Las corrientes de rodamiento VFD son corrientes eléctricas no deseadas que pueden pasar a través de los rodamientos del motor en un sistema de variador de frecuencia. Pueden contribuir a daños en los rodamientos, pero el ruido, la vibración o una falla prematura del rodamiento por sí solos no prueban la causa. Una investigación útil combina la evidencia de fallo del motor con el sistema, cableado, conexión a tierra y disposición del equipo accionado. Seleccione la mitigación solo después de identificar la posible trayectoria de corriente. Esta guía explica qué deben registrar los compradores y equipos de mantenimiento, qué preguntas hacer y cómo verificar una solución propuesta sin tratar un accesorio como una solución universal.
Un motor alimentado por un variador PWM experimenta un entorno eléctrico diferente al de un motor conectado directamente a una fuente sinusoidal. La conmutación produce cambios rápidos de voltaje. El variador, el cable, el marco del motor, el rotor y la instalación circundante forman un sistema con varias posibles rutas para la corriente de alta frecuencia. Una revisión limitada a la potencia nominal del variador no abarca gran parte de ese sistema.
El punto de partida práctico es un registro de instalación único: modelo del variador, modelo del motor, construcción y longitud del cable, disposición de terminación, conexión a tierra protectora y la conexión mecánica a la máquina accionada. Añada cualquier filtro o protección de eje ya instalada. Utilice la disposición real tal como quedó, porque un reemplazo de cable o motor puede cambiar las condiciones incluso cuando la configuración del variador no cambie.
El Capítulo del manual de ASHRAE sobre motores y variadores discute la detección y mitigación de voltaje en el eje y corriente en los rodamientos relacionados con VFD. Su distinción central en ingeniería es útil aquí: las medidas que interrumpen una ruta no necesariamente abordan todas las formas en que el voltaje o la corriente pueden llegar a un rodamiento.
El acoplamiento capacitivo puede colocar voltaje en el rotor y el eje. En algunas condiciones, la carga puede descargarse a través de la película lubricante del rodamiento. Otro mecanismo implica una corriente circulante a través de un lazo que incluye el eje, los rodamientos y el marco. Otros equipos conectados al eje también pueden formar parte de la ruta de retorno disponible.
Estas descripciones explican por qué la ubicación y el tipo de protección importan. Una propuesta de aislamiento del rodamiento, una propuesta de puesta a tierra del eje y una propuesta de filtro de salida cumplen funciones diferentes. Su idoneidad depende del motor completo y la instalación. No seleccione un diseño únicamente por un límite de caballos de fuerza citado sin sus supuestos originales.
El Resumen de EASA sobre corrientes en el eje y los rodamientos distingue explícitamente las causas y la necesidad de diferentes soluciones. Su descripción pública es un resumen, no un sustituto del acceso a la grabación completa de la capacitación o a una evaluación de ingeniería específica del equipo.
Solicite al proveedor de reparación que conserve e identifique los rodamientos retirados. Registre el extremo del variador y el extremo no del variador, la orientación de la instalación, el historial de servicio y la condición observada. Obtenga fotografías claras y la explicación del proveedor de reparación sobre el daño. Mantenga la distinción entre un patrón observado y una causa raíz confirmada en el informe.
La lubricación, la contaminación, el alineamiento, la carga mecánica y las prácticas de instalación aún requieren revisión. Un rodamiento que falló en una máquina accionada por VFD no ha fallado automáticamente por el VFD. Por el contrario, reemplazar el rodamiento sin revisar un mecanismo eléctrico sospechado puede dejar el nuevo rodamiento expuesto a las mismas condiciones.
Construya una línea de tiempo. Anote si las fallas comenzaron después de una conversión del variador, un cambio de motor, un cableado más largo, la eliminación de un filtro o un cambio en la máquina accionada. Registre el rango de velocidad normal y el ciclo de operación. Una línea de tiempo precisa ayuda a un ingeniero a seleccionar verificaciones útiles y evita cambios no relacionados realizados simplemente porque son fáciles de probar.
Esta tabla de decisiones organiza una discusión técnica; no prescribe una actualización. Los fabricantes de motores y variadores deben revisar la configuración final, incluyendo cualquier efecto en la garantía, protección, enfriamiento, mantenimiento o la máquina conectada.
| Área de revisión | Pregunta a resolver | Evidencia necesaria antes de la aprobación |
|---|---|---|
| Cable y terminación | ¿La disposición instalada proporciona la ruta de retorno de alta frecuencia prevista? | Detalles del cable, fotografías de la terminación y las instrucciones de instalación coincidentes |
| Conexión a tierra del marco | ¿La instalación coincide con la disposición de conexión a tierra requerida? | Registro de conexión a tierra tal como se construyó y verificaciones seleccionadas por un ingeniero competente |
| Conexión a tierra del eje | ¿Qué camino de corriente está destinado a desviar el dispositivo? | Propuesta específica para el motor, detalles de montaje y requisitos de mantenimiento |
| Aislamiento del rodamiento | ¿Qué lazo está interrumpido y a dónde puede ir la corriente después? | Disposición de los rodamientos del motor y revisión del equipo acoplado |
| Tratamiento de la salida | ¿El filtro propuesto aborda el mecanismo de estrés o corriente identificado? | Declaración de compatibilidad para el variador, motor, cable y rango de operación |
| Verificación | ¿Qué observación demostrará que la condición objetivo cambió? | Método acordado antes/después, condiciones de operación y registro de seguimiento |
Una conexión de baja resistencia comprobada para un propósito no establece, por sí misma, el comportamiento de toda una instalación a frecuencias de conmutación. Asimismo, un componente anunciado para la tensión de salida no debe describirse automáticamente como una solución para todos los caminos de corriente de modo común. Exija al proveedor que indique la función que se está abordando.
Obtenga las instrucciones del fabricante del variador sobre el cableado y la puesta a tierra para el modelo exacto. Compare el tipo de cable instalado, el enrutamiento y las terminaciones con esas instrucciones. Registre las desviaciones y solicite una disposición por escrito. Si un escudo ha sido modificado durante el mantenimiento, capture ese detalle en lugar de suponer que el diseño original todavía está presente.
El existente Guía de cables para variadores de frecuencia explica la información de adquisición necesaria para el cable de salida. Para una revisión de corriente en rodamientos, agregue la evidencia real de unión y terminación. Un cable descrito como adecuado para servicio con variadores de frecuencia aún necesita una instalación apropiada en ambos extremos.
Mantenga intacta la unión de seguridad eléctrica. Nunca desconecte un conductor de protección como experimento para ver si el ruido o el voltaje en el eje cambian. La medición y el trabajo correctivo requieren procedimientos adecuados y personal competente. Un atajo que elimina un camino de seguridad requerido no es un método de diagnóstico válido.
Un dispositivo de puesta a tierra del eje está diseñado para proporcionar una ruta que evita un rodamiento para la corriente que está diseñado para manejar. Su efectividad depende de la aplicación y del estado del contacto o la conexión. Pregunte cómo se gestionará el acceso, la contaminación, el desgaste y el mantenimiento durante toda la vida útil.
Aislar un rodamiento puede interrumpir un bucle en particular, pero una propuesta también debe considerar el acoplamiento capacitivo y rutas alternativas a través de otros rodamientos o la máquina accionada. Solicite un dibujo que identifique qué rodamiento está aislado y por qué. Evite aprobar una lista de piezas que deje el camino de corriente sin explicación.
Para un motor de reemplazo, incluya la aplicación del variador en la consulta desde el principio. Proporcione al proveedor del motor la información del variador y del cableado, en lugar de solicitar una modificación del rodamiento después de la entrega. El proveedor del motor y el del variador deben acordar la disposición combinada e identificar cualquier suposición no resuelta en el sitio.
La frecuencia portadora forma parte del entorno de conmutación, pero cambiarla también puede afectar al ruido, las pérdidas y la carga de accionamiento permitida. No debe ajustarse aleatoriamente tras recibir una queja relacionada con los rodamientos. Conserve los ajustes originales y solicite cualquier modificación técnicamente justificada junto con un método de verificación definido.
El artículo sobre la frecuencia portadora aborda las compensaciones más amplias relacionadas con los ajustes. Esta investigación tiene un objetivo más específico: determinar si el cambio de configuración propuesto aborda el mecanismo sospechoso de corriente en los rodamientos y se mantiene dentro de los límites del equipo. Que un motor haga menos ruido después del ajuste no demuestra que se haya eliminado un problema eléctrico en los rodamientos.
La siguiente conferencia de Jim Pytel explica la rectificación y la inversión mediante PWM. Proporciona información de contexto para comprender la forma de onda conmutada; no es un tutorial sobre la medición de corrientes en los rodamientos. Las comprobaciones de diagnóstico y adquisición del artículo deben seguir siendo útiles sin depender de una demostración en vídeo.
Pida al ingeniero encargado de la investigación que defina los instrumentos, el método de conexión y los estados de funcionamiento necesarios para obtener pruebas significativas. Las mediciones convencionales de la tensión de alimentación o de la corriente del motor no pueden caracterizar todos los fenómenos de alta frecuencia del eje. La capacidad de los instrumentos y su configuración son importantes, y un montaje inadecuado puede registrar ruido engañoso.
Documente la configuración de ensayo para que una comparación posterior se realice en condiciones equivalentes. Registre la velocidad del motor, la carga, los accesorios conectados, la disposición de los cables y los ajustes pertinentes. Identifique qué observaciones respaldan la conclusión y qué aspectos siguen siendo inciertos. Conserve los datos originales cuando estén disponibles, en lugar de limitarse a indicar que las lecturas fueron satisfactorias.
Utilice también una comparación de mantenimiento a más largo plazo. Realice un seguimiento del funcionamiento del conjunto reparado y de los resultados de las inspecciones conforme al programa de mantenimiento. Una reducción inmediata de una condición medida y la ausencia posterior de daños recurrentes son dos tipos de pruebas diferentes. Ninguna de ellas debe presentarse como una garantía universal de vida útil.
Al considerar la familia de variadores de frecuencia de uso general 820, proporcione la información del motor, los cables, la carga y la instalación junto con la solicitud de presupuesto. Pregunte qué medidas externas son necesarias para el sistema propuesto. Las fotografías del producto no demuestran la presencia de un filtro de modo común, una función de protección de los rodamientos ni una vida útil garantizada del motor.
Comience la selección general del equipo con el guía de selección de inversores de motor, y añada después la evaluación del riesgo para los rodamientos como requisito independiente cuando corresponda. El paquete de compra resultante debe especificar las medidas propuestas, las responsabilidades de instalación, las pruebas de aceptación y las obligaciones de mantenimiento. De este modo, el proyecto dispondrá de una propuesta de sistema verificable en lugar de una promesa vinculada a un único componente.
No. Conserve la evidencia del rodamiento fallido e investigue la lubricación, contaminación, alineación y carga, así como posibles mecanismos eléctricos. El ruido por sí solo no es un diagnóstico de causa raíz.
No. La aislamiento interrumpe caminos particulares, mientras que otros caminos pueden permanecer a través del motor o del equipo acoplado. La configuración completa requiere una revisión de ingeniería específica para el motor.
Debe seleccionarse e instalarse para el motor y el mecanismo de corriente reales. Confirme el montaje, la compatibilidad, el acceso, el mantenimiento y el método para verificar el efecto previsto.
Incluya detalles del motor, tipo y longitud del cable, disposiciones de conexión a tierra y terminación, velocidad y rango de carga, equipo accionado, protección existente y cualquier historial de daño en rodamientos.
