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Códigos de falha do Siemens SINAMICS G120: F0001, F0002, F30001

Um inversor SINAMICS G120 que dispara com os códigos F0001, F0002 ou F30001 está protegendo a seção de potência de uma condição de corrente ou de barramento CC que ela não pode suportar com segurança. O código indica a categoria da falha, mas não significa que você precisa substituir o inversor imediatamente.

Índice

Com os inversores G120, a primeira pergunta de diagnóstico não é simplesmente "O que significa este código?", mas sim "Qual unidade de controle, módulo de potência e versão de firmware o geraram?".“

Os sistemas G120 antigos e os sistemas G120-2 posteriores usam formatos de número de falha diferentes. F0001 e F0002 são comuns em Unidades de Controle G120 de primeira geração com firmware antigo, enquanto F30001 e F30002 pertencem à estrutura de falha da unidade de potência no estilo SINAMICS, usada por Unidades de Controle como a CU240B-2 e a CU240E-2.

Este guia explica ambos os formatos, mostra como diferenciar problemas de motor e fiação de problemas de parâmetros ou do módulo de potência e fornece uma ordem prática de solução de problemas para trabalho em campo.

Escopo: Por que um G120 pode mostrar F0001 e outro mostra F30001?

O SINAMICS G120 é uma família de inversores modulares. Um inversor completo pode incluir uma Unidade de Controle, como CU240S, CU240E, CU240B-2, CU240E-2, CU250S-2 ou CU230P-2, e um Módulo de Potência separado, como PM240, PM240-2, PM250 ou PM230.

A unidade de controle e o firmware determinam como as falhas são numeradas e quais parâmetros, valores de falha e métodos de reinicialização estão disponíveis.

Como regra prática:

  • Os códigos F0001 e F0002 estão associados ao sistema de falhas de quatro dígitos anterior, encontrado nas plataformas G120 de primeira geração e em versões mais antigas do firmware.
  • F30001 e F30002 fazem parte do sistema de falhas de cinco dígitos da unidade de potência usado no G120-2 e em plataformas SINAMICS de gerações posteriores relacionadas.
  • O problema elétrico subjacente pode ser semelhante, mas as causas detalhadas, os valores de falha suplementares e o procedimento de diagnóstico devem ser consultados no manual da Unidade de Controle e do firmware específicos.

Antes de alterar qualquer parâmetro, registre o número de pedido da Unidade de Controle, o número de pedido do Módulo de Potência, a versão do firmware, a placa de identificação do motor, o código completo exibido e qualquer valor de falha disponível em r0949.

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Segurança antes da resolução de problemas em um SINAMICS G120

Somente pessoal qualificado deve trabalhar no sistema de acionamento.

Desconecte a alimentação da linha no lado de entrada do inversor, aplique o procedimento de bloqueio necessário e aguarde pelo menos cinco minutos para que os capacitores do barramento CC descarreguem. Em seguida, verifique a ausência de tensão usando um dispositivo de medição com a especificação adequada antes de tocar nos terminais da linha, do barramento CC, do freio ou do motor.

Um visor apagado ou uma ventoinha parada não comprovam que a unidade está desenergizada.

Nunca realize testes de resistência de isolamento ou de alta tensão enquanto o cabo do motor estiver conectado ao módulo de potência. Desconecte o cabo do inversor e teste-o. motor e o cabo de acordo com as instruções do fabricante.

Guia rápido de códigos de falha do SINAMICS G120

Esta tabela abrange falhas comuns na seção de potência relacionadas aos três códigos do título. Não se trata de uma lista completa de falhas do G120.

Código de falhaSignificadoPlataforma típicaPrimeiras verificações
F0001SobrecorrenteFirmware antigo do G120 / versões anterioresCurto-circuito na saída, falha de aterramento, dados do motor, tempo de rampa, carga mecânica
F0002sobretensão do barramento CCFirmware antigo do G120 / versões anterioresTempo de desaceleração, carga regenerativa, tensão de linha, sistema de frenagem
F0003SubtensãoFirmware antigo do G120 / versões anterioresTensão de entrada, fase ausente, contator, fusível, queda de tensão
F0004Sobretemperatura do inversorFirmware antigo do G120 / versões anterioresResfriamento, ventilador, temperatura ambiente, sobrecarga, frequência de pulso
F0005Sobrecarga do inversor I2tFirmware antigo do G120 / versões anterioresCiclo de trabalho, dimensionamento do inversor de frequência, demanda atual, refrigeração
F30001Sobrecorrente da unidade de potênciaG120-2 / firmware posteriorDados do motor, ligação estrela/triângulo, cabo de saída, carga, rampa, qualidade da linha
F30002Sobretensão no barramento CC da unidade de potênciaG120-2 / firmware posteriorp1121, tensão de linha, energia regenerada, configurações do controlador Vdc
F30003Subtensão do barramento CC da unidade de potênciaG120-2 / firmware posteriorTensão de entrada, fases da linha, dispositivos de comutação a montante
F30004superaquecimento do dissipador de calor da unidade de potênciaG120-2 / firmware posteriorVentilador, fluxo de ar, temperatura ambiente, carga, p1800
F30005Sobrecarga da unidade de alimentação I2tG120-2 / firmware posteriorCarga contínua, ciclo de trabalho, classificações do motor e do módulo de potência, p0640
F30011Falha de fase na linha principal do circuitoG120-2 / firmware posteriorFusíveis principais, equilíbrio de fase, distorção da alimentação, alimentador de motor
F30015falha de fase do cabo do motorG120-2 / firmware posteriorCabo U/V/W, contator de saída, conexão do motor, estabilidade de controle
F30021falha de aterramento da unidade de alimentaçãoG120-2 / firmware posteriorCabo do motor, isolamento do motor, circuito de freio, sensor de corrente
F30022Monitoramento da unidade de energia UceAlguns módulos de potênciaCurto-circuito na saída, problema no semicondutor de potência ou na fonte de alimentação do gate.

F0001: Sobrecorrente em um SINAMICS G120 antigo

F0001 significa que o inversor detectou uma condição de sobrecorrente. Nos primeiros sistemas G120, isso geralmente representa um desligamento de proteção permanente, e não uma indicação normal de que o inversor atingiu o limite de corrente ajustável.

As causas comuns incluem:

  • Um curto-circuito entre fases no cabo do motor ou no próprio motor.
  • Uma falha de aterramento no cabo ou enrolamento do motor.
  • Estágio de saída do módulo de potência danificado
  • Dados incorretos do motor ou aumento excessivo de tensão
  • Um período de inicialização muito curto.
  • Um motor ou carga mecânica que seja muito grande para o acionamento.
  • Conectar a um motor que já está girando sem a configuração adequada de reinicialização em movimento.

O que verificar primeiro para F0001

Comece pelo momento em que a viagem ocorre.

Se o código F0001 aparecer imediatamente ao ativar o comando de execução, suspeite de um curto-circuito na saída, falha de aterramento, conexão estrela/triângulo incorreta, motor em rotação, elevação excessiva de tensão ou estágio de potência danificado.

Se ocorrer durante a aceleração, verifique o tempo de rampa p1120, os dados da placa de identificação do motor, a demanda de corrente, o torque de partida e o travamento mecânico.

Se o problema ocorrer apenas em alta velocidade ou sob carga pesada, compare a corrente real com as especificações do motor e do inversor. Inspecione a máquina acionada para verificar se houve alguma alteração no processo, filtro obstruído, rolamento travado, esteira transportadora bloqueada, restrição na bomba ou outra fonte de torque excessivo.

Não considere o código p0640 como uma solução para o problema F0001. O controlador de limite de corrente pode reduzir a frequência de saída para controlar a corrente, mas um desligamento abrupto por sobrecorrente indica que o limite de proteção ainda foi excedido.

F0002 significa que a tensão do barramento CC subiu além do limite permitido.

O cenário de campo mais comum é a desaceleração rápida. Quando uma carga de alta inércia ou em regime de sobrecarga aciona o motor a uma velocidade superior à velocidade elétrica comandada, o motor regenera energia para o inversor. Essa energia eleva a tensão do barramento CC.

Outras causas incluem tensão de linha excessiva, tensão de alimentação de linha inserida incorretamente, configuração inadequada do controlador Vdc ou um sistema de frenagem que não consegue absorver a energia regenerada.

Como corrigir o erro F0002

  1. Aumentar o tempo de descida gradual p1121 e repetir o teste em condições controladas.
  2. Verifique se a carga é regenerativa, especialmente em centrífugas, ventiladores grandes, desenroladores, guindastes e transportadores descendentes.
  3. Meça a tensão da linha de entrada e compare-a com as especificações do inversor e do módulo de potência.
  4. Verifique a tensão de linha configurada em p0210 e as configurações aplicáveis do controlador de tensão do link CC.
  5. Verifique se o módulo de potência instalado suporta um resistor de frenagem interno ou externo e se o resistor e o ciclo de trabalho estão selecionados corretamente.

Não adicione um resistor de frenagem baseado apenas no nome da família G120. Os módulos PM230, PM240, PM240-2 e PM250 não gerenciam a energia regenerada da mesma maneira. Consulte o manual do hardware para obter informações precisas sobre o módulo de potência.

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F30001: Sobrecorrente na unidade de alimentação de um G120-2

O código F30001 significa que o Módulo de Potência detectou uma condição de sobrecorrente. A Siemens atribui uma reação OFF2, que remove os pulsos do inversor e permite que o motor funcione por inércia, a menos que a máquina possua outro mecanismo de parada.

O Manual de Listagem do Siemens CU240B-2/CU240E-2 identifica as seguintes possíveis causas:

  • Parametrização incorreta do controle em malha fechada
  • curto-circuito no motor ou falha de aterramento
  • Tempo de aceleração muito curto na operação U/f
  • A corrente nominal do motor é muito maior que a corrente nominal do módulo de potência em operação U/f.
  • Corrente de descarga ou recarga elevada durante uma interrupção de linha ou queda de tensão no barramento CC.
  • Reator de linha ausente ou conectado incorretamente onde um é necessário.
  • Conexão incorreta do cabo de alimentação
  • Cabo do motor mais comprido do que o permitido para a configuração.
  • Módulo de alimentação defeituoso
  • Fase de linha interrompida

Essa lista é útil porque evita um erro comum: presumir que todo código F30001 significa IGBTs com defeito. O módulo de potência é uma possível causa, mas o circuito do motor, os dados de comissionamento, a carga, a alimentação e a instalação devem ser verificados primeiro.

Use r0949 para restringir F30001

Em unidades de controle G120 posteriores, o r0949 armazena informações suplementares para a falha. Para F30001, a Siemens define o valor da falha bit a bit:

r0949 bitIndicação
Bit 0Sobrecorrente detectada na fase U
Bit 1Sobrecorrente detectada na fase V
Bit 2Sobrecorrente detectada na fase W
Bit 3Sobrecorrente detectada no link CC

Um valor zero significa que o inversor não identificou uma fase de sobrecorrente específica.

Leia r0949 antes de limpar o histórico de falhas. Uma indicação repetida em uma fase de saída indica a necessidade de uma verificação detalhada do cabo, enrolamento do motor, terminal e estágio de potência dessa fase. Uma indicação no barramento CC direciona a investigação para distúrbios na alimentação, corrente de recarga ou na seção de potência interna.

O valor da falha é uma evidência, não um veredicto final. Deve ser considerado juntamente com o tempo da falha, o estado de operação, a corrente real e o que a máquina estava fazendo quando o desligamento ocorreu.

F0001 vs. F30001: Trata-se da mesma falha?

Eles descrevem a mesma categoria geral de falhas, mas não são registros de falhas intercambiáveis.

ApontarF0001F30001
Sistema de códigoFormato inicial de quatro dígitosFormato SINAMICS posterior de cinco dígitos
Contexto comumFirmware G120 de primeira geração e versões anterioresUnidades de controle G120-2 e posteriores
SignificadoSobrecorrente do inversorSobrecorrente da unidade de potência
Diagnóstico complementarDepende da versão mais antiga da CU e do manual de parâmetros.r0949 pode identificar o envolvimento de enlaces U, V, W ou DC.
Manual de instruçõesManual compatível com a Unidade de Controle inicial e firmware.Manual de instruções correspondente à unidade de controle G120-2.

A abordagem correta é identificar o hardware instalado e usar o respectivo Manual de Instruções. Não insira um código de cinco dígitos em uma tabela de solução de problemas antiga de quatro dígitos nem presuma que todas as soluções antigas se aplicam sem alterações a um módulo de alimentação mais recente.

F30002: A Categoria de Sobretensão Equivalente Posterior

Em um sistema G120-2 mais recente, o código F30002 indica sobretensão no barramento CC do módulo de potência. As causas usuais são energia regenerada do motor, tensão de linha excessiva, ausência de fase na linha, controle de tensão do barramento CC desativado ou dinâmica inadequada do controlador de tensão CC.

O primeiro ajuste prático normalmente consiste em aumentar o tempo de redução de tensão (p1121). A Siemens também indica os tempos de arredondamento (p1130 e p1136), a configuração relevante do controlador Vdc, a configuração da tensão de linha (p0210) e as verificações de fase da linha.

Para o F30002, o r0949 registra a tensão do barramento CC no momento do disparo, em unidades de 0,1 V. Esse valor é particularmente útil para determinar se o problema decorre de um evento de desaceleração ou de uma alimentação de entrada instável/alta.

Verifique a tensão da linha, todas as fases da alimentação, os fusíveis e contatores a montante e a queda de tensão sob carga. Uma leitura de tensão normal em vazio não descarta uma conexão fraca que se rompe quando a corrente aumenta.

F30004: Superaquecimento do dissipador de calor

Verifique o funcionamento do ventilador, as vias de circulação de ar, a temperatura do gabinete, a presença de contaminantes, a carga do motor e a frequência de pulsos. A falha só poderá ser reconhecida com sucesso quando a temperatura cair abaixo do limite aplicável.

F30005: Sobrecarga da unidade de potência I2t

Essa falha indica que o módulo de potência foi sobrecarregado ao longo do tempo, em vez de sofrer o evento de corrente instantânea representado por F30001. Verifique a carga contínua, o ciclo de trabalho, o dimensionamento do inversor, a potência nominal do motor e o limite de corrente (p0640).

F30021: Falha de aterramento

Considere isso como um problema de isolamento e fiação até que os testes provem o contrário. Desconecte o circuito do motor do módulo de potência antes de testar o isolamento. Verifique o cabo do motor, o enrolamento do motor, as conexões dos cabos, a caixa de junção, a conexão do freio e o sistema de aterramento.

F30022: Monitoramento de Semicondutores de Potência

Essa falha pode ser causada por um curto-circuito na saída ou por um semicondutor defeituoso ou um circuito de alimentação de porta com defeito. É mais provável que seja necessário reparar o módulo de potência, mas o cabo de saída e o motor ainda devem ser isolados e verificados antes da substituição.

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Diagnostique a falha com base em quando ela ocorre.

A fase de operação geralmente restringe a busca mais rapidamente do que o código sozinho.

Quando a viagem ocorrerCausas mais prováveis
Ao ligar, antes de um comando de execuçãoFalha no módulo de potência, problema de alimentação, pré-carga interna ou problema de medição.
Imediatamente após a ativação do pulsoCurto-circuito na saída/falha de aterramento, conexão incorreta do motor, motor em rotação, estágio de potência defeituoso
Durante a aceleraçãop1120 muito curto, inércia de carga excessiva, dados do motor incorretos, travamento mecânico
A velocidade constanteSobrecarga do processo, controle instável, falha no cabo/isolamento, falta de fase, inversor subdimensionado
Durante a desaceleraçãoEnergia regenerativa, p1121 muito curto, alta tensão de linha, capacidade de frenagem insuficiente.
Após longa operaçãoCarga térmica, problema com o ventilador ou fluxo de ar, incompatibilidade do ciclo de trabalho, falha intermitente de isolamento.

Uma sequência prática de resolução de problemas

Passo 1: Preservar as Evidências

Registre o código de falha completo, os números de pedido da Unidade de Controle e do Módulo de Potência, o firmware, os dados do motor, o estágio de operação, a condição de carga e as alterações recentes na máquina.

Leia o buffer de falhas antes de reiniciá-lo. Dependendo da Unidade de Controle e do firmware, os parâmetros úteis incluem r0945 ou r0947 para o número da falha, r0948 para o tempo da falha e r0949 para o valor suplementar da falha.

Passo 2: Verifique a máquina

Confirme se o eixo do motor e o equipamento acionado se movem conforme o esperado. Inspecione rolamentos, acoplamentos, caixas de engrenagens, correias, bombas, ventiladores, transportadores e possíveis restrições no processo.

Etapa 3: Isolar e inspecionar o circuito do motor

Após o bloqueio e a descarga do barramento CC, inspecione os terminais U, V e W, os contatores de saída, o roteamento dos cabos, as blindagens, as entradas de cabos, as caixas de junção e as conexões do motor.

Desconecte o cabo do motor do módulo de potência antes de testar a resistência ou o isolamento. Teste o cabo e o motor separadamente para que uma falha possa ser localizada, em vez de apenas confirmada.

Etapa 4: Verificar os dados de comissionamento

Compare a placa de identificação do motor com parâmetros como tensão nominal p0304, corrente nominal p0305, potência nominal p0307, frequência nominal p0310 e velocidade nominal p0311. Confirme se a ligação estrela/triângulo do motor corresponde à tensão aplicada.

Revise o modo de controle p1300, o tempo de aceleração p1120, o tempo de desaceleração p1121 e o limite de corrente p0640. Se o motor ou o módulo de potência foi substituído, confirme se o comissionamento e a identificação do motor foram concluídos conforme necessário.

Etapa 5: Verifique o fornecimento e a instalação

Meça todas as fases de entrada e procure por desequilíbrio ou queda de tensão no instante do desligamento. Inspecione fusíveis, contatores, terminais, carga do transformador e instalação do reator de linha.

Confirme se o tipo e o comprimento do cabo do motor são permitidos para o módulo de potência, frequência de pulso, reator de saída e configuração EMC.

Passo 6: Reinicie somente após corrigir a causa.

A palavra "IMEDIATAMENTE" no campo de confirmação da Siemens significa que a falha pertence à categoria de confirmação imediata. Isso não significa que o inversor deva ser reiniciado imediatamente sem investigação.

Remova o comando de execução, certifique-se de que a máquina esteja segura, corrija a causa e, em seguida, reconheça a falha por meio do painel do operador configurado, da entrada digital ou do sistema de controle. Se a mesma falha de energia retornar, interrompa as tentativas repetidas de reinicialização.

A função de reinicialização automática pode fazer com que o motor ligue quando a falha desaparecer ou a energia retornar. Utilize-a somente após uma avaliação de riscos específica da máquina e com as devidas precauções.

Perguntas frequentes

Representam a mesma categoria geral de sobrecorrente, mas pertencem a diferentes gerações de código G120. F0001 é típico de sistemas G120 mais antigos, enquanto F30001 é o código de sobrecorrente da unidade de potência mais recente. Consulte o Manual de Listagem para obter informações precisas sobre a Unidade de Controle e o firmware.

É provável que o motor esteja regenerando energia em excesso no barramento CC durante a desaceleração. Aumente o valor de p1121, verifique a tensão de linha e a inércia da carga e, em seguida, verifique se o controlador de tensão CC e o sistema de frenagem são compatíveis com o módulo de potência correto.

Para F30001, r0949 indica se foi detectada sobrecorrente na fase U, V, W ou no barramento CC. Os bits 0, 1, 2 e 3 correspondem a essas localizações, enquanto zero significa que nenhuma fase específica foi identificada.

Somente após a identificação da causa ou uma inspeção controlada demonstrar que ela não está mais presente, o problema pode ser resolvido. Um único disparo reconhecido pode permitir testes, mas reinicializações repetidas do código F30001 podem expor o motor, o cabo e o módulo de potência a danos adicionais e devem ser interrompidas.

Não necessariamente. A Siemens também lista parâmetros de controle incorretos, curto-circuito ou falha de aterramento no motor, tempo de aceleração curto, dimensionamento incorreto do motor/inversor, problemas na linha, problemas nos cabos e ausência de reator. Substitua o módulo de potência somente após verificar essas causas externas.

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Quando é necessário substituir o módulo de potência?

A substituição torna-se razoável quando testes qualificados confirmam que o motor, o cabo, a carga, a alimentação, a conexão e os dados de comissionamento estão corretos, mas a falha persiste ou retorna em condições controladas.

Uma falha que aparece antes do motor ser acionado, persiste após o circuito de alimentação externo ter sido isolado e verificado com segurança, ou alterações no código F30022 ou em outro código interno do estágio de potência, reforça a necessidade de manutenção ou substituição do módulo de potência.

Não selecione um substituto apenas pela potência em kW. Certifique-se de que o Módulo de Potência e a Unidade de Controle estejam completos e compatíveis, assim como os números de pedido, a tensão de entrada, a corrente nominal, a capacidade de sobrecarga, o tamanho da estrutura, o método de frenagem, a interface de comunicação, as funções de segurança, a compatibilidade do firmware, os requisitos do cartão de memória e o backup de parâmetros.

Kwoco Pode ajudar na identificação de peças de reposição do G120 quando a combinação modular original não estiver clara. Envie fotos nítidas das placas de identificação da Unidade de Controle e do Módulo de Potência, da placa de identificação do motor, da descrição completa da falha e do valor r0949, do layout do painel, das informações do firmware e de um backup dos parâmetros do STARTER ou Startdrive, se disponível.

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