Mayor vida útil de los Motores Eléctricos
Cuando los motores eléctricos funcionan con convertidores de frecuencia, a menudo se producen corrientes indeseables en los rodamientos, que pueden perjudicar considerablemente la vida útil de los rodamientos del motor. Científicos de la Universidad Técnica de Darmstadt han investigado estas corrientes de rodamiento y han descubierto que, en algunos casos, pueden reducirse con la ayuda de cables de alimentación de motores blindados.
Las corrientes de rodamiento son corrientes no deseadas que se producen durante el funcionamiento de los motores eléctricos. Fluyen a través de los rodamientos de rodillos que conectan el rotor móvil con el estator fijo del motor. Las corrientes en los rodamientos se producen sobre todo en los accionamientos cuya velocidad se modifica con la ayuda de un convertidor de frecuencia y pueden causar daños considerables en los rodamientos. Especialmente en el caso de un concepto de puesta a tierra incorrecto, pueden producirse corrientes de rodamiento con altas densidades de corriente, que hacen que el metal del anillo del rodamiento se funda o incluso se vaporice. El resultado son cráteres y las llamadas ondulaciones en el rodamiento, que se hacen notar por el aumento de las vibraciones y el desgaste más rápido. Esto suele provocar el fallo de los rodamientos a los pocos meses de su montaje.
Existen cuatro tipos de corrientes de rodamiento, cada una de las cuales está influenciada por diferentes factores y tiene efectos variados:
- Las corrientes capacitivas en los rodamientos son causadas por el cambio de la tensión en el rodamiento y el flujo de las corrientes de compensación. Suelen ser demasiado pequeños para ser perjudiciales.
- Las corrientes de rodamiento de descarga (EDM) son corrientes de descarga en forma de pulso. Pueden ocurrir cuando se acumula una tensión a través de la película de lubricante en el rodamiento hasta que la película de lubricante se rompe eléctricamente.
- Las corrientes de rodamiento circulares son corrientes circulares en la máquina eléctrica. Están causados por un flujo anular magnético de alta frecuencia alrededor del eje que induce una tensión a lo largo del mismo.
- Pueden producirse corrientes de rodamiento rotor-tierra si el rotor del accionamiento eléctrico está conectado a tierra adicionalmente a través de un reductor u otro accesorio y su impedancia de tierra es menor que la del estator.
Proporcionalmente, la corriente fluye desde la carcasa del motor a través de los rodamientos hacia el eje y a través de la conexión a tierra del rotor. Sin embargo, si se diseña el rodamiento adecuadamente, utilizando rodamientos híbridos o cerámicos, así como escobillas, filtros y anillos de tierra, los diseñadores tienen algunas opciones para reducir y evitar estas corrientes no deseadas.
El blindaje marca la diferencia
Un criterio decisivo es también la selección del cable de motor adecuado: este fue el resultado de un estudio del Instituto de Conversión de Energía Eléctrica de la Universidad Técnica de Darmstadt, realizado con la colaboración de HELUKABEL. En varias configuraciones de prueba, los científicos compararon las corrientes portantes que se producen en los tipos de cable con y sin apantallamiento. Descubrieron que las corrientes del rotor a tierra, en particular, pueden reducirse significativamente utilizando cables apantallados.
Por lo tanto, los cables apantallados son un método sencillo y al mismo tiempo eficaz para proteger los rodamientos de los motores del desgaste prematuro y los fallos. Otro punto a favor: su apantallamiento también evita las radiaciones eléctricas no deseadas a otros dispositivos y contribuye así a la compatibilidad electromagnética (CEM) de todo el sistema.
En sus pruebas, el equipo de la Universidad Técnica de Darmstadt utilizó cables de motor HELUKABEL del tipo TOPFLEX-EMV-UV-3 PLUS 2YSLCYK-J. El cable de doble apantallamiento está diseñado para el funcionamiento sin interferencias de los convertidores de frecuencia. También es resistente a los rayos UV y a la intemperie, por lo que es adecuado para su uso en exteriores. HELUKABEL ofrece la serie TOPFLEX en numerosas variantes para diferentes requisitos, y también dispone de una amplísima gama de servocables y codificadores para la industria y la ingeniería mecánica.