Variadores PowerFlex 4, 40 y 70: Códigos de error, fallos comunes y repuestos para su correcto funcionamiento.
Lea la descripción completa del catálogo antes de realizar cualquier pedido. El prefijo indica la familia. El resto de la información especifica el bastidor, la clase de voltaje, la clasificación y el tipo de carcasa.
22A = PowerFlex 4.
22B = PowerFlex 40.
22F = PowerFlex 4M.
20A = PowerFlex 70.
20AD = PowerFlex 70.
20AE = PowerFlex 70.
Los adaptadores de comunicación llevan el prefijo 20-COMM.
20-COMM-E para EtherNet/IP.
20-COMM-C para ControlNet.
20-COMM-D para DeviceNet.
20-COMM-P para PROFIBUS.
Teclados: 22-HIM-A3 y 22-HIM-C2S.
Resistencias de frenado: serie 20-DR.
Las piezas de repuesto para estas unidades se encuentran únicamente bajo esos prefijos. Si un vendedor le ofrece un precio que no coincide con ninguno de los prefijos mencionados, deténgase y verifíquelo. El prefijo de la familia es fundamental. Todo lo demás depende de él.
Verifique el chasis. Un chasis 22B tipo C no es lo mismo que un chasis 22B tipo A. Son de la misma familia, pero tienen un disipador de calor, un ventilador, un sistema de montaje y una etapa de potencia diferentes.
El chasis determina el ventilador, el disipador, la separación entre terminales y la disposición de la placa. Realice el pedido por chasis, no solo por familia. No existe un ventilador genérico "PowerFlex 40". Se trata de un ventilador específico para el chasis PowerFlex 40, y el número de pieza varía según la letra del chasis.
El inventario antiguo se distribuye a través de canales de excedentes. Los números pueden ser incorrectos. Confirme la cadena completa en la etiqueta del disco con la lista del proveedor antes de realizar el pago. Consulte la gama Allen-Bradley en Allen-Bradley range cuando necesite hacer coincidir un prefijo con una unidad en stock.
Las clases de voltaje aparecen en la cadena del catálogo. Léalas allí, no de memoria.
Monofásico de 240 V.
Trifásico de 240 V.
Trifásico de 400 V.
Trifásico de 480 V.
Rangos de potencia nominal, expresados de forma general:
PowerFlex 4 cubre aproximadamente la banda de 0,2 a 2,2 kW. Depende del formato.
PowerFlex 40 cubre aproximadamente la banda de 0,4 a 11 kW. Depende del formato.
PowerFlex 70 se extiende más alto. Depende del marco.
Estas bandas son solo orientativas. La potencia exacta en kW y HP por bastidor debe consultarse en la cadena de catálogo del variador y en el manual correspondiente. No seleccione el tamaño de repuesto basándose en la banda. Seleccione el tamaño según la etiqueta.
Una tabla de clasificación publicada aquí sería errónea para algunos. Las letras del bastidor abarcan múltiples clasificaciones en distintas clases de voltaje, y las versiones monofásicas y trifásicas del mismo bastidor no tienen la misma potencia en kW. La etiqueta es la única fuente que no puede inducir a error.
En la práctica: fotografíe la etiqueta. Anote la cadena de caracteres completa del catálogo, el voltaje de entrada, la potencia de salida (kW o HP), la corriente de salida y la carcasa. Esa fotografía es su formulario de pedido.
Si la etiqueta se ha caído y la máquina sigue funcionando, hay un problema. En ese caso, se debe localizar la corriente a plena carga (FLA) y el voltaje del motor en la placa de características, medir la corriente de funcionamiento y seleccionar un marco que cubra la FLA con margen. Esta es la solución alternativa, no la preferida.
Las entradas monofásicas aparecen en los recuadros más pequeños. Las trifásicas predominan en la parte superior de la banda pequeña. No dé por sentado que un variador que funciona con 240 V trifásicos aceptará 240 V monofásicos. Compruebe la clase en la cadena.
Los modelos PowerFlex 4 y PowerFlex 40 disponen de un puerto DSI (Drive Serial Interface) RS-485.
El PowerFlex 70 utiliza adaptadores DPI y 20-COMM para la conexión en red.
El puerto DSI de los modelos 4 y 40 transmite comunicación serial y tráfico de teclado. Es sencillo, de dos cables y propenso a errores de conexión. Los adaptadores 20-COMM del modelo 70 se insertan en la unidad y le proporcionan conectividad de red: EtherNet/IP, ControlNet, DeviceNet o PROFIBUS.
Los teclados son extraíbles. Un teclado de un PowerFlex 4 se puede instalar en otro PowerFlex 4 de la misma familia. Lo mismo ocurre con los modelos 40 y 70. Este es el método de diagnóstico más rápido. Coloque un teclado que funcione correctamente en una unidad de pantalla averiada y compruebe si la pantalla vuelve a funcionar.
Si la pantalla se enciende al cambiar el teclado, la falla está en el teclado o en sus contactos. Si la pantalla permanece apagada con un teclado que funciona correctamente, la falla está en el variador y la fuente de alimentación de control es la principal sospechosa.
Un teclado es un terminal, no un elemento fijo. Trátelo como una pieza de repuesto y lleve uno consigo. Un 22-HIM-A3 o un 22-HIM-C2S en el almacén cubre a toda una familia.
Las fallas se quedan registradas. Estas unidades no se borran automáticamente. Una vez corregida la causa, la unidad necesita un reinicio explícito.
Métodos de reinicio: tecla Stop/Set del teclado, entrada digital programada para restablecer la configuración de seguridad o reinicio del sistema. Elija uno y úselo siempre de forma consistente para que la siguiente persona conozca la secuencia.
Fallo | Significado | Primeras comprobaciones
F004 | Subtensión | Desequilibrio de la tensión de entrada, terminaciones de línea o motor sueltas, condensadores de bus débiles bajo carga
F005 | Sobretensión | Tiempo de desaceleración frente a la inercia de carga, regeneración desde la carga, resistencia de frenado instalada
F007 | Sobrecarga del motor | Ajuste de FLA del motor según la placa de características, bloqueo mecánico, temperatura del motor
F008 | Sobretemperatura del disipador | Aletas del disipador bloqueadas o sucias, funcionamiento del ventilador de refrigeración, temperatura ambiente
F013 | Falla a tierra | Aislamiento del motor, daños en el cable, humedad en la caja de bornes del motor
Disparo por subtensión en el bus de CC. El bus cayó por debajo del nivel que el variador necesita para mantener la salida estable.
Primer sospechoso: la tensión de entrada. Mida las tres fases bajo carga, no en reposo. La caída de tensión que solo se observa cuando la máquina está en funcionamiento es la que importa.
Segundo posible problema: conexiones sueltas. Tanto en el lado de la línea como en el del motor. Una conexión de alta resistencia provoca una caída de tensión bajo corriente. Apriete, inspeccione si hay decoloración por calor y reemplace cualquier terminal que parezca quemado.
Tercer sospechoso: condensadores del bus defectuosos. El bus se cae bajo carga, pero se mantiene estable con carga ligera. Esto se debe a la antigüedad del sistema, no a un fallo en el cableado. Consulte la sección sobre antigüedad.
Registre el historial del código. Si F004 aparece solo en ciclos de alta carga, la entrada o el circuito del motor están sobrecargando el bus más allá de lo que la fuente de alimentación puede soportar.
Disparo por sobretensión en el bus de CC. El bus superó el nivel que tolera el variador.
Primer sospechoso: el tiempo de desaceleración frente a la inercia de la carga. Una carga de alta inercia que se detiene demasiado rápido transfiere energía de vuelta al autobús. Prolongue la rampa de desaceleración hasta que el viaje se detenga por completo.
Segundo sospechoso: la regeneración de la carga. Una carga de sobrecarga o una carga impulsada que se mueve más rápido de lo ordenado devuelve energía. Esto ocurre con las cargas gravitatorias en polipastos y cintas transportadoras.
Tercer sospechoso: falta de resistencia de frenado. Si la aplicación regenera energía, la solución es una resistencia de frenado de la serie 20-DR. Sin ella, el bus no tiene dónde descargar la energía.
Compruebe si el variador tenía la opción de resistencia de frenado y si aún está conectada. Una resistencia de frenado desconectada o defectuosa convierte una desaceleración normal en una sobretensión.
Sobrecarga del motor. El variador detecta que el motor está consumiendo más energía de la que puede soportar su capacidad térmica.
Primera comprobación: compare el valor de FLA del motor con el de la placa de características. Un valor de FLA incorrecto es la causa más común. Alguien cambia el motor y deja el valor de FLA anterior en el variador.
Segunda comprobación: bloqueo mecánico. Un cojinete atascado, una cinta transportadora bloqueada, una bomba obstruida. El motor consume más energía porque la carga consume más.
Tercera comprobación: temperatura del motor. Palpe la carcasa, revise el bobinado y confirme que el sistema de refrigeración del motor funciona correctamente. Un motor con el ventilador averiado se calienta demasiado y activa la protección contra sobrecarga.
No active el FLA para detener el viaje a menos que la placa de características lo justifique. Eso enmascara la falla y daña el motor.
El disipador de calor se ha sobrecalentado. La etapa de potencia se está calentando demasiado.
Primera comprobación: las aletas del disipador de calor pueden estar obstruidas o sucias. Polvo, pelusa, fibras de papel, neblina de aceite. Cualquier recubrimiento en las aletas las aísla e impide la transferencia de calor.
Segunda comprobación: funcionamiento del ventilador de refrigeración. En muchos casos, el ventilador debería funcionar siempre que la unidad esté encendida, y en otros, bajo demanda. Un ventilador que se ha detenido o ha disminuido su velocidad suele ser el inicio de la mayoría de los eventos F008.
Tercera comprobación: temperatura ambiente. Un disco duro en un gabinete cerrado, o en un gabinete con un sistema de ventilación defectuoso, experimenta altas temperaturas ambiente y se desconecta incluso con las aletas limpias.
El código F008 es una señal de advertencia. Detectarlo a tiempo permite reemplazar el ventilador. Si se ignora, el siguiente problema será una falla en la etapa de potencia.
Fallo a tierra. Hay una fuga de corriente desde la salida a tierra.
Primera comprobación: aislamiento del motor. Un megóhmetro en los cables del motor, con el motor desconectado del variador.
Segunda comprobación: daños en el cable. Revise el recorrido en busca de pellizcos, rozaduras, filtraciones de agua y daños causados por roedores.
Tercera comprobación: humedad en la caja de bornes del motor. Condensación, agua pulverizada, prensaestopas suelto. El agua en la caja de bornes produce una falla a tierra que aparece y desaparece con las condiciones climáticas.
Desconecte el motor antes de descartar el variador. Un variador que activa el código F013 con los cables del motor desconectados presenta una falla interna. Un variador que activa el código solo con los cables conectados presenta una falla en el cable o en el motor.
Estos códigos se quedan fijos. El disco duro mantiene el fallo hasta que alguien lo reinicia. Eliminar el síntoma sin corregir la causa solo hace que el fallo reaparezca.
Rutas de reinicio: Teclado Stop/Reset. Entrada digital programada para reinicio por fallo. Ciclo de encendido. El ciclo de encendido es el más lento y el que menos información proporciona. Se recomienda una entrada de reinicio programada para que la máquina pueda borrarse del sistema de control.
Registre cada falla. El orden y la frecuencia importan. Una falla F008 al año es un recordatorio para limpiar el filtro. Tres fallas F008 en una semana indican que hay que limpiar el ventilador.
Los códigos F004 y F005, en conjunto, indican un fallo mecánico o de conexión, no del variador. Lea ambos códigos, no uno solo.
Los códigos F007 y F013 apuntan conjuntamente al motor y su cable. Compruebe el motor antes de conectar el variador.
El código F008, tras un funcionamiento prolongado sin problemas, indica que el problema está en el ventilador, el filtro o la salida de aire del gabinete. Primero, verifique el flujo de aire.
El código de error es el punto de partida del diagnóstico, no la solución. La causa reside en la alimentación eléctrica, el circuito del motor, la mecánica o el entorno, y el código solo indica hacia dónde buscar.
Un terminal del motor suelto o un acoplamiento mecánico defectuoso pueden producir el código F004 y, segundos después, el F005.
La secuencia:
La conexión está floja. La corriente aumenta. El voltaje en el terminal disminuye. El bus cae. El interruptor F004 se dispara primero.
Entonces se restablece la conexión, o la carga se libera y el motor se descarga repentinamente. La corriente se interrumpe. El bus detecta la liberación de la carga como un pico de voltaje, o el impacto mecánico envía la inercia de vuelta a través del variador. El interruptor F005 se dispara al producirse el rebote.
El código F004 seguido de F005 en un breve lapso de tiempo indica un problema mecánico o de conexión. No se trata de una falla del variador.
No reemplace el mecanismo de transmisión en este modelo. Vuelva a apretar los terminales del motor. Inspeccione el acoplamiento, la correa, la caja de engranajes y la chaveta. Compruebe si la máquina accionada presenta algún atasco que se pueda liberar.
Si reemplazas una unidad en esta firma, la nueva unidad presenta el mismo problema. La misma falla mecánica, el mismo par de códigos.
Trate el par como un único evento con dos caras: una caída y un pico. Encuentre la causa mecánica y ambos códigos se detendrán.
Los discos duros antiguos fallan en un orden predecible. La antigüedad, no las horas de uso, es la principal causa.
Los condensadores electrolíticos del bus de CC se secan. Su capacitancia disminuye. La resistencia serie equivalente aumenta.
El variador funciona correctamente con poca carga. Bajo carga, el bus se cae y el variador se dispara por baja tensión (F004). Si se le aplica carga nuevamente, vuelve a dispararse.
Esta es la señal clásica de fin de vida útil. Una unidad que activa el F004 solo bajo carga, con una entrada limpia y terminaciones ajustadas, apunta a los condensadores del bus.
El ventilador es el componente que más se consume en estas unidades. Funciona siempre que la unidad está en marcha. Cuando los cojinetes se resecan, el ventilador disminuye su velocidad y finalmente se detiene.
Un ventilador detenido provoca un sobrecalentamiento del disipador F008. Si se mantiene el F008 durante un tiempo prolongado, la etapa de potencia se sobrecalienta. El ventilador cuesta una fracción del precio de una unidad de disco.
Reemplace el ventilador según un programa de reemplazo o ante el primer indicio de ruido o disminución de velocidad. Los números de pieza del ventilador y del disipador de calor dependen del marco. Asegúrese de que coincidan con el marco.
Las sobretensiones transitorias y los rayos dañan el rectificador de entrada y los transistores IGBT de salida. Una sobretensión supera la protección de entrada y atraviesa una unión semiconductora.
La unidad deja de funcionar. No hay imagen en la pantalla o, si la hay, muestra un fallo permanente que no se puede solucionar. Un fallo en la etapa de alimentación suele requerir reparación o sustitución, no una reparación en campo.
En las zonas propensas a rayos, la protección de entrada no es meramente estética. Es lo que separa una tormenta de un trayecto sin salida.
La fuente de alimentación conmutada de la placa de control falla. La pantalla se queda en blanco. La unidad parece estar completamente muerta.
Antes de descartar la unidad, revise la fuente de alimentación de control. Una pantalla en blanco puede tener más de una causa, y una falla en la fuente de alimentación de control requiere una reparación a nivel de placa, no una reparación de la etapa de potencia.
Sustituir el teclado por uno que funcione correctamente permite determinar si el problema reside en la pantalla. Si la pantalla permanece apagada con un teclado en buen estado, la fuente de alimentación de control es la siguiente posible causa.
Los contactos del teclado y el puerto DSI o RJ se corroen. En zonas húmedas o donde se realizan lavados frecuentes, los contactos se oxidan y la conexión se vuelve intermitente.
Síntoma: Fallos intermitentes de comunicación. La unidad funciona, luego el teclado deja de funcionar y vuelve a funcionar. O bien, la red desconecta la unidad en el puerto DSI.
Limpie los contactos, inspeccione el puerto en busca de corrosión o pines doblados y sustituya el teclado por uno que funcione correctamente. Si el problema persiste con el teclado, reemplácelo. Si el problema se mantiene con la unidad, la falla reside en el puerto o en su placa.
El polvo conductor y la humedad del lavado provocan fallos de puesta a tierra y sobrecorrientes. El polvo metálico, el polvo de carbono, el aire salino y las salpicaduras reducen la resistencia de aislamiento entre terminales y placas.
A continuación se muestran los fallos a tierra, el código F013 y los disparos por sobrecorriente. El variador puede funcionar en seco y fallar en mojado. También puede funcionar en limpio y fallar después de un lavado.
Selle el recinto. Dirija el desagüe lejos de la entrada. Limpie con métodos secos siempre que sea posible. Una entrada mojada que ayer estaba bien y hoy está mojada indica hacia dónde fue el agua.
Los números de pieza del ventilador y del disipador de calor dependen del modelo. Realice su pedido según la letra del modelo. No existe un ventilador universal para toda la familia de ventiladores.
Conserve la letra del bastidor en la etiqueta de repuestos. Un estante lleno de ventiladores sin etiquetar es un estante lleno de piezas incorrectas.
No necesitas un ordenador portátil ni una herramienta de red para detectar la mayoría de los fallos. Seis pasos, en orden.
1. Lea la pantalla y registre el historial de códigos de error. Anote cada código y el orden en que aparecieron. La secuencia es más importante que cualquier código individual.
2. Mida el equilibrio y la caída de tensión en la entrada trifásica. Verifique las tres fases en reposo y bajo carga. Una fase que solo presenta caída de tensión bajo carga indica una falla real.
3. Mida el bus de CC durante una prueba con carga. Observe el bus mientras la máquina está en funcionamiento. Un bus que se cae bajo carga indica problemas con los condensadores o la fuente de alimentación, no con el motor.
4. Compruebe la resistencia de aislamiento del motor antes de culpar al variador. Desconecte el motor. Mida los cables con un megóhmetro. Un motor con mala conexión a tierra o húmedo puede provocar un fallo en un variador en buen estado.
5. Verifique los tiempos de aceleración y desaceleración en función de la carga. Los tiempos que eran correctos para la máquina antigua pueden no serlo para la reconstruida. La inercia de la carga varía a lo largo de la vida útil de una máquina.
6. Compruebe la temperatura ambiente y el flujo de aire de la unidad. Temperatura del gabinete, estado del filtro, funcionamiento del ventilador, distancias de seguridad. El calor es la causa principal de las desconexiones intempestivas.
Estos seis pasos permiten detectar la mayoría de las fallas en el campo antes de consultar el manual. Anote sus mediciones para que el siguiente técnico pueda continuar donde usted lo dejó.
Nota práctica: mida en los terminales del variador, no en el panel. Un voltaje correcto en el panel y una caída de voltaje en los terminales del variador indican que la falla se encuentra en el circuito entre ellos.
Nota de campo: compruebe el ajuste FLA del motor antes de realizar cualquier diagnóstico. Un valor FLA incorrecto puede hacer que un motor en buen estado parezca defectuoso.
Nota de campo: compare el recorrido con el ciclo de la máquina. Una falla que se produce en el mismo punto en cada ciclo es mecánica. Una falla que se produce aleatoriamente es eléctrica o ambiental.
Nota de campo: si el disco duro funcionó durante años y ahora falla, sospeche que las piezas están desgastadas antes que los ajustes. Nadie modificó los parámetros la semana pasada. Los condensadores y el ventilador sí se cambiaron.
Los variadores de frecuencia de repuesto para estas comprobaciones y sustituciones se encuentran listados en piezas de automatización industrial.
Tres rutas. Reparación, reemplazo o excedente del mismo número. Cada una tiene su lugar.
La reparación tiene sentido en unidades de mayor tamaño y cuando aún se dispone de placas base. A menudo, vale la pena reparar una unidad de disco de gran tamaño con una placa base o un ventilador averiado. El valor de la unidad es alto, las piezas mecánicas son sencillas y la reparación mantiene la configuración de parámetros y el cableado existentes.
Sustituya la unidad por una PowerFlex 525, 527 o 750 más reciente si el chasis es pequeño, la unidad está completamente obsoleta y la aplicación es estándar. Las unidades más nuevas ofrecen firmware actualizado, opciones de red actualizadas y soporte técnico. Para un chasis pequeño que realiza una tarea sencilla, la sustitución suele ser la opción más rentable.
Adquirir un disco duro usado del mismo número de catálogo es una solución legítima para mantener en funcionamiento una máquina antigua. Un disco usado con el mismo número de catálogo se instala fácilmente. Mismo montaje, mismas terminaciones, misma estructura de parámetros, mismo cableado. No requiere ninguna modificación.
El problema práctico: un disco de repuesto necesita la misma configuración de parámetros que el anterior. Número de catálogo diferente, estructura de parámetros diferente, configuración diferente.
Anote la lista de parámetros a mano o guárdela con el software de configuración del fabricante antes de que falle el disco duro antiguo. Una lista de parámetros escrita en papel vale más que un disco duro guardado en una caja cuando la máquina deja de funcionar.
Guarda los datos desde la unidad mientras aún funcione. Si la unidad antigua ya no funciona, reconstruye la lista a partir de los requisitos de la máquina y la placa de características del motor. Esto requiere tiempo que quizás no tengas.
Conserve la lista de parámetros registrada junto con la máquina. Pegue una copia dentro del gabinete. Si se cambia un disco duro a las 2 de la madrugada, la lista en la puerta del gabinete puede marcar la diferencia entre quince minutos y un turno completo.
El estante que mantiene en funcionamiento una máquina PowerFlex antigua.
Familia de piezas | Prefijo de catálogo | Por qué debería estar en el estante
Teclado | 22-HIM-A3, 22-HIM-C2S | Intercambio de pantalla y comunicación más rápido; cubre toda una familia
Adaptador de comunicación | 20-COMM (E, C, D, P) | Un fallo de red deja la unidad fuera de servicio; el intercambio restablece la comunicación en minutos.
Resistencia de frenado | Serie 20-DR | La resistencia faltante o defectuosa convierte la desaceleración normal en una sobretensión (F005).
Ventilador de refrigeración | Depende del bastidor | Consumible principal; un ventilador averiado provoca el error F008 y, posteriormente, un fallo en la etapa de alimentación.
Unidad de repuesto, mismo bastidor | 22A, 22B, 22F, 20A | Se instala fácilmente con la misma estructura de montaje, cableado y parámetros.
Unidad de repuesto, mismo número de catálogo | Mismo prefijo que la unidad averiada | Intercambio directo; evita tener que rediseñar una unidad de reemplazo con una estructura diferente.
Etiquete cada pieza de repuesto con la letra del bastidor y la cadena de catálogo completa. Un ventilador sin etiquetar es una pieza incorrecta.
Guarde la lista de parámetros registrados en la unidad de repuesto. Una unidad sin sus parámetros configurados es un estorbo el día que la necesite.
La regla es sencilla: coincidir el prefijo, el bastidor, la clase de voltaje y conservar los parámetros registrados. Consulte la gama completa de automatización industrial para conocer los repuestos necesarios para estas máquinas.
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