Daños en motores VFD: 8 efectos nocivos en motores estándar
Introducción - Por qué los motores estándar sufren con el funcionamiento VFD
En la mayoría de las aplicaciones industriales, los motores de inducción trifásicos se utilizan ampliamente con Accionamientos VFD porque son baratos y fáciles de conseguir. Sin embargo, los La forma de onda de salida del variador de frecuencia no es una onda sinusoidal suave. - es un PWM (modulación por ancho de pulsos) forma de onda cuadrada llena de armónicos de alta frecuencia y picos de tensión.
Estos armónicos pueden afectar gravemente al aislamiento del motor, a los cojinetes y a la temperatura del devanado, provocando a la larga Daños en el motor VFD.
Mientras que los motores estándar pueden funcionar en condiciones ligeras o de uso general, las aplicaciones que requieren gran precisión, aceleraciones frecuentes o par a baja velocidad exigen motores inverter.
Ocho causas comunes de daños en los motores VFD
No. | Causa | Mecanismo | Resultado típico |
|---|---|---|---|
1 | Picos de tensión PWM | La onda reflejada se amplifica en el extremo del cable | Cortocircuito entre espiras o entre fases |
2 | Envejecimiento del aislamiento | Los armónicos aceleran la ruptura dieléctrica | Reducción de la vida útil del motor |
3 | Corrientes de rodamiento | La tensión en modo común induce corriente en el eje | Estrías, fallo de lubricación |
4 | Capacidad parásita | Descarga de alta frecuencia a través de la película de aceite | Picaduras en los cojinetes, erosión superficial |
5 | Calefacción armónica | Los armónicos de alto/bajo orden aumentan las pérdidas de cobre y hierro | Sobrecalentamiento del motor |
6 | Ondulación del par y vibraciones | Pulsación de par armónico | Resonancia mecánica, carcasa aflojada |
7 | Refrigeración deficiente a baja velocidad | Velocidad reducida del ventilador a <15 Hz | Sobrecarga térmica, quemadura del devanado |
8 | Recorrido excesivo de alta frecuencia | >75 Hz de funcionamiento continuo | Fatiga de los rodamientos, tensión de aislamiento |
Mecanismos ocultos de los daños en los motores VFD
1.Picos de tensión de alta frecuencia → Rotura del aislamiento
La salida PWM crea ondas reflejadas, especialmente en cables largos, produciendo picos de varios kilovoltios. Los motores estándar (normalmente <1000 V de capacidad de aislamiento) se dañan con facilidad.
2.Corriente portadora y erosión eléctrica
La tensión en modo común forma un acoplamiento capacitivo entre el rotor y el bastidor, provocando una descarga a través del rodamiento, lo que se conoce como mecanizado por descarga eléctrica (EDM) o estriado.
Compruebe si hay marcas de rodamiento de “tabla de lavar” como signo de electroerosión.
3.Calentamiento armónico (pérdidas de cobre y hierro)
Los armónicos inducen corrientes parásitas tanto en el estator como en el rotor, lo que genera pérdidas adicionales de cobre y hierro.
Con cargas pesadas a baja velocidad, se produce una ondulación adicional del par que reduce la eficiencia y acelera el desgaste.
Relación entre frecuencia y eficacia de refrigeración
Cuando el El variador de frecuencia funciona a baja frecuencia (<15 Hz), El ventilador interno del motor gira demasiado despacio para proporcionar suficiente caudal de aire. Para evitar el sobrecalentamiento, los ingenieros deben:
- Instale un ventilador externo de refrigeración forzada
- Utilice un motor inverter con ventilación independiente
- Evitar el funcionamiento continuo a plena carga y baja velocidad
Gama de frecuencias | Eficiencia de refrigeración | Recomendación | ||
|---|---|---|---|---|
0-15 Hz |
|
| ||
15-50 Hz | Normal | Autorrefrigeración aceptable | ||
>75 Hz |
| Control de rodamientos y temperatura |
Cómo minimizar los riesgos de daños en los motores VFD
- Utilice motores inverter (aislamiento nominal 1600-2000 V)
- Instale Filtros dV/dt o reactores de salida para suprimir los picos de tensión
- Solicitar cables apantallados con doble toma de tierra para reducir la EMI
- Añadir anillos de puesta a tierra del eje para eliminar el flujo de corriente de apoyo
- Establecer frecuencia portadora adecuada y tiempo de aceleración/deceleración
- Para cables largos, evalúe Capacidad parásita del cable VFD
- Limitar el funcionamiento a alta frecuencia a ≤75 Hz para evitar daños por tensión.
Conclusión - Los motores estándar no siempre son seguros en los variadores de frecuencia
Aunque los motores estándar pueden funcionar técnicamente con un VFD, son no están diseñados para soportar tensiones armónicas, corrientes en el eje o picos de tensión.
Estos problemas no siempre aparecen de inmediato, pero a lo largo de meses de funcionamiento provocan un deterioro irreversible.
Buenas prácticas:
- Utilice motores estándar sólo para aplicaciones ligeras y no críticas.
- Para un uso intenso, preciso o continuo a velocidad regulable, seleccione Motores VFD.
- Si la sustitución no es posible, al menos añada filtros de salida y sistemas de protección de rodamientos.
