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Efecto de un variador de frecuencia en la vida útil de un motor eléctrico

Como es de esperar los fabricantes diseñan equipos según su aplicación, debido a esto no todos los motores pueden trabajar con variadores de frecuencia. El funcionamiento normal de un motor accionado por VFD (variable frequency drive) por sus siglas en ingles puede ocasionar temperaturas en la superficie del motor mayores a 90°C (194°F). Por lo tanto, la vida útil del motor (aislantes internos) y los rodamientos se ven afectados al no tener la capacidad de disipar el calor.

Rebobinado de motores eléctricos

¿Porque un VFD afecta la temperatura del motor?

Esto sucede ya que los motores normales son diseñados con ventiladores convencionales, fijos y accionados mecánicamente por el eje el cual moverá un flujo de aire a cierta velocidad de operación, es decir, si un motor de 2 polos (3600) rpm trabaja a 60hz, por ejemplo moverá una cantidad de aire a dicha velocidad, pero cuando se varíe la frecuencia y el motor en consecuencia baje su velocidad se verá afectado en gran medida el flujo de aire que está moviendo para enfriarlo y es donde se calentará en exceso.

Consecuencias negativas más comunes al colocarle VFD a un motor eléctrico

  • Armónicos (alta probabilidad de fallas eléctricas)
  • Temperatura (al bajar la frecuencia, baja la velocidad, el motor se calienta)
  • Problemas mecánicos, en la mayoría ocasionados por efectos eléctricos en rodamientos

¿Qué hacer si se le coloca un VFD?

Lo más recomendable es indicarle a su centro de servicio que se va instalar VFD, ellos valorarán el diseño del bobinado y otras condiciones asociadas, en la mayoría de casos se deberá rebobinar. En caso de que se rebobine deberán hacerlo de acuerdo con las necesidades del sistema, tanto a nivel eléctrico de armónicos como en el tema térmico por las sobre temperaturas, en caso de que las frecuencias de funcionamiento sean bajas.

Adicionalmente una de las formas más efectivas para minimizar el impacto térmico es utilizar ventilaciones forzadas en el sistema; es decir adaptando externamente al motor un ventilador eléctrico (turbina) y así lograr extraer la mayor cantidad de calor del motor.

Recomendaciones para afectar en lo mínimo al motor cuando se le instala VFD

  • Identificar cuáles van a ser las frecuencias (Hz) de operación y sus velocidades (RPM)
  • Documentar las temperaturas de operación a estas frecuencias
  • Rebobinar el motor con materiales altamente diseñados para soportar los armónicos generados por el VFD
  • Cerciorarse de que el centro de servicio rebobine con materiales especiales para estas temperaturas
  • Valorar el nivel de corrientes parásitas que afectan mecánicamente los rodamientos y conjunto mecánicos móviles
  • Colocar una ventilación forzada en caso de ser necesario
Materiales para rebobinado

En definitiva, las mejoras electrónicas a los sistemas ayudan a los procesos desde el punto de vista de producción, sin embargo, desde otra perspectiva sino se hacen las correcciones y mejoras en las parte eléctrica y mecánica de los motores, estos se verán afectados. Estas afectaciones van desde la reducción de vita útil de los motores hasta las fallas catastróficas.

Recuerde que en RENAME somos parte de su empresa y le ayudaremos a valorar sus sistemas cuando desee colocar los VFD, disponemos de todo lo necesario para que su motor tenga una vida útil completa y sin problemas, así mismo podemos colocar ventilaciones forzadas en los equipos y en conjunto buscar la mejor solución.

Fuente: Ing. Allan Fonseca Vargas


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