Abrir el panel de un motor en un día caluroso siempre me recuerda lo rápido que pueden salir mal las cosas cuando un motor accionado por VFD comienza a calentarse más de lo que debería.
Sobrecalentamiento del motor VFD1 Ocurre cuando la carga, la refrigeración, el cableado o los ajustes del VFD empujan el motor más allá de los límites de temperatura seguros. Verificar la carga, el flujo de aire, los parámetros y las condiciones del cable generalmente resuelve la mayoría de los casos rápidamente.
Y créanme: los ocupados gerentes de adquisiciones no tienen tiempo para adivinar de dónde viene el problema.
¿Qué causa el sobrecalentamiento de los motores VFD?
A veces la causa es obvia, a veces se esconde en pequeños detalles, como un terminal suelto que nadie pensó en revisar.
Mayoría Sobrecalentamiento del motor VFD1 viene de problemas de carga2, refrigeración deficiente, parámetros VFD incorrectos, cableado defectuoso, armónicos, envejecimiento del motor o fallas de hardware del VFD.
Profundicemos para que pueda detectar problemas rápidamente, incluso si no es ingeniero.
1) Problemas relacionados con la carga
Cuando un motor trabaja más de lo debido, la temperatura sube rápidamente. El exceso de carga, el bloqueo mecánico o los equipos de alta inercia a menudo obligan al motor a consumir más corriente que su clasificación, lo que provoca un rápido sobrecalentamiento.
He visto esto suceder en casas de bombas chilenas donde una pequeña piedra atrapada en el impulsor hizo que todo el sistema funcionara como si arrastrara una montaña. De repente, la corriente saltó y el motor se cocinó hasta la mitad.
Así es como suelen aparecer los problemas de carga:
Actual superior a la placa de identificación
Desgaste de rodamientos o mala lubricación
Bomba atascada o bloqueo parcial
Par elevado durante el arranque en máquinas de alta inercia
El sobrecalentamiento del motor VFD se produce principalmente porque una carga excesiva, una refrigeración deficiente, parámetros VFD incorrectos o problemas de cableado empujan al motor más allá de su temperatura de funcionamiento segura.Verdadero
La carga mecánica elevada, el flujo de aire bloqueado, la configuración incorrecta del VFD o los problemas de cableado aumentan la corriente y las pérdidas, lo que eleva la temperatura del motor y provoca un sobrecalentamiento si no se corrige.
El sobrecalentamiento del motor VFD generalmente ocurre incluso cuando la carga es normal y los parámetros de enfriamiento, cableado y VFD están configurados correctamente.FALSO
Cuando los parámetros de carga, refrigeración, cableado y VFD coinciden correctamente con el motor, el sobrecalentamiento es poco común; la mayoría de los casos se deben a problemas identificables, como sobrecarga, mala ventilación o configuraciones incorrectas.
Mirada más profunda
Una carga elevada obliga al motor a generar más par, y el par requiere corriente. La corriente genera calor, así de simple.
Si el VFD intenta empujar el motor a través de un sistema mecánico atascado, cada segundo agrega tensión a los devanados de cobre y al aislamiento.
Para los roles de adquisiciones, esto es importante porque seleccionar el tamaño de motor correcto3, sistema de condensadores correcto, o motor de freno adecuado Evita el 80% de los casos de sobrecarga. En Dongchun, cuando los clientes en Perú o Nigeria piden ayuda con el tamaño, normalmente pido:
tipo de máquina
ciclo de trabajo
frecuencia de inicio/parada
aumentos repentinos de carga esperados
Esto me permite combinarlos con un motor monofásico ML, MY, YCL, YC o un modelo trifásico IE3/IE4 de alta eficiencia que maneja mejor la sobrecarga. Las pequeñas decisiones aquí evitan grandes problemas de sobrecalentamiento más adelante.
2) Mala refrigeración del motor
Los problemas de refrigeración son los asesinos silenciosos.
Los conductos de aire bloqueados, un ventilador roto o aletas cubiertas de polvo impiden la disipación adecuada del calor, lo que hace que el motor se sobrecaliente incluso con carga normal.
Una vez, un almacén en Ecuador me envió fotos de un motor que parecía haber vivido dentro de una bolsa de harina. Después de limpiarlo, el sobrecalentamiento desapareció como por arte de magia.
Mirada más profunda
El enfriamiento depende del flujo de aire limpio. Cuando el polvo, el algodón o el aceite bloquean la vía de ventilación, incluso un motor funcionando con una carga del 60 % puede alcanzar una temperatura crítica. Y si el motor funciona a baja frecuencia (<10Hz), el ventilador gira demasiado lento y el enfriamiento colapsa.
Una simple comprobación suele solucionar este problema:
Problema de enfriamiento
Resultado
Entrada/salida de aire bloqueada
Aumento rápido de la temperatura
Ventilador dañado o faltante
Sin flujo de aire
Superficie del motor cubierta de suciedad
Mala radiación de calor
Temperatura ambiente alta
Margen de seguridad reducido
Para instalaciones largas, como líneas transportadoras en Sudáfrica, a veces agregamos ventiladores de refrigeración independientes4 para mantener el flujo de aire constante incluso a bajas velocidades del VFD.
3) Configuración incorrecta del VFD
Esta es una de las causas principales y, a menudo, la que los gerentes ocupados más pasan por alto.
Las curvas V/F incorrectas, la frecuencia portadora alta, los tiempos de aceleración cortos o los datos incorrectos de la placa de identificación crean un exceso de corriente y calentamiento del motor.
Recuerdo haber ajustado el VFD de un cliente en Tailandia: la frecuencia portadora estaba al máximo “porque más alto suena mejor”.
No es así. Simplemente genera más calor.
Seleccionar el tamaño del motor, el método de enfriamiento y los parámetros VFD correctos reduce significativamente el riesgo de sobrecalentamiento causado por sobrecarga, flujo de aire deficiente o corriente excesiva.Verdadero
El tamaño adecuado del motor, la refrigeración adecuada y los parámetros VFD configurados correctamente mantienen la corriente y la temperatura dentro de los límites de diseño, evitando tensiones en los devanados, el aislamiento y los cojinetes.
La condición de enfriamiento del motor y la configuración de los parámetros del VFD tienen poco impacto en el sobrecalentamiento siempre que el motor esté funcionando por debajo de su carga nominal.FALSO
Incluso con carga normal o parcial, el flujo de aire bloqueado, los ventiladores dañados, el funcionamiento a baja velocidad o la configuración incorrecta del VFD pueden reducir drásticamente el enfriamiento y aumentar las pérdidas, lo que lleva a un sobrecalentamiento grave.
Aumento de par — demasiado alto → saturación magnética
tiempo de aceleración — demasiado corto → pico actual
Parámetros de voltaje/corriente incorrectos → control ineficiente
Operación a largo plazo por debajo de 10 Hz → sin refrigeración por ventilador
Una buena regla: Ingrese los valores de la placa de identificación del motor exactamente como están escritos.
Con nuestros motores IE3 de alta eficiencia (certificados TUV), he notado que la sola entrada correcta de parámetros reduce la temperatura entre 10 y 15 °C en algunas instalaciones.
A veces el motor está en buen estado, pero la energía que lo alimenta no.
La sobretensión, la subtensión, los cables largos, los terminales sueltos o una mala conexión a tierra aumentan las pérdidas y el calor dentro del motor.
Una vez, un cliente de Albania se quejó de “debilidad motora”. Encontramos un terminal tan suelto que estaba ennegrecido por el calor. Un ajuste de 10 segundos solucionó todo.
Mirada más profunda
Cables largos (>50 m) aumento:
caída de voltaje
estrés dv/dt
corriente de fuga
Esto puede provocar un calentamiento del aislamiento, especialmente en motores más antiguos.
Correcciones recomendadas:
Problema
Recurso
Cables largos
Agregue un reactor de salida o un filtro dv/dt
Alambre de tamaño insuficiente
Utilice un cable blindado más grueso
Terminales sueltos
Apriete todas las orejetas
Fluctuación de voltaje
Comprobar la calidad del suministro
Seleccionar el tamaño del motor, el método de enfriamiento y los parámetros VFD correctos reduce significativamente el riesgo de sobrecalentamiento causado por sobrecarga, flujo de aire deficiente o corriente excesiva.Verdadero
El tamaño adecuado del motor, la refrigeración adecuada y los parámetros VFD configurados correctamente mantienen la corriente y la temperatura dentro de los límites de diseño, evitando tensiones en los devanados, el aislamiento y los cojinetes.
La condición de enfriamiento del motor y la configuración de los parámetros del VFD tienen poco impacto en el sobrecalentamiento siempre que el motor esté funcionando por debajo de su carga nominal.FALSO
Incluso con carga normal o parcial, el flujo de aire bloqueado, los ventiladores dañados, el funcionamiento a baja velocidad o la configuración incorrecta del VFD pueden reducir drásticamente el enfriamiento y aumentar las pérdidas, lo que lleva a un sobrecalentamiento grave.
Conclusión
El sobrecalentamiento del motor VFD generalmente se debe a causas simples: carga, flujo de aire, configuraciones incorrectas, cableado o equipo antiguo. Si los revisa paso a paso, podrá resolver la mayoría de los problemas rápidamente, incluso sin conocimientos técnicos profundos.
Comprender las causas del sobrecalentamiento del motor VFD puede ayudarle a evitar costosos tiempos de inactividad y garantizar un funcionamiento eficiente. ↩↩
Explorar los problemas de carga proporcionará información sobre cómo optimizar el rendimiento del motor y evitar problemas de sobrecalentamiento. ↩
Comprender la importancia del tamaño del motor puede evitar costosos problemas de sobrecarga y mejorar la eficiencia operativa. ↩
Descubra cómo agregar ventiladores de refrigeración independientes puede mejorar el flujo de aire y evitar el sobrecalentamiento en aplicaciones críticas. ↩
Comprender la frecuencia portadora puede ayudar a optimizar la configuración del motor para lograr una mejor eficiencia y reducir el calor. ↩
Explorar este tema puede revelar ideas fundamentales para mantener la salud del motor y prevenir el sobrecalentamiento. ↩
