Cables VFD apantallados y no apantallados: Explicación de las principales diferencias
Ideas de ingeniería: Cables VFD apantallados y no apantallados: diferencias prácticas que no puede ignorar
Hola a todos. Hoy vamos a profundizar en un tema que a menudo se pasa por alto pero que tiene una gran importancia en los sistemas de alimentación industriales: las diferencias reales entre los cables VFD apantallados y no apantallados. Aunque a primera vista puedan parecer similares, su comportamiento en entornos de alta frecuencia y alta potencia es muy diferente, especialmente en lo que respecta a la sobretensión, las interferencias y la seguridad de la conexión a tierra de los cables VFD.
1.Diferencias estructurales de los cables VFD: Es algo más que cobre
La diferencia entre los cables VFD apantallados y sin apantallar va más allá de la apariencia. Los tipos no apantallados suelen incluir sólo tres conductores de potencia. En cambio, los cables apantallados envuelven estos núcleos en una malla de cobre o una capa de armadura metálica, que se conecta a tierra para reducir las interferencias electromagnéticas de los cables para variadores de frecuencia. Aunque esto pueda parecer un pequeño retoque estructural, sus consecuencias eléctricas son significativas.
2.Comportamiento de la capacitancia: Por qué el apantallamiento cambia las reglas del juego
En los cables VFD sin apantallar, sólo se forman tres acoplamientos capacitivos interfásicos entre los tres conductores. Pero con los cables VFD apantallados, se introducen tres vías capacitivas adicionales de línea a tierra, una de cada conductor de fase a la pantalla conectada a tierra.
Son seis vías de acoplamiento en total, y más capacitancia significa más sobretensión en condiciones transitorias. Estos picos de tensión, provocados por los armónicos de conmutación, pueden alcanzar los 2.000-2.500 V en el extremo del motor para un cable de 100 metros, y desencadenar graves sobretensiones. sobreintensidad vfd eventos o estrés por aislamiento.
3.Limitaciones de longitud del cable del variador de frecuencia: La limitación de diseño oculta
Todos los fabricantes de VFD de buena reputación proporcionan un límite claro de longitud de cable de VFD:
- Cables VFD sin apantallar: Normalmente se permite hasta 100-150 metros
- Cables VFD apantallados: Limitado a 50-75 metros como máximo
¿Por qué tanta diferencia? Porque la capacitancia de apantallamiento añadida duplica la corriente de carga/descarga capacitiva. Esto aumenta el riesgo de fallos de sobretensión vfd, Los picos bruscos de corriente y los disparos no deseados durante el arranque del motor son extremadamente difíciles de diagnosticar, ya que se producen en cuestión de microsegundos.
4.Sobretensión de onda reflejada: Un asesino para IGBT y bobinados de motor
Con Cables VFD apantallados, La presencia de capacitancia adicional y el efecto piel intensifican los tiempos de subida de tensión. Esto acelera los fenómenos de ondas reflejadas, lo que provoca la duplicación de la tensión en los terminales del motor.
Estas condiciones pueden causar fácilmente vfd sobretensión del bus de c.c., o, en el peor de los casos, fallo del IGBT debido a transitorios rápidos. Sin una conexión a tierra del cable vfd y filtrado, estos efectos pueden convertirse en cascada en costosos tiempos de inactividad.
Consejos reales para una instalación más segura de los cables de los variadores de frecuencia
1.Prefiera cables no apantallados + Aumente la distancia entre bandejas de cables
Siguiendo la norma europea EMC de Siemens, mantener >22cm de separación entre las bandejas de alimentación y control minimiza la interferencia cruzada. Nuestra recomendación probada en campo es de ≥40cm de distancia para una mitigación fiable de las interferencias de los cables vfd sin necesidad de cable apantallado.
2.Añadir reactores de salida o filtros VFD para instalaciones blindadas
Si es necesario el apantallamiento, combínelo siempre con una reactancia de salida VFD o una inductancia de modo común para suprimir los armónicos y reducir los picos de dv/dt.
Advertencia: Cuando utilice filtros, conecte siempre el extremo capacitivo al lado del motor y el extremo inductivo al VFD. Una conexión incorrecta destruirá sus unidades IGBT instantáneamente al energizarse.
3.Controla la longitud del cable del variador de frecuencia de forma agresiva
Incluso para cables VFD sin apantallar, limite el recorrido a <150 metros. Utilice frecuencias portadoras más bajas, aumente la sección transversal de los conductores o instale reactancias de salida para tramos cercanos al umbral.
Conclusión: Los cables VFD son una decisión de sistema, no un producto básico
Elegir entre cables VFD apantallados y no apantallados no es sólo una cuestión de presupuesto o de preocupación por la EMI. Es una decisión a nivel de sistema que influye en la fiabilidad del motor, la salud del VFD, los índices de fallos e incluso la conformidad electromagnética.
Los cables apantallados no son “más seguros por defecto”: requieren tramos más cortos, una conexión a tierra más precisa y estrategias de mitigación de armónicos. Por otro lado, las opciones sin apantallar -cuando se instalan con el espaciado y la conexión a tierra adecuados- pueden lograr estabilidad en distancias más largas sin introducir nuevos modos de fallo.
Comprender esta distinción es fundamental para los ingenieros encargados de diseñar o mantener sistemas fiables. Accionamientos VFD sistemas. No deje que una simple selección de cables se convierta en su próxima responsabilidad oculta.
