• Los fallos ocultos en los cables que pueden poner en peligro el rendimiento de un motor eléctrico

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Cuatro medidas preventivas, que a menudo se pasan por alto en la planificación del diseño, pueden ayudar a evitar las sobretensiones.

En entornos industriales, la conexión de los motores a variadores de velocidad (VSD) a través de cables ofrece flexibilidad en el control, eficiencia energética y un mantenimiento de bajo coste. Pero es necesario tomar precauciones para evitar las sobretensiones, ya que puede poner en peligro la vida útil del motor o provocar una parada.

La longitud del cable puede suponer un problema
En los motores conectados a VSD, la combinación de transistores de conmutación rápida y cables de motor largos puede provocar una sobretensión temporal en la conexión de los terminales del motor. En casos extremos, los picos de sobretensiones pueden envejecer prematuramente el aislamiento del bobinado del motor, provocando el fallo total del motor.

Consecuencias de las condiciones de sobretensión y sobreintensidad
Efectos sobre los VSD:
El principal riesgo de la sobrecorriente en un VSD es un fallo de cortocircuito. El pico de corriente capacitiva también puede provocar que aumente la temperatura del transistor de potencia, y esta temperatura por encima de lo normal puede reducir la vida útil del VSD.

Efecto sobre el armario eléctrico: Las perturbaciones provocadas por los cables largos y por las interacciones del motor crean una corriente de circulación de alta frecuencia con la tierra que pueden perjudicar a los aparatos conectados a la misma red. Las corrientes de alta frecuencia también generan emisiones radioeléctricas que pueden perjudicar a los dispositivos electrónicos que se encuentren cerca del recorrido del cable del motor.

Efecto sobre el motor: La sobretensión en el terminal del motor puede producirse entre dos bobinados del motor. Dependiendo de la clase de aislamiento del bobinado, pueden producirse descargas parciales y el envejecimiento del aislamiento, lo que hará que el motor acabe por fallar.

Efectos secundarios de los cables de motor largos: En las aplicaciones estándar, la sobretensión se produce cuando el cable del motor supera los 32 pies (10 metros) de longitud. Cuanto más largo es el cable del motor, mayor será la sobretensión, un efecto que se amplifica con un cable apantallado. El cálculo correcto de la longitud de los cables ayuda a proteger el VSD frente a cualquier disparo inesperado.

Otro efecto secundario es la degradación de los cojinetes del motor, causada por la tensión que genera el inversor del VSD y que inyecta corriente de alta frecuencia en los cojinetes del motor.

Cuatro medidas preventivas
Pasadas por alto a menudo en la planificación del diseño, estas medidas pueden ayudar a evitar la sobretensión y los efectos relacionados.

  1. 1. Para obtener unos resultados más fiables, algunos VSD cuentan con una protección de software preconfigurada. Con este software, los VSD integran un control del motor que evita la “doble transición”, y establece un tiempo mínimo entre pulsos de tensión para evitar la “superposición” de una situación de reflexión de tensión.
  2. 2. Instaladas en un equipo accionado por motor para limitar la corriente de arranque, las reactancias de salida se oponen a los cambios rápidos de intensidad, reduciendo el dV/dt (tiempo de aumento de la tensión en la salida del accionamiento) y el pico de tensión. El resultado depende del tipo de cable y de la longitud. Sin embargo, esta opción requiere de una cuidadosa selección del dispositivo, ya que las reactancias pueden extender la duración de la sobreintensidad cuando la señal electrónica exceda su objetivo.
  1. 3. Un filtro de salida dV/dt es la solución más rentable para garantizar la protección del motor y reducir el impacto de la sobreintensidad en el VSD. Este filtro minimiza el efecto de las sobretensiones y de la fuga capacitiva entre fases y de fases a tierra, y funciona con la mayoría de los motores y con cualquier cable.
  2. 4. Un filtro senoidal diferencial (un tipo especial de filtro de paso bajo) suprime el efecto de sobretensión y reduce las perturbaciones de compatibilidad electromagnética (CEM). Si se asocia a un filtro común, este filtro también suprime las corrientes en los cojinetes y reduce las perturbaciones CEM conducidas hasta la alimentación. Ofrece la solución más robusta para evitar problemas de conexión entre el VSD y el motor y resulta rentable con cables de motor largos (sin apantallado).

Entre las buenas prácticas para la protección de los VSD y de los motores se incluye:

  • Especificar un motor diseñado para aplicaciones con variación de velocidad
  • Especificar VSD que integren la supresión de software con superposición de la reflexión de la tensión
  • Minimizar la distancia entre el motor y el VSD
  • Usar cables no apantallados, si es posible; con cables apantallados, se calcula como si la longitud fuese el doble
  • Reducir la frecuencia de conmutación del VSD

Siguiendo estos pasos, un cable de 984 pies (300 metros) o más corto funcionará sin necesidad de opciones adicionales. Para aplicaciones que implican cables más largos, niveles de aislamiento del motor desconocidos, o motores no estándar, un filtro de salida dV/dt o un filtro senoidal son la mejor medida preventiva.


Longitud del cable de motor
Motor conforme
con IEC 60034-25
Motor NO conforme
con IEC 60034-25
1 m (66 pies) < Lm < 50 m (164 pies) Filtro no requerido Filtro dV/dt
50 m (66 pies) < Lm < 100 m (328 pies) Filtro no requerido Filtro senoidal
100 m (328 pies) < Lm < 300 m (984 pies) Filtro no requerido Filtro senoidal
300 m (328 pies) < Lm < 500 m (984 pies) Filtro dV/dt Filtro senoidal
500 m (328 pies) < Lm < 1000 m (984 pies) Filtro senoidal Filtro senoidal

La selección de las medidas preventivas adecuadas depende de las características del motor y de la longitud del cable 

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