Onduleurs – Lenze 4800 et 4900 – les pannes les plus fréquentes et l’intérêt d’une réparation

Les onduleurs Lenze 4800 et 4900 sont des convertisseurs de courant continu industriels conçus pour l’entraînement de moteurs à courant continu. Bien que les entraînements à courant alternatif soient aujourd’hui prédominants dans de nombreuses applications, de nombreux systèmes équipés de moteurs à courant continu sont encore en service dans de nombreuses installations industrielles, en particulier dans la sidérurgie, l’industrie du papier, l’industrie lourde ou les anciennes lignes de process. Les convertisseurs Lenze 4800 et Lenze 4900 assurent depuis des années une régulation stable de la vitesse et du couple.

Dans cet article, nous abordons les défaillances les plus courantes des convertisseurs Lenze 4800 et 4900, les paramètres techniques, les différences fonctionnelles et répondons à la question clé : vaut-il la peine de réparer ces appareils ou est-il préférable d’opter pour une mise à niveau ?

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Lenze 4800 et Lenze 4900 – spécifications techniques et possibilités de contrôle

Les séries 4800 et 4900 de Lenze sont des convertisseurs de courant continu dont l’électronique de commande et le logiciel sont identiques. Cela signifie que du point de vue du diagnostic, de la maintenance et de la configuration, nous avons affaire à une architecture système très similaire.

Les appareils peuvent être alimentés par une tension alternative triphasée :

• 400 V AC (plage admissible 340-460 V)
• 500 V AC (plage admissible 410-550 V)

Gamme de puissance :

• Série 4900 – 400 V : de 6,7 kW à 504 kW
• Série 4800 – 400 V : de 152 kW à 552 kW
• Série 4900 – 500 V : de 13,1 kW à 630 kW
• Série 4800 – 500 V : de 189 kW à 690 kW

Conditions de température de fonctionnement :

• 0…+45°C – jusqu’à 85 kW (400 V) et jusqu’à 105 kW (500 V)
• 0…+35°C – de 105 kW à 552 kW (400 V) et de 131 kW à 690 kW (500 V)

En pratique, cela signifie qu’à des capacités plus élevées, le contrôle de la température de l’armoire de commande est crucial pour la fiabilité. De nombreuses pannes de modules de puissance résultent d’une surchauffe au-delà des conditions environnementales acceptables.

Systèmes de rétroaction – précision du contrôle

Les Lenze 4800 et 4900 obtiennent des informations sur les paramètres actuels du moteur par l’intermédiaire de l’appareil :

• rétroaction du résolveur (avec émulation de l’encodeur pour les systèmes maîtres),
• codeur incrémental,
• Générateur tachymétrique DC,
• couplage à partir de la tension d’induit.

Le contrôle de la vitesse peut être mis en œuvre avec une précision supérieure à 0,5 ‰ à une charge variable de 100 % en utilisant un résolveur ou un encodeur. Ce paramètre est encore tout à fait suffisant dans de nombreuses applications aujourd’hui.

En outre, les convertisseurs permettent de mémoriser quatre séries de paramètres utilisateur, ce qui, dans la pratique, permet de passer rapidement d’un mode à l’autre de la machine sans devoir procéder à une reconfiguration fastidieuse.

Différences fonctionnelles – travail à quatre quadrants

Tous les convertisseurs Lenze 4900 sont des appareils à quatre quadrants : ils permettent de modifier le signe de la tension et le sens du courant de la charge. Ils peuvent donc fonctionner en tant que :

• l’alimentation électrique lors du démarrage du moteur,
• la charge de freinage.

Le Lenze 4800 ne fonctionne comme convertisseur à quatre quadrants que sur une alimentation de 500 V CA. A 400 V, il fonctionne comme un convertisseur à deux quadrants. Cette caractéristique est importante lors de l’analyse d’applications nécessitant un freinage régénératif intensif.

Les pannes les plus fréquentes des Lenze 4800 et 4900 – le diagnostic de service dans la pratique

L’expérience du service après-vente montre que les défaillances des convertisseurs de courant continu Lenze 4800 et 4900 sont le plus souvent dues à des années d’utilisation, à des surcharges ou à des problèmes environnementaux.

Dommages aux modules d’alimentation

• percée des thyristors/éléments semi-conducteurs,
• endommager le circuit de commutation,
• une ondulation excessive du courant de sortie.

Conseil technique pratique : avant de redémarrer après une panne, il est essentiel de vérifier l’état du moteur à courant continu (isolation de l’induit, état des balais, collecteur) – les dommages secondaires au convertisseur sont souvent dus à des problèmes mécaniques dans le moteur.

Problèmes liés au système de retour d’information

• l’évanouissement du signal du résolveur,
• les erreurs du codeur incrémental,
• commande instable avec couplage de la tension d’induit.

Dans la pratique, la cause n’est souvent pas le convertisseur lui-même, mais des câbles de signaux défectueux ou des interférences CEM. Il est recommandé de mesurer le signal à l’aide d’un oscilloscope directement à l’entrée de l’électronique de commande.

Surchauffe et vieillissement des composants

• dégradation des condensateurs électrolytiques,
• la perte de performance des éléments de mesure actuels,
• endommager les ventilateurs et les systèmes de refroidissement.

Nous vous rappelons que pour les puissances supérieures à 105 kW (400 V) et 131 kW (500 V), la température de fonctionnement admissible descend à 35°C. Dans de nombreuses armoires de commande anciennes, ces conditions ne sont pas remplies.

Déclenchement des dispositifs de sécurité

Les Lenze 4800 et 4900 sont dotés de fonctions de sécurité avancées :

• la surveillance des composants du système et de l’entraînement,
• protection I * t,
• Protection contre la surcharge du moteur I²t,
• surveillance de la tension et de la fréquence du réseau,
• Autosynchronisation 50-60 Hz.

Le déclenchement fréquent de la fonction I²t peut indiquer une surcharge mécanique de la machine plutôt qu’un défaut du convertisseur lui-même.

Cela vaut-il la peine de réparer les Lenze 4800 et 4900 ?

Dans la plupart des cas, oui. Arguments techniques en faveur de la réparation :

• l’électronique de contrôle d’origine de haute qualité,
• contrôle précis de la vitesse,
• le fonctionnement à quatre quadrants (en particulier la série 4900),
• Grandes capacités – jusqu’à 690 kW.

La mise à niveau d’un système CC complet vers un système CA implique souvent le remplacement du moteur, la modification de la mécanique et des interférences avec le système hôte. Dans de nombreuses usines, la réparation d’un convertisseur Lenze 4800 ou 4900 est une solution économiquement viable et techniquement sûre.

Quand faut-il envisager un réaménagement ?

• le manque de disponibilité de certaines sources d’énergie,
• Dommages répétés résultant d’une surcharge de l’application,
• la reconstruction prévue de la ligne de traitement.

Lesonduleurs DC Lenze 4800 et 4900 restent des convertisseurs industriels robustes, dotés d’une puissance élevée et d’une très bonne précision de régulation. Un diagnostic correct, un contrôle de la température de fonctionnement et une inspection régulière des systèmes de rétroaction permettent de les faire fonctionner de manière fiable pendant de nombreuses années. Dans la grande majorité des cas, leur réparation est techniquement et économiquement justifiée.

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