairement atteindre une puissance de pointe de 12 kW, ce qui se traduit par un couple de démarrage élevé. La variante de 16,5 kW permet d’atteindre brièvement 37 kW, tandis que la version la plus puissante de 33 kW atteint même une puissance de pointe de 60 kW.

Ces caractéristiques font du servovariateur Lenze 9200 un outil idéal pour les applications dynamiques. Toutefois, un fonctionnement fréquent dans la plage de puissance maximale peut accélérer l’usure des condensateurs de liaison CC et des modules IGBT.

Lenze 9200 – Variateur ou servomoteur ?

Dans la pratique, le variateur Lenze 9200 est parfois appelé servocontrôleur ou servovariateur Lenze. Techniquement, il s’agit d’un servocontrôleur Lenze 9200 avancé qui combine la fonction d’un convertisseur de puissance avec un système de contrôle de mouvement précis.

Par rapport au variateur Lenze classique utilisé pour les entraînements asynchrones, la série 9200 offre une dynamique et une précision de régulation nettement supérieures.

Les défauts les plus courants du Lenze 9200 – diagnostic pratique

Problèmes de liaison DC

L’un des domaines de défaillance les plus courants du Lenze 9200 est le circuit intermédiaire de la liaison CC. Dans les appareils fonctionnant pendant plusieurs années, il est naturel que les condensateurs électrolytiques se dégradent, ce qui entraîne une augmentation de l’ondulation de la tension et des erreurs de sous-tension ou de surtension. L’augmentation de l’ondulation de la tension exerce une pression supplémentaire sur les modules IGBT et peut accélérer leur défaillance.

Conseil technique : la mesure de l’ESR des condensateurs et l’analyse de l’ondulation de la tension sur le bus CC à l’aide d’un oscilloscope permettent de détecter le problème à un stade précoce, avant que le module de puissance ne subisse des dommages secondaires.

Dommages aux modules d’asservissement 9222-9228

Les modules d’asservissement sont les composants les plus sollicités du système et les plus susceptibles de tomber en panne. Dans la pratique, nous constatons des perforations de transistors IGBT, des dommages sur les pilotes de grille et des courts-circuits phase-phase sur les servomoteurs Lenze 9200. Ces phénomènes résultent souvent d’une surcharge ou d’un fonctionnement trop long dans la plage de puissance de crête de 12 kW, 37 kW ou 60 kW.

Avant de redémarrer l’appareil, il est essentiel de vérifier la résistance entre les phases et contre PE et d’exclure un court-circuit du côté du moteur. Si vous omettez cette étape, vous risquez d’endommager à nouveau le module.

Problèmes liés à l’encodeur et à la section de contrôle

L’instabilité de la régulation de vitesse, les pics de couple ou les erreurs de communication sont souvent dus à des problèmes dans la voie de retour. Le servovariateur Lenze de la série 9200 nécessite des tensions auxiliaires stables de 5 V et 15 V – leurs écarts peuvent entraîner un fonctionnement instable de la logique de commande.

Lors du diagnostic, il est utile d’analyser les signaux du codeur à l’aide d’un oscilloscope et de vérifier l’ondulation des tensions auxiliaires sous charge. Souvent, ce n’est pas le codeur lui-même qui est à l’origine des problèmes, mais la partie alimentation de l’électronique.

Surchauffe et dégradation du système de refroidissement

Après de nombreuses années d’utilisation, les dissipateurs sont encrassés, les ventilateurs sont moins performants et la pâte conductrice thermique se dégrade. Un servomoteur Lenze 9200 fonctionnant à des températures élevées peut générer des erreurs thermiques et réduire la durée de vie des modules de puissance.

Un entretien régulier – nettoyage des conduits de refroidissement, vérification du débit d’air et remplacement des pièces d’usure – prolonge considérablement la durée de vie de l’appareil et la stabilité de ses performances.

Pourquoi réparer le Lenze 9200 ?

Grâce à sa conception modulaire, la réparation du Lenze 9200 est souvent plus rentable que le remplacement de l’ensemble du système. Le remplacement d’un module 9212, 9215, 9217 ou 922x défectueux permet de rétablir l’ensemble des fonctionnalités sans toucher à la mécanique de la machine et sans modifier la configuration de l’application.

Du point de vue de la maintenance, cela signifie des temps d’arrêt plus courts, des coûts d’investissement plus faibles et l’absence de nécessité de mettre à niveau l’armoire de commande. Des diagnostics et des réparations correctement effectués permettent au système de rester pleinement fonctionnel pendant des années.

Le Lenze 9200 reste une solution d’entraînement durable et performante. Un servomoteur Lenze correctement entretenu peut continuer à fonctionner de manière stable même après de nombreuses années d’utilisation. La surveillance systématique de l’état de la liaison CC, l’analyse de l’historique des surcharges et le contrôle des sections d’alimentation et de refroidissement sont essentiels.

Pour les services de maintenance, cela signifie une chose : dans de nombreux cas, le servovariateur Lenze 9200 peut être réparé efficacement et retrouver sa pleine efficacité, ce qui permet d’éviter le remplacement coûteux de l’ensemble du système d’entraînement.

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