Lo Mas Chimbita

Medidas entre el motor y
el variador de velocidad

Nota de aplicación

Como consecuencia del tendido de cable entre el variador de
frecuencia y el motor, pueden presentarse problemas tales
como la destrucción prematura de bobinados del motor,
corrientes de fuga elevadas y destrucción de los cojinetes. Son
problemas cada vez más importantes debido, en gran medida, a
que los variadoresutilizan cada vez frecuencias más elevadas.

Sobretensiones

Τ

al como se explica en el recuadro adjunto, los
tiempos rápidos subida en los pulsos de salida del
variador de velocidad, unidos a largos tendidos de
cables entre el variador y el motor, originarán
sobretensiones que harán que ésta se aproxime al doble de
la tensión del bus de CC, ó que supere, incluso, este valor.
Paraanalizar el alcance de este problema se hace
imprescindible una herramienta gráfica, con la que poder
visualizar la forma de onda de la señal, es decir, un
osciloscopio.
Suponiendo que se haya identificado una verdadera sobretensión ó un problema de
oscilaciones transitorias, deberá hacerse algo al respecto y actuar de inmediato. La solución
más sencilla es acortar la tirada de cable. En la tablaadjunta se muestra la longitud máxima
del cable antes de que la tensión de pico se haga superior a 1,15 veces la tensión del bus de
c.c. (tensión "segura" mas alta del motor) para diversos tiempos de subida y coeficientes de
reflexión ( rL) de 0,8 yO,9. La tabla sólo muestra donde comienzan las sobretensiones de
pico para un tiempo de subida y una longitud de los cables dados. Lassobretensiones de
pico seguirán aumentando hasta casi duplicar la tensión del bus de c.c. a medida que el
cable se alargue ó el tiempo de subida se haga más rápido. Las tensiones de pico pueden
superar, incluso, el doble de la tensión del bus si la tensión reflejada se superpone a la
oscilación transitoria existente, debido a la inductancia de fugas distribuida y la capacidad
del acoplamiento.
Tiempode subida del
impulso PWM

Longitud en la que la tensión de pico
es 1.15 veces superior a la tensión
del bus de continua y rL = 0.8

Longitud en la que la tensión de pico
es 1.15 veces superior a la tensión del
bus de continua y rL = 0.9

0.1 µs

0.85m

0.95m

0.2 µs

1.7 m

1.9 m

0.5 µs

4.3 m

4.9m

0.7 µs

5.8m

6.7m

1 µs

8.5 m

9.5 m

1.5 µs

12.8 m14m

2 µs

16.8m

19m

3 µs

25.3 m

29m

4 µs

33.8 m

38m

5 µs

42 m

48m

6 µs

50m

57m

7 µs

59m

67m

8 µs

67m

76m

9 µs

76m

86m

10 µs

84m

95 m

Fluke Ibé rica, S. L.

www.fluke. es

El verdadero peligro de ésta sobretensión es el daño que puede hacer a los bobinados del
motor con el transcurso del tiempo, lo quepuede no presentarse como problema cuando se
instala por primera vez el variador de velocidad PWM. Muchos de estos variadores se
instalan sin tener en cuenta los efectos de las sobretensiones producidas por un cable largo
entre la salida del variador PWM y el motor. Y, puesto que la mejora del rendimiento en los
variadores PWM más recientes y nuevos, se consigue haciendo mas rápidos los tiempos desubida de los pulsos de salida, esto puede empeorar aún más el problema de las
sobretensiones y hacer mayor la necesidad de utilizar cableados de menor longitud.
Si el motor ya ha fallado y es necesario repararlo, se debe utilizar hilo con mejor aislamiento,
como Thermaleze QS ó TZ QS (de Phelps-Dodge) para rebobinar el motor. Este tipo de hilo
proporciona una protección mucho mejor contrasobretensiones sin añadir espesor al
aislamiento, lo que permite utilizar el mismo estator sin modificaciones. Si el motor ha
sufrido daños irreparables, se debe utilizar un motor diseñado para cumplir las
especificaciones NEMA MG-31 (tensión de pico sostenida no superior a 1.600 V y tiempo de
subida de 0,1 µs) como motor de sustitución para aplicaciones de variadores de velocidad
PWM en las...