Alarme 13 no inversor Danfoss VLT: o que é a sobrecorrente, por que ocorre, como resetar no FC 51 e no FC 302 e quando a causa é a placa de potência

O que é o alarme 13 segundo a Danfoss

No guia de operação do VLT AutomationDrive FC 301/302 (edição 2021), o item 7.4.13 descreve o WARNING/ALARM 13, Overcurrent assim: o limite de corrente de pico do inversor, aproximadamente 200% da corrente nominal, foi excedido; o aviso dura cerca de 1,5 segundo e, em seguida, o inversor desarma e emite o alarme. O mesmo guia aponta as causas típicas: carga aplicada de forma brusca (shock loading) ou aceleração rápida com cargas de alta inércia, e acrescenta que, se a aceleração na rampa for rápida, a falha pode aparecer depois de um kinetic back-up (a função que mantém o controle do motor durante uma queda de rede). Como solução, lista três verificações: desligar e conferir se o eixo do motor gira livre; conferir se o tamanho do motor é compatível com o inversor; e conferir se os dados do motor estão corretos nos parâmetros 1-20 a 1-25.

Dois detalhes desse texto mudam o diagnóstico. Primeiro: o limite é do inversor, não do motor. Um FC 302 de 4 kW ligado a um motor de 1,5 kW desarma por 13 quando a corrente de saída passa de duas vezes a nominal do inversor, independentemente do que o motor suporta. Segundo: 200% em 1,5 segundo é uma proteção de hardware para salvar o módulo de potência, diferente da proteção térmica do alarme 9 (inverter overloaded), que integra a corrente ao longo do tempo. O 13 fala de pico; o 9 fala de média. O guia do VLT Micro Drive FC 51 usa a mesma numeração: 13, Over Current, com a mesma lógica de pico.

Warning 13, alarm 13 e trip lock: três estágios do mesmo evento

Na família VLT, um número de falha pode aparecer em até três níveis, e o guia de operação define cada um. Warning: condição anormal presente ou alarme iminente; o motor continua girando e o aviso some sozinho quando a condição passa. Alarm: falha que exige atenção imediata; dispara sempre um trip ou um trip lock. Trip: o inversor suspende a operação, o motor para por inércia (coast), a lógica continua monitorando e, corrigida a causa, o inversor pode ser resetado. Trip lock: o inversor exige que a alimentação seja desligada; o guia manda remover a entrada, corrigir a causa e então resetar.

Para o 13, o FC 302 descreve a sequência warning de 1,5 s seguida de trip. No FC 51, a tabela 6.1 do guia de programação marca o número 13 nas três colunas: warning, alarm e trip lock. Isso explica a cena mais comum nas chamadas de campo: o operador aperta [Reset] no FC 51, o alarme continua piscando, e a conclusão errada é "o inversor travou". O inversor está fazendo o que o guia descreve: um alarme com trip lock só sai depois de um ciclo de alimentação. No display, o guia de operação do FC 302 mostra a diferença pelos LEDs: warning acende o LED amarelo fixo; alarm acende o vermelho piscando; trip lock acende os dois, amarelo fixo e vermelho piscando.

Como resetar: FC 302 e FC 51

FC 301/302, FC 102 e FC 202. O guia de operação lista quatro formas de reset depois de um trip: a tecla [Reset] no LCP, uma entrada digital programada como reset, um comando pela comunicação serial ou o auto reset. O 13 aceita essas quatro, com uma ressalva do próprio guia: se o controle estendido de freio mecânico estiver selecionado, o trip pode ser resetado externamente. Resetar sem corrigir a causa produz uma sequência de 13 a cada partida, e cada desarme a 200% da nominal é um pulso de estresse no módulo IGBT.

FC 51. O guia de programação (MG02C702) traz o parâmetro 14-90 Fault Level, que vale só para o índice de sobrecorrente, com três opções. [3] Trip lock, padrão de fábrica: o alarme 13 "não pode ser resetado sem ciclo de alimentação". [4] Trip com reset atrasado: o alarme vira trip comum e pode ser resetado 3 minutos depois de reportado; o guia avisa que o 13 volta ao comportamento de trip lock se for resetado mais de 20 vezes. [5] Flystart: o inversor tenta capturar o motor girando na partida (liga 1-73). Ou seja, o FC 51 tem um contador: 20 resets de sobrecorrente e ele trava de novo, de propósito. O parâmetro 14-20 Reset Mode habilita o reset automático para alarmes sem trip lock, com o tempo entre o desarme e a tentativa definido em 14-21 Automatic Restart Time (padrão 10 s, faixa 0 a 600 s); o guia marca a observação "wake-up automático é possível", um alerta de segurança para quem tem gente perto da máquina. Com 14-90 em [3], o auto reset não se aplica ao 13.

Procedimento seguro para o FC 51 travado em 13: desligue a alimentação, espere o display apagar por completo (os capacitores do barramento precisam descarregar; o LED de carga, quando existe, deve apagar), corrija a causa, religue, pressione [Reset] e depois [Auto On] ou [Hand On] para liberar a partida, como o guia descreve. Se o 13 voltar na primeira rampa, pare de resetar e passe ao teste de campo.

Sete causas fora do inversor

Na ordem em que aparecem no laboratório da Fixtron, do mais comum ao mais raro. 1. Carga travada ou pesada demais na partida. Rolamento gripado, redutor sem óleo, correia apertada, produto acumulado numa rosca ou esteira, bomba com rotor preso. O inversor tenta impor a rampa, o motor pede corrente para vencer a carga e passa dos 200% em menos de 1,5 s. É a primeira verificação do guia: eixo gira à mão? 2. Rampa de aceleração curta. Ventiladores grandes, centrífugas e volantes pedem segundos; uma rampa de 1 s em carga de alta inércia produz 13 a cada partida, o caso de "shock loading" do guia. 3. Dados do motor errados ou AMA não executada. Tensão, corrente, frequência, rotação e potência nominais (1-20 a 1-25) fora da placa do motor fazem o controle vetorial calcular fluxo errado e injetar corrente demais; o mesmo acontece quando se troca o motor e ninguém refaz a adaptação automática (1-29). 4. Motor subdimensionado ou errado para o inversor. Motor muito maior que o inversor pede, na partida, mais do que o inversor pode dar. 5. Curto parcial ou isolação ruim no motor ou no cabo. Espira em curto, fase roçando na carcaça, cabo esmagado, caixa de ligação com umidade. Costuma começar como 13 intermitente, evolui para 14 (falta à terra) ou 16 (curto). 6. Cabo de motor longo sem reatância de saída. Cabos acima do comprimento recomendado pela Danfoss, blindados ou não, somam capacitância que gera picos de corrente a cada chaveamento. 7. Partida com o motor ainda girando. Ventilador girando pelo vento, bomba com refluxo: o inversor parte em zero contra um motor com tensão induzida. No FC 51, a opção [5] Flystart de 14-90 existe para isso.

Parâmetros que provocam o 13 (e os que não resolvem)

1-20 a 1-25, dados do motor. Copie da placa do motor, não do catálogo; são os parâmetros que o guia manda conferir. 1-29 AMA. Rode a adaptação automática com o motor frio e, preferencialmente, desacoplado; ela mede resistência e indutância do estator e corrige o modelo que o controle usa. 3-41 e 3-42, rampas 1 de aceleração e desaceleração. Alongue a aceleração em cargas de inércia alta; o 13 na desaceleração é raro (aí o sintoma é alarme 7, sobretensão). 4-18 Current Limit. Limite de corrente em regime, com o inversor reduzindo a velocidade para não passar dele. Não substitui o 13: o 13 é o pico de hardware acima de tudo isso. Subir 4-18 para "parar de desarmar" só aproxima o inversor do limite térmico e, no FC 302, acrescenta o warning 59 (current limit) ao histórico. 4-16 e 4-17, limites de torque. O guia de operação liga o warning 12 (torque limit) à aceleração; estender a rampa é o remédio indicado, não subir o limite sem avaliar a mecânica. 2-** freio mecânico. Em pontes rolantes e elevadores, freio que abre tarde faz o motor partir contra o disco travado: 13 na subida. 14-90 (FC 51): mude de [3] para [4] só se houver razão operacional e com o contador de 20 resets em mente; trocar o nível de falha não corrige a corrente.

Teste de campo em quatro passos

Passo 1: histórico antes do reset. No FC 302, o Alarm Log do LCP guarda os últimos alarmes; fotografe antes de resetar. Um 13 isolado depois de uma manobra é diferente de uma sequência 13, 13, 13 a cada partida, e diferente de 13 seguido de 14 ou 16. Passo 2: eixo e carga. Desligue, aguarde a descarga do barramento, desacople ou gire o eixo à mão. Se não gira livre, a causa é mecânica e o inversor está certo em desarmar. Passo 3: partida sem motor. Desconecte U, V e W, dê partida com referência baixa e observe. Inversor que roda sem alarme com a saída vazia e desarma só com o motor ligado tem o problema no motor, no cabo ou na carga. Inversor que desarma por 13 mesmo com a saída vazia tem defeito interno; não insista. Passo 4: motor e cabo. Com a saída vazia e o inversor aprovado no passo 3, meça a isolação do motor e do cabo com megômetro (500 V ou 1 kV, conforme a classe do motor) contra a carcaça, e a resistência entre fases do motor desconectado: as três leituras devem ser iguais. Isolação abaixo de dezenas de megaohms, ou fases desiguais, explicam o 13 e, se nada for feito, o 16 que vem depois. O guia de teste do motor detalha os valores. Se o motor passou, ligue tudo de volta, alongue a rampa (3-41) em 50%, refaça a AMA e teste de novo. Se mesmo assim o 13 persiste com motor bom, cabo bom, eixo livre e rampa longa, a corrente que o inversor "vê" não é a que existe, e o próximo item explica por quê.

Quando o 13 é do inversor

O inversor mede a corrente de saída com transdutores (sensores de efeito Hall ou shunts, conforme o tamanho) ligados à placa de potência, e compara o sinal com o limite de pico num circuito rápido. Quatro defeitos internos produzem alarme 13 com corrente real normal ou nenhuma. Transdutor de corrente com desvio ou offset. O sensor envelhece, perde a referência ou recebe um surto, e passa a informar corrente que não existe; o 13 aparece na partida com motor desconectado, às vezes alternando com 14 (o guia do FC 302 descreve o 14 como diferença entre a corrente que sai e a que volta pelos três transdutores). O próprio guia manda, após troca da placa de potência, zerar o offset dos três transdutores com inicialização manual ou AMA completa. IGBT em curto ou com fuga. Um braço da ponte em curto parcial dispara a proteção de dessaturação do driver, que o inversor reporta como 13 ou 16. O teste com multímetro entre barramento e fases, com o inversor desligado e descarregado, aponta o braço; o guia de teste de IGBT mostra o procedimento. Driver de gate degradado. Resistor de gate aberto ou fonte isolada do driver fraca fazem o IGBT comutar devagar, com perdas e picos que a proteção lê como sobrecorrente; o sintoma típico é 13 só com carga, com motor e cabo aprovados. Placa de potência com umidade ou fuga. Caminho de fuga entre a trilha do sensor e o terra desloca a leitura; aparece como 13 ou 14 de manhã, e some com o painel aquecido. Em todos os quatro casos o reset não resolve e o parâmetro não resolve: o inversor vai para bancada. A diferença entre eles define o custo, e o artigo sobre 13, 14 e 16 no FC 302 traz o texto oficial dos três alarmes.

13, 14, 16 e 9: como distinguir pelo texto da Danfoss

Os quatro códigos falam de corrente e costumam aparecer juntos no histórico. 13, over current: pico acima de ~200% da nominal do inversor, com warning de 1,5 s antes do trip. 14, earth fault: corrente de uma fase de saída indo para o terra, no cabo ou no motor; os transdutores detectam pela diferença entre a corrente que sai e a que retorna. O guia manda medir a resistência a terra do cabo e do motor com megômetro; o artigo do alarme 14 aprofunda. 16, short circuit: curto no motor ou na fiação do motor; no FC 51 o 16 não tem warning, só alarm e trip lock. 9, inverter overloaded: mais de 100% de carga por tempo prolongado, proteção térmica integrada, com warning e alarm; o artigo dos alarmes 9, 10 e 12 cobre o grupo térmico. Leitura prática: 13 sozinho na partida é carga, rampa ou parâmetro; 13 alternando com 14 é isolação ou transdutor; 13 que vira 16 é curto se formando no motor ou IGBT; 9 depois de horas é dimensionamento ou mecânica. O guia de códigos Danfoss VLT organiza a lista completa por série, e a tabela do FC 51 mostra quais números têm trip lock.

Tabela: situação, causa provável e ação

O reparo em bancada

Quando o inversor chega à Fixtron com 13 interno, a sequência é a mesma para FC 51, FC 102, FC 202 e FC 302, mudando o tamanho das peças. Primeiro, medição estática do módulo de potência (retificador, IGBTs, chopper de freio) com o barramento descarregado, para separar curto franco de fuga. Depois, a placa de potência: fontes isoladas dos drivers, resistores de gate, optoacopladores ou CIs de driver, e os três canais de medição de corrente, comparados entre si com corrente conhecida injetada. Um canal fora dos outros dois é o transdutor ou seu condicionamento; os três iguais e altos é referência ou conversor. Por fim, a placa de controle recebe a leitura e decide; ela raramente é a causa do 13, mas é testada porque um surto pela entrada de comando pode deslocar a referência. O reparo troca o que falhou e o que o acompanha: IGBT nunca vai sozinho, vai com driver, resistores de gate e pasta térmica; transdutor vai com a calibração do offset descrita no guia. O inversor volta testado com motor em carga, com o histórico de alarmes limpo e o laudo dizendo a causa provável fora dele, para corrigir na máquina antes de reinstalar. O procedimento de envio está no guia de embalagem e transporte, e as faixas de valor por tipo de defeito no guia de custo de reparo. Para o raciocínio geral de "desarma na partida" em qualquer marca, veja inversor desarma na partida: motor, carga ou potência?.