Diagnosticando problemas elétricos/hidráulicos em uma curvadora de tubos CNC

Conexões derretidas no fusível eram um sinal revelador de que algo no sistema estava sobrecarregado, embora o motivo pelo qual isso aconteceu não estivesse claro no início.

Um fabricante de escapamentos para caminhões e ônibus estava perdendo tempo de produção em um escapamento de 6 pol. dobrador de tubo 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 séria.

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

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

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

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

Um transformador fornecia energia para as diversas válvulas direcionais do sistema hidráulico. O segundo transformador era menor, fornecendo 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 explodiu. 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 de energia elétrica que alimentava os dois pequenos transformadores também alimentava o motor que acionava a bomba do sistema hidráulico da máquina. Usando a mesma amperagem do alicate amperímetro, foi testada a tração em cada perna dos motores da bomba. Com a máquina ligada e sem nenhum movimento, cada perna consumia apenas cerca de 35 amperes – o que não era suficiente para queimar um fusível principal de 100 amperes. Contudo, assim que um operador selecionava e movia um dispositivo que fazia com que o sistema hidráulico saltasse de baixa para alta pressão, o medidor exibia 103 amperes.

O motor elétrico que aciona a bomba hidráulica foi controlado por meio de 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 ficar sobrecarregado. Entretanto, como isso depende do calor gerado pela sobrecarga do motor, uma partida de motor permitirá que o motor funcione por um período muito curto de tempo em uma condição de sobrecarga até que as sobrecargas térmicas aqueçam o suficiente para abrir o sinal de controle.

Nesta operação específica, 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 corretamente conectado para interromper o sinal do sistema de controle, o técnico Al Drinnon da RbSA Industrial teve que mudar de marcha. O que começou como solução de um problema elétrico agora parecia um problema hidráulico.