ERROR ANALYSIS

Desequilibrio de tensión

El desequilibrio de tensión en los terminales del motor puede afectar de forma negativa al funcionamiento del motor, pero además puede causar problemas en la línea del variador. Con tan sólo un 0,3% de desequilibrio de tensión en la entrada al inversor PWM se pueden producir "muescas" de tensión y exceso de corriente de flujo en una o más fases. Esto puede causar el disparo de la protección ante fallos por sobrecarga de corriente del VSD.

Una causa común del desequilibrio de tensión son las cargas monofásicas con caídas dentro y fuera de la misma alimentación que el VSD trifásico. Si se aumenta la clasificación de kVA del transformador o si se proporciona una alimentación separada para el VSD se puede minimizar o eliminar este tipo de problema.

Armónicos

Los VSD se ven afectados por los armónicos a la vez que también crean problemas de armónicos para las demás cargas del sistema. Existen varias normas globales (IEEE, ISO, etc.) en las que se detallan los niveles de armónicos aceptables que se pueden producir en un variador en un entorno de funcionamiento normal. VSD con armónicos. El recorte de crestas de tensión es un problema que se puede producir al instalar un VSD en un entorno con armónicos. Durante la rectificación de CA a CC, la corriente sólo se consume en el pico de la forma de onda de la tensión de CA, cuando la tensión de la línea de CA excede la tensión del condensador de bus de CC.

Por cada 1% de desequilibrio de tensión, puede haber hasta un 6% de desequilibrio de corriente. Cuanto mayor sea el desequilibrio de tensión o corriente, mayor es la temperatura de funcionamiento del motor.

SUGERENCIA TÉCNICA

La ráfaga de corriente en el condensador en el tipo de la forma de onda de tensión de CA puede provocar una caída de tensión. Si existe un recorte de crestas de la tensión de la línea causado por otras cargas electrónicas del edificio, el condensador de bus de CC del VSD no puede cambiar a capacidad completa. Esto puede provocar caídas en la tensión del bus de CC si la carga del motor aumenta de repente o si se produce una caída en la tensión de la línea. Para corregir este problema, puede aumentar la clasificación de kVA del transformador y la capacidad de los conductores de distribución o puede añadir una regulación de la tensión.

Creación de armónicos de VSD. Los VSD de alta potencia (o muchos VSD de poca, situación cada vez más común) pueden crear armónicos de un tamaño que puede causar problemas para las demás cargas del sistema. Si la instalación del VSD excede la capacidad del cableado de distribución y/o transformador de distribución del edificio, pueden aparecer recortes de crestas que causen problemas para las demás cargas de la instalación. La corriente de los armónicos sólo resulta un problema si se encuentra con impedancia de la fuente. Si el transformador de la instalación tiene muy poca capacidad de VA para el nivel de corriente de los armónicos, la tensión de la fuente se distorsiona.

Aunque los motores eléctricos tradicionales pueden averiarse por diferentes motivos, entre las causas de los fallos en el motor eléctrico con equipos modernos se incluyen las siguientes: • Los motores eléctricos con equipos

modernos pueden fallar debido a que se utiliza una clasificación inferior o mínima (en potencia y tensión) para ahorrar energía, lo que aumenta el desgaste del motor y causa más mantenimiento y paradas no programadas.

• El uso de tecnología moderna como variadores de velocidad, controladores lógicos programables (PLC) y otros controles de estado sólido crea nuevos problemas, entre los que se incluyen armónicos (tonos más altos debidos a una frecuencia que es un múltiplo de la frecuencia fundamental) y picos transitorios en el sistema. Estos problemas pueden causar daños o averías en los motores y en otros componentes eléctricos.

Problemas del variador de velocidad

Los variadores de velocidad se consideran un tipo moderno de control de motor si se comparan con los tradicionales motores de arranque magnéticos, por lo tanto, aún no están muy documentados los motivos de los fallos. Entre las causas más comunes de fallo del variador de velocidad están las siguientes:

• Se debe programar y reprogramar todos los variadores de velocidad para que sus parámetros de funcionamiento coincidan con el motor y el tipo de carga del motor. Hay una serie de valores que si no se programan correctamente pueden dañar el motor y el variador y causar una condición de funcionamiento insegura.

• Para ahorrar energía, los variadores y los motores tienen el tamaño mínimo necesario para realizar el trabajo requerido. Si se utiliza un equipo inferior se ahorra energía pero fuerza el funcionamiento del variador y del motor para alcanzar la capacidad completa. • Los dispositivos eléctricos son

susceptibles a problemas causados por sobrecalentamiento. Si estos problemas no se solucionan mediante la instalación de disipadores térmicos, ventilación o ventiladores de refrigeración, se pueden dañar los dispositivos electrónicos y los circuitos del interior de los variadores de velocidad.

• El aumento en el uso de cargas no lineales como ordenadores, impresoras y variadores de velocidad introduce armónicos en el sistema de distribución de alimentación, lo que puede provocar sobrecalentamiento y problemas relacionados.

• Conforme los circuitos electrónicos se reducen de tamaño y los dispositivos se colocan tan juntos, incluso la tensión transitoria más pequeña puede causar la formación de arco eléctrico y daños en componentes y dispositivos.

CASO PRÁCTICO: sistema de fabricación de piezas discretas

La fabricación de piezas discretas es la producción de bienes duraderos que se producen y ensamblan como los automóviles, frigoríficos, ordenadores, herramientas, juguetes y otros artículos tangibles cuyo duración se prevé sea de varios años. La fabricación se realiza principalmente mediante equipos de control de procesos que doblan, perforan, allanan, estampan, dan forma, limpian, pintan, ensamblan y realizan el control de calidad de los productos generados.

Capítulo 4 — Solución de problemas del motor y del variador 81