Los variadores de frecuencia regulan la velocidad de un motor mediante la conversión de la tensión de alimentación de la red AC en tensión DC (Rectificador), a continuación, se regresa a una tensión AC de frecuencia variable mediante modulación de ancho de pulso PWM (inversor). El rango de conmutación en frecuencia de estos pulsos oscilan desde 1 kHz hasta 20 KHz. La relación de cambio ∆V/∆T genera capacitancias parásitas entre el estator y el rotor que inducen una tensión en el eje del rotor.
Si esta tensión se acumula a un nivel suficiente, se pueden generar descargas a tierra a través de los rodamientos.
La causa principal del paso de corriente eléctrica a través de los rodamientos proviene del sobrepaso de los pulsos de tensión creados por la conmutación de alta frecuencia de los dispositivos semiconductores como IGBTs en el variador de frecuencia.
La tensión del eje se acumula en el rotor hasta que este excede la rigidez dieléctrica del lubricante del rodamiento, luego, se produce pulso de descarga de tensión a tierra a través del rodamiento. Después de esta descarga, la tensión se acumula de nuevo y el ciclo de repite nuevamente.
Estas descargas frecuentes tiene un efecto de mecanizado por descargas eléctricas, un proceso similar a la soldadura eléctrica, en la que se producen temperaturas localizadas muy altas causando picaduras en los elementos rodantes y las pista de rodadura. Inicialmente, estas descargas crean un efecto escarcha y usualmente el primer síntoma de daño por paso de corriente es el ruido audible creado por los elementos rodantes al pasar sobre los agujeros en las pistas del rodamiento. Con el tiempo, este deterioro produce patrones en la pista de rodamientos conocidos como “flutting” el cual es señal de daño severo.
Dada la necesidad de medir estos pulsos, existen actualmente en el mercado instrumentos capaces de detectar estas descargas dieléctricas que son la fuente de daños en rodamientos por paso de corriente eléctrica. Estos equipos poseen una antena sensible a cambios locales en el campo magnético causados por tales descargas. El resultado de la medición es dado en pulsos por X (normalmente 5 a 30 segundos) determinado tiempo seleccionado por el usuario. Es decir, si el equipo registra “1020” en 5 segundos, la lectura técnica es de 1020 pulso de descargas de tensión por 5 segundos.
Aún no existe normativa que regule el número de pulsos por tiempo permitidos. Si es claro, que si el equipo registra pulsos en el motor a cuestionar, este presenta descargas de tensión a través de los elementos rodantes y las consecuencias pueden ser severas, como ya fue mencionado en líneas anteriores.
Fuente: Hector F. Virgüez (Analista de Predictivo IME S.A.)
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