Filtro Armoniche Che Si Brucia...

[Mr Home]

Salve a tutti...

Vorrei esporvi un problema che dovrei risolvere a breve. La cosa mi incuriosisce parecchio e sto cercando e spulciando la rete e Plcforum in cerca di informazioni. Ho un sistema d'azionamento con Siemens Simodrive 611D e motori lineari 1FN. Il sistema Simodrive è stato corredato con la solita induttanza di commutazione e col filtro per le armoniche 6SL3000.... Il filtro e l'induttanza, ovviamente, fanno parte del pacchetto completo consigliato per il modulo A/R utilizzato (80kW) e quindi non c'è alcun sottodimensionamento o scelta errata dei componenti. E' una configurazione completa standard per questo tipo di azionamento. Dico inoltre che gli switch S1 del modulo A/R sono settati correttamente, soprattutto il settaggio S1-6 relativo al tipo di recupero è impostato sulla modalità sinusoidale, visto che filtro ed induttanza sono del tipo ad alta frequenza per recupero sinusoidale. Insomma, gli schermi e la messa a terra è fatta correttamente, la posizione del filtro e dell'induttanza è corretta, e non invertita...

Però, in due settimane hanno cambiato 3 filtri 6SL3000... azz!

Premesso che appena andrò dal cliente controllerò con major (non ricordo mai come si scrive! vabboh.. ci siamo capiti! ) se l'induttanza ed i motori disperdono, se sono collegati bene ecc. ecc ma, a parte questi controlli di routine, può dipendere dalla presenza di armoniche?

Da un colloquio con il cliente, poi, ho saputo che la linea blindo dove è collegata la macchina l'hanno realizzata ultimamente inserendo un ulteriore trafo MT/BT che credo non abbia una potenza così spaventosa ma che, anzi, sia abbastanza piccolo (può incidere l'impedenza del trafo?). Inoltre, mi hanno detto che su quasi tutte le macchine dell'impianto hanno by-passato il filtro armoniche... praticamente 'sta fabbrica si illumina da sola!

Mannaggia.. che faccio? Elimino il filtro? Provo a far viaggiare il tutto senza filtro per un po' e vedere cosa succede? tanto, vista la situazione "armonica" dell'intero stabilimento...

Cosa mi consigliate?

Grazie di cuore... ed anche un po' di fegato!

[andry75]

Sarebbe molto utili che tu disassemblassi il filtro per vedere che cosa effettivamente è bruciato

[Livio Orsini]

Da quanto scrivi sembra o che l'apparecchiatura sia una nuova installazzione oppure abbia funzionato senza problemi fino ad ora, manifestando ad un tratto questo inconveniente.

Nel primo caso ti consiglierei di sentire gli specialisti di Siemens (se riesci a parlare con la persona giusta ).

Nel secondo caso c'è da verifacare che cosa è stato variato ultimamente.

[Mario Maggi]

Caro Mr..Home,

ci sono due modi per risolvere il tuo problema velocemente.

O ti metti nelle mani del fornitore, o nelle mani di qualcuno che ne capisca qualcosa.

Temo che in questo caso - data l'urgenza - il forum possa essere utile ma non nei tempi stretti da te richiesti.

Ciao

Mario

[adross]

Se nel sistema, (di cui fa parte integrante il trasformatore MT/BT) si innescano dei fenomeni di ferrorisonanza o comunque il sistema trafo-cavi-utenti crea una rete risonante quello che dici può anche succedere. Se fosse così, eliminando il filtro comunque può essere una soluzione di verifica, tanto come dici con le armoniche sei al massimo. Non dici se il sistema trifase bt è con neutro a terra o isolato, è importante saperlo. Penso che se il filtro sia ben dimensionato l'unico fenomeno che lo può danneggiare sia una oscillazione che cresce in frequenza fino a creare una sovratensione non sopportabile dalle induttanze o sopratutto dai condensatori. E' fondamentale poter sapere qual'è il componente o i componenti che si danneggiano, dovresti anche capire, dire se i filtrri si guastano all'inserzione dell'apparecchiatura o dopo un certo tempo random. Altra prova può essere quella di inserire i filtri sulla linea in anticipo in modo che siano già inseriti all'avviamento del simodrive.

Quanto scritto va preso solo come una serie di considerazioni personali dovute a varie esperienze di lavoro del passato, sono ragionamenti come altri.

[Mr Home]

Grazie a tutti.

Infatti, devo appurare per prima cosa il sistema elettrico dell'impianto, anche se dovrebbe essere il solito TN-S, da quello che sono riuscito a capire telefonicamente. Ripeto, non ancora vado sull'impianto... stavo solo cercando di fare 2+2 ed arrivare con una serie di "proposte di prova" da mettere in pratica. Ho anche intenzione di aprire il filtro e vedere cos'è che si brucia, anche se si può presumere che siano i condensatori....

Potrebbe essere l'induttanza di commutazione... potrebbe essere il modulo A/R che choppera con frequenza fuori tolleranza, e chi lo sa, manda in risonanza qualcosa... boh... Certo è che si tratta di un bel casino! Purtoppo con questo genere di problemi potremmo stare a parlare per tutto l'anno senza aver capito quale sia la vera causa! Un po' come i dottori che quando non sanno di cosa si tratta con precisione ti dicono che è lo stress! (scherzo!).

Il fatto è che sono tentato di levare il filtro e aspettare qualche giorno, in modo da capire se si tratta di un problema di disturbi o meno... ma ho paura per il modulo A/R! 80kW di modulo non costano mica due soldi!

Siete stati tutti gentilissimi. Grazie.

Appena metto le mani sull'impianto vi faccio sapere con più precisione, dato che è sempre bello condividere le esperienze. E se sentite un botto e vedete una palla di fuoco... sono stato io.

Ciao a tutti.

[Mario Maggi]

Mr.Home,

non hai dato la sigla esatta del filtro, non dici se e' un filtro solo passivo o anche attivo.

Sull'affermazione

quindi non c'è alcun sottodimensionamento

ci andrei cauto.

Non dai infomazioni utili per poterti aiutare, adross ha scritto giusto (come sempre):

Penso che se il filtro sia ben dimensionato l'unico fenomeno che lo può danneggiare sia una oscillazione che cresce in frequenza fino a creare una sovratensione non sopportabile dalle induttanze o sopratutto dai condensatori.

ma non ha evidenziato abbastanza che se togli il filtro quella sovratensione (aumentata per l'assenza del filtro) te la ritrovi sul modulo A/R. Se lo fai scoppiare per averlo usato senza filtro armoniche, puoi rivalerti sulla garanzia del fornitore? Controlla prima di agire.

Ciao

Mario

[Mr Home]

Ciao a tutti...

Sono stato dal cliente ed ho controllato di persona cosa fosse successo. I componenti della batteria di convertitori sono stati scelti adeguatamente. I convertitori lavorano, al massimo, al 70% della loro classe nominale di servizio, mentre durante il ciclo di lavorazione mantengono una media del 30%. L'accoppiata filtro armonche 6SL3000 ed induttanza di commutazione è stata scelta commisuratamente al modulo di alimentazione presente, anch'esso adeguatamente sovradimensionato. Filtro e induttanza sono entrambe Siemens ed entrambe consigliate da manuale e catalogo per il modulo di potenza scelto. Il cablaggio è stato realizzato con cura, cercando sempre il collegamento più corto possibile ecc. (I cavi, però, dall'alimentazione al filtro e dal filtro al convertitore non sono schermati... anche se sono dodici anni che vado in giro e di realizzazioni con cavi schermati nelle posizioni suddette non ne ho mai viste, anche se tutti lo consigliano, giustamente!). Insomma, il quadro elettrico è ben fatto, davvero, e la macchina ben dimensionata. Il tutto dovrebbe filare liscio, come si suol dire, ma... BOOOM!

Ho aperto il filtro per vedere quali componenti avessero dato forfait e, da quel minimo che sono riuscito a vedere (dato che parte del filtro è annegato nella resina!) è che si è stabilito un arco elettrico fra due induttanzine che adesso vi spiego e la carcassa del filtro. Infatti, ho ricostruito lo schema di collegamento di una parte del filtro, almeno quella interessata, seguendo le piste del PCB...

Dai morsetti di ingresso, internamente, trovo che i cavi si avvolgono su un toroide e poi scompaiono nella resina. All'uscita, la stessa cosa: dei cavi emergono dalla resina, si avvolgono su un toroide e si collegano ai morsetti di uscita. La parte interessata al guasto, poi (almeno quella evidente e visibile) è costituita da una configurazione RLC a triangolo collegata al sistema trifase. Qui sotto, un po' a volatile di segugio, riproduco uno dei tre rami RLC della configurazione a triangolo...

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(Ogni ramo è composto da 7 resistenze in parallelo, 3 condensatori i nparallelo e 3 induttanzine in parallelo)

Ci sono poi altre resistenze e condensatori "sparsi" che non riesco ad inquadrare in uno schema, dato che sono parzialmente immersi nella resina...

Comunque, ho trovato che due delle induttanzine poste in parallelo ai resistori, in due dei rami del triangolo... si sono fuse. Ho trovato che la parete della carcassa del filtro immediatamente vicina alle induttanzine bruciacchiata e con un evidente punto di "saldatura" che attesta la presenza di un bell'archetto! Inoltre ho rilevato che fra un'induttanza e l'altra c'era un arco di plastica fusa. Gli altri componenti, da quello che posso vedere, sono in buono stato.... ma, vista la resina, non so dire di più.

Il sistema di alimentazione è un classico TN-S con trafo da 1600 KVA. Inoltre, il trafo alimenta una linea nuova dello stabilimento a cui sono collegate solo 4 macchine (compresa quella in oggetto). Una ha un sistema Simodrive con filtro ed induttanza integrati e collegata alla rete per mezzo di un trafo di adattamento 480V/400V (la rete è 400V!). Le altre due macchine hanno moduli d'azionamento Indramat e due Micromastre 440 con relativi filtri. C'è poi un forno a media frequenza.

La linea, dunque, non è sicuramente sovraccaricata, anzi!

Con un oscilloscopio capace anche di analizzare lo spettro di frequenze, abbiamo accertato che le sinusoidi della rete non presentano alcuna distorsione armonica... sono pressochè perfette anche con la macchina a pieno carico. Dalla visualizzazione dello spettro vediamo la fondamenttale a 50hz (400V) e la 5° armonica con un'ampiezza di circa 10V. Le altre, poi, sono appena appena percettibili...

Ovviamente abbiamo perpetrato l'analisi solo per un breve periodo di qualche ora e con uno strumento non proprio fatto per questo scopo...

Per adesso la macchina sta funzionando senza filtro armoniche (solo con l'induttanza di commutazione) e con la modalità di recupero a blocco di corrente. si è deciso, insomma, di correre qualche rischio. Certo è che è necessario trovare una soluzione. Ho pensato anche che si poteva trattare del fatto che, dato che il consumo di quel nuovo tratto di linea è bassissimo, il gruppo di rifasamento lavori al minimo ed inserendo poche batterie di condensatori... insomma, ho pensato che si possa verificare molto più facilmente che su una rete a pieno carico un fenomeno di risonanza che porti al risultato che sapete! Io proporrei l'utilizzo di un trafo di isolamento...

cosa ne pesnate?

Grazie a tutti per l'interessamento.

Grazie Mario per la mail!

[Mario Maggi]

si è stabilito un arco elettrico fra due induttanzine che adesso vi spiego e la carcassa del filtro.

Anche gli altri filtri guasti avevano lo stesso difetto? Puoi vederlo anche senza aprirli, misurando l'isolamento come si misura un motore elettrico o un trasformatore.

E' importante capire se il guasto e' ripetitivo o se si sia trattato di guasti di diverso tipo.

Ciao

Mario

[Mr Home]

Ciao.

Purtroppo ho potuto aprire solo uno dei tre filtri bruciati. L'ultimo, dato che doveva essere riconsegnato a Siemens, non ho potuto aprirlo ma presentava la stessa sfiammatura esterna. Guardando dentro con la piletta, però, si intravvedevano le induttanzine bruciate. Il secondo, che non era più presente, invece, presentava una "fusione" più ampia, da quello che mi hanno detto, sebbene sulla stessa porzione di filtro. Non ho pensato di controllare l'isolamento però

Ciao e grazie.

[Mario Maggi]

Non hai ancora dato la sigla completa esatta del filtro.

Spiega bene le tensioni, non le ho capite. Parti dal trafo 23 kV?? / 400 V .....linea lunga ..m /trafo 400/480 ....filtro armoniche ..... induttanza ..... inverter

Il filtro funziona quindi a 480 V?

La compensazione della reattiva e' automatica? Se automatica, e' lenta (es.: 1 secondo) o veloce (es.: 20 ms)?

Inoltre, mi hanno detto che su quasi tutte le macchine dell'impianto hanno by-passato il filtro armoniche...

Stranezza ... una delle pochissime ditte che compra filtri per armoniche e poi non li usa, hanno capito perche' mai?

Ciao

Mario

[adross]

Ero tentato di dare una opinione ma lo schema non è interpretabile pertano per evitare opinione non pertinenti ti chiedo di migliorare la comprensibilità dello schema, con il dettaglio della composizione dei collegamenti del gruppo resistenze, induttanze e capacità. Forse Le resistenze, le capacità e le induttanze sono in serie?

Ipotesi, le induttanze si bruciano o per sovraccarico elettrico inteso come intensità della corrente, (ampere) che ad un certo punto vi circola o perche si innesca una sovratensione che ne perfora l'isolante e data la vicinanza con la carcassa metallica del contenitore, (collegata a massa) scaricano sulla medesima.

E' altrettano importante chiarire se sono collegate in tre gruppi a triangolo qual'è la tensione nominale del filtro e qual'è l'esatta tensione di linea compreso il suo valore massimo che generalmente si ottiene nelle ore di minor consumo, (dalle otto di sera alle sette - otto del mattino al sabato e alla domenica e giorni festivi).

se il guasto del filtro provoca un fuori servizio della macchina non dovrebbe essere difficile avere lo storico temporale dei guasti. Altro elemento utile, il neutro della cabina è franco a terra o è isolato? Tutte informazioni utili.