Los usuarios finales desean controlar la velocidad y/o el par, adquirir e instalar VFD para modificar las aplicaciones existentes en las que hay un motor de inducción estándar. Hay algunas áreas de preocupación que implican la mala aplicación de un motor de inducción estándar.
Los motores que cumplen con los requisitos de nema: MG1 Parte 31 están diseñados para su uso con variadores de frecuencia variable (VFD). Pero, ¿qué es un motor estándar? Se refiere a los motores que cumplen con especificaciones comunes de la industria y que no han sido diseñados específicamente para usarse con VFDs. Sin embargo, los motores que cumplen los requisitos de NEMA: MG1 Parte 30 pueden ser adecuados para el servicio de inversor si se toman las medidas adecuadas, como el acondicionamiento de la línea. Los usuarios finales que desean controlar la velocidad y/o el par a menudo adquieren e instalan VFD para modificar las aplicaciones existentes en las que existe un motor de inducción estándar. Con frecuencia, tratan de controlar los costos utilizando el motor existente. Hay algunas áreas de preocupación que implican la mala aplicación de un motor de inducción estándar.
Adaptando un Motor Estándar a un Sistema VFD
Características de velocidad-par de torsión
Los motores que cumplen con los requisitos de NEMA: MG 1 Parte 31 tienen características definidas de velocidad-par de torsión que se muestra en la Figura 1. La Figura 2 muestra una curva típica de velocidad-par para un motor de inducción con voltaje fijo aplicado a los terminales de la máquina que resulta en una aceleración, de acuerdo con la dinámica de la máquina. El punto 3 de la figura 2 representa la velocidad a par nominal o a plena carga y corresponde al punto 3 de la figura 1. El uso de un motor VFD sin la evaluación adecuada para determinar los puntos 1, 2 y 4 de la figura 1 introduce el potencial de sobrecalentamiento en el rango de velocidad inferior (por debajo del punto 3) y el daño mecánico por exceso de velocidad (más allá del punto 3).
Corrientes del eje
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Las corrientes de los ejes son otra gran preocupación. La alta frecuencia de conmutación asociada al funcionamiento del inversor produce un acoplamiento capacitivo entre el rotor y el estator, que puede conducir a corrientes en el eje que dañan los rodamientos y el lubricante. Los motores diseñados para este tipo de funcionamiento suelen estar construidos con cojinetes aislados y escobillas de puesta a tierra del eje. Estas modificaciones pueden hacerse a menudo en motores estándar.
Los bobinados del estator del motor de inducción estándar no suelen estar aislados para su uso en aplicaciones de VFD. La mayoría de las máquinas diseñadas para el trabajo con inversores utilizan un alambre de imán modificado. El aislamiento de tierra también puede ser mejorado, y es común un refuerzo más robusto de la bobina.
Implementación Segura de Motores VFD en Aplicaciones Industriales
Instalación
Es importante establecer una base común de baja impedancia entre el motor y el sistema eléctrico. Los fabricantes de cables han diseñado productos específicamente para este propósito (ver Figura 3).
Los centros de servicio pueden modificar las máquinas existentes para abordar los problemas potenciales con el aislamiento de los cojinetes y el aislamiento de los bobinados del estator. Sin embargo, definir una curva de velocidad-par de giro para un motor estándar, como se muestra en la figura 1, no es una tarea fácil. Las cargas de par variable, como los ventiladores y las bombas centrífugas, son candidatos menos arriesgados, siempre que la velocidad máxima de operación no exceda la velocidad base del motor. Las cargas de par constante, como las cintas transportadoras, serían más susceptibles de sobrecalentamiento en el rango de baja velocidad. El enfoque más conservador es procurar un motor con inversor que sea apropiado para la aplicación. Si el objetivo es limitar la corriente de arranque, una opción más simple es un arrancador suave de voltaje variable y frecuencia fija.
-Mike Howell es un especialista en apoyo técnico de la Asociación de Servicio de Aparatos Eléctricos (EASA). EASA es un socio de contenido de CFE Media.
