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Apr 09, 2023

Diagnosticando problemas elétricos/hidráulicos em um dobrador de tubos CNC

Conexões derretidas no fusível eram um sinal revelador de algo no sistema

Conexões derretidas no fusível eram um sinal revelador de que algo no sistema estava sendo sobrecarregado, embora o motivo disso não estivesse claro no início.

Um fabricante de escapamentos de caminhões e ônibus estava perdendo tempo de produção em um motor de 6 pol. dobrador de tubos porque seus fusíveis principais queimavam regularmente. Fotos do gabinete elétrico revelaram que o isolamento de algumas conexões de fios também começou a derreter.

Esta foi uma situação grave.

Todos os dobradores de tubos CNC possuem vários sistemas que trabalham juntos para acionar a máquina, formando tubos retos no formato desejado. Esta máquina em particular continha componentes hidráulicos para fixação e posicionamento do eixo; servo elétrico para posicionamento de eixo; tensão de controle monofásica de 120 V CA; e tensão de controle de 24 V CC. O sistema elétrico principal fornecia energia para conduzir ou controlar os outros sistemas.

(Como um aparte, deve haver uma desconexão entre a máquina e a fonte de alimentação do prédio. E entre a desconexão e o restante da máquina, ou como parte da própria desconexão, deve haver alguma maneira de remover automaticamente a energia se algo estiver acontecendo a máquina falha e causa picos de corrente elétrica.)

Um dobrador CNC típico usa energia trifásica, o que significa que possui três circuitos de transporte de corrente fornecendo energia à máquina, portanto, haverá três fusíveis ou um disjuntor tripolar no circuito de desconexão. A energia é distribuída para várias partes da máquina a partir daí.

Dentro do gabinete elétrico desta máquina em particular, os fios com isolamento derretido levavam a dois pequenos transformadores abaixadores que mudavam a fonte de alimentação principal de 480 V, trifásica para 120 V, tensão de controle monofásica.

Um transformador fornecia energia para as várias válvulas direcionais no sistema hidráulico. O segundo transformador era menor, fornecendo a tensão monofásica de 120 V que, por sua vez, alimentava uma fonte de alimentação CC que fornecia 24 V para alimentar o PC de controle e o sistema de E/S.

Cada um desses transformadores era protegido por seu próprio conjunto de fusíveis, mas esses fusíveis não estavam sendo ativados quando o fusível principal queimou. Em circuitos elétricos, os circuitos em paralelo terão tensão comum, mas amperagem incomum. Em outras palavras, embora cada um desses transformadores fosse alimentado pelo mesmo circuito de 480 V, cada um consumia diferentes quantidades de energia em sua operação. Usando um alicate amperímetro - um tipo comum de medidor de teste que pode medir a corrente de um circuito CA, sem tocar em um fio, medindo o campo magnético à medida que a eletricidade se move ao longo do fio - foi rapidamente determinado que nenhum dos transformadores estava consumindo corrente suficiente para causar um problema com seus próprios fusíveis pequenos e certamente não com o fusível principal.

O mesmo barramento elétrico que alimentava os dois pequenos transformadores também alimentava o motor que acionava a bomba do sistema hidráulico da máquina. Usando a mesma amperagem do amperímetro, o consumo em cada perna dos motores da bomba foi testado. Com a máquina ligada e nada em movimento, cada perna consumia apenas cerca de 35 amperes - não o suficiente para queimar um fusível principal de 100 amperes. No entanto, assim que um operador selecionava e movia um dispositivo fazendo com que o sistema hidráulico saltasse de baixa para alta pressão, o medidor exibia 103 amperes.

O motor elétrico que acionava a bomba hidráulica era controlado por uma partida de motor. Uma partida de motor é uma combinação de contatores e um relé de sobrecarga térmica. Quando conectado corretamente, o relé de sobrecarga interromperá o sinal de controle para os contatores, fazendo com que o motor pare quando estiver sobrecarregado. No entanto, como isso depende do calor gerado pela sobrecarga do motor, uma partida de motor permitirá que um motor funcione por um período muito curto em uma condição de sobrecarga até que as sobrecargas térmicas fiquem quentes o suficiente para abrir o sinal de controle.

Nesta operação em particular, um compensador estava vazando na bomba.

Depois de confirmar que a partida do motor estava ajustada corretamente de acordo com a amperagem nominal máxima do motor e que o relé de sobrecarga estava conectado corretamente para interromper o sinal do sistema de controle, o técnico Al Drinnon da RbSA Industrial precisou trocar de marcha. O que começou como a solução de um problema elétrico agora parecia um problema com o sistema hidráulico.