Vibración y ruido del motor VFD de 500 kW: cómo solucionarlo
Introducción
Hola a todos. Hoy nos sumergimos en un enigmático caso del mundo real relacionado con un VFD de 500 kW sistema. Este motor había funcionado sin problemas durante más de un año. Sin embargo, en los últimos seis meses surgieron dos problemas: un aumento del ruido electromagnético (ruido del motor) y una vibración excesiva de los cojinetes (vibración del motor), a pesar de que las lecturas de temperatura y corriente del motor seguían siendo normales.
Cuando no se trata de un fallo grave, sino de un bucle de retroalimentación sistémica
El hecho de que el sistema funcionara sin problemas durante más de un año indica que tanto el Parámetros VFD y la configuración del motor se establecieron correctamente desde el principio. La aparición repentina de vibraciones y ruidos apunta a un proceso de degradación gradual en lugar de un fallo puntual, probablemente debido a los armónicos del variador de frecuencia y a la tensión/corriente inducida en el eje que se acumulan con el tiempo.
La causa raíz: Comprender la erosión eléctrica detrás de la vibración del motor
En los motores accionados por VFD, los picos armónicos del inversor pueden inducir tensión en el eje, lo que da lugar a corriente en el eje. Esta corriente fluye a través de los condensadores de película de aceite de los rodamientos, formando descargas transitorias cuando la película de aceite se rompe durante el funcionamiento.
Estas descargas provocan la formación de arcos eléctricos, generando calor a más de 10.000°C, lo que crea picaduras en las pistas de rodadura de los rodamientos y en las bolas/rodillos. Con el tiempo, se forma el típico patrón de tabla de lavar que se observa en los daños por erosión eléctrica.
Esto nos lleva a:
- Desequilibrio del rotor y microoscilaciones
- Variación del entrehierro magnético
- Inestabilidad del flujo magnético
- En última instancia, provocando más vibración y ruido del motor.
Esto se convierte en un círculo vicioso de retroalimentación: la corriente del eje provoca daños, lo que causa más vibraciones, que a su vez generan más corriente en el eje.
Consejo de diagnóstico: Utilice la frecuencia portadora para identificar la fuente
Pruebe a aumentar el frecuencia portadora en los ajustes del VFD:
- Si el ruido se reduce: Es probable que sea causado por ruido electromagnético inducido por armónicos, y los rodamientos siguen intactos.
- Si el ruido aumenta o permanece igual: Indica una erosión eléctrica grave y daños en la superficie del cojinete.
Tres soluciones probadas para la vibración del motor por erosión eléctrica
1.Tres soluciones probadas para la vibración del motor por erosión eléctrica
Evita que la corriente del eje fluya a través de los rodamientos, eliminando la causa principal de los daños por electroerosión.
2.Instale la puesta a tierra del eje (por ejemplo, escobillas de carbón)
Proporciona una vía de baja impedancia a tierra, liberando la tensión del eje y protegiendo los rodamientos.
3.Añadir reactores de salida VFD
Suprime los picos de armónicos y reduce las reflexiones de tensión, estabilizando el funcionamiento del motor.
Medidas adicionales para controlar las vibraciones del motor
- Ajuste la frecuencia de la portadora (para suprimir armónicos)
- Utilizar herramientas de análisis de vibraciones para controlar el estado de los rodamientos
- Utilice cables aptos para VFD con conexión a tierra adecuada.
- Limite la longitud de los cables del motor para evitar sobretensiones.
- Considerar los sistemas de control de la tensión en el eje para el mantenimiento predictivo
Reflexiones finales: La vibración del motor no siempre es mecánica, a menudo es electromagnética.
Este caso pone de manifiesto que la vibración y el ruido del motor no siempre están causados por fallos mecánicos. En Motores controlados por VFD, A menudo tienen su origen en la tensión del eje, las corrientes de los cojinetes y la erosión eléctrica.
Para resolver el problema, los ingenieros deben mirar más allá de la mecánica y adoptar una perspectiva que abarque todo el sistema e incluya el acoplamiento electromagnético y la retroalimentación por resonancia. Sólo entonces podrán aplicarse soluciones realmente eficaces y sostenibles.
