Articulo publicado en la:
IEEE Industry APPLICATIONS – July/August 2008, Vol 14, No 4
La experiencia reciente indica que los frentes de onda abruptos, como los entregados por los Variadores de Frecuencia PWM pueden inducir corrientes de origen electrostático y electromagnético.
En las anomalías tradicionales, las corrientes inducidas en el eje (o flecha) se debían solo a orígenes electromagnéticos.
Existen 3 fuentes para corrientes en los rodamientos. Se mencionan a continuación.
Las encuestas sugieren que el 30% de las fallas de motores se deben a problemas de circulación eléctrica en rodamientos. Las 3 fuentes asociadas con problemas en maquinas rotativas son: Inducción Electromagnética, Fuentes acopladas electrostáticamente y Realimentación de Tierra.
La Inducción Electromagnética (IE) se asocia con maquinas largas axiales. Es común que las aspas de ventiladores rotando se carguen electrostáticamente. También ocurre con maquinas que operan correas cuando estas operan en aire ionizado. La diferencia es que ahora, con el advenimiento de los Variadores estos son una nueva fuente de IE. Los problemas derivados de esta circunstancia no solo atacan los rodamientos sino otros dispositivos asociados. Tradicionalmente esto se combatía poniendo rodamientos aislados (cerámicos) en el acople de No-Carga. Si bien esto no cambia la dinámica, reduce sus efectos.
Los 3 mecanismos de acople de corrientes son: Circulante, Capacitiva y Retroalimentada. Para las maquinas conectadas en estrella la corriente clásica es la capacitiva. Aun si el motor tiene rodamientos aislados, las frecuencias de las corrientes capacitivas frecuentemente lo tornan obsoletos. El procedimiento de deterioro es el siguiente: se degrada el lubricante, esto hace que el medio en lugar de ser aislante pase a ser conductivo, de allí se empieza a desprender partículas del rodamiento, esto lo hace mas conductivo a frecuencias mas bajas.
Las corrientes de Retroalimentación suelen ocurrir cuando la impedancia de de los cables de alimentación es diferente, causando acoplamiento magnético de con el cable de tierra. Subsecuentemente la corriente se divide y una parte se conduce a través de los rodamientos.
Los siguientes métodos para mitigar el problema deben ser considerados y en muchos casos usados algunos de ellos en conjunto:
- Uso de rodamientos aislados
- Puesta a masa de la flecha
- Uso de chokes
- Puesta a masa apropiada
- acoplamiento aislados entre motor y carga
- Acondicionamiento apropiado de la salida de los variadores
- Motor aislado electrostáticamente
- Uso de Lubricantes Conductivos
- Rodamientos cerámicos
- Selección apropiada de frecuencia carrier del PWM
