Escogiendo Reactores de Línea para Variadores de Frecuencia

Uno de los principales desafíos al especificar variadores de frecuencia, una vez determinada la tecnología que permite cumplir con las condiciones que requiere un determinado proceso, es el de escoger de forma adecuada los elementos periféricos de la instalación que permitan asegurar la vida útil de los equipos involucrados en dicha instalación. La protección eléctrica del variador de velocidad en general debe hacerse con fusibles de acción ultra rápida, cuyo detalle es recomendable revisar en los manuales de instalación del mismo. Sin embargo, queda el problema de asegurar la vida útil tanto del cableado de salida del variador como del motor que se está controlando.

El uso de semiconductores con alta velocidad de switcheo, ha permitido que el tamaño físico de los variadores de velocidad se haya reducido en los últimos años, a la par de permitir una menor distorsión armónica en la corriente de salida hacia los motores, siendo esto último un factor clave para la mejora en el control de procesos precisos de torque y posición hasta hace pocos años reservados sólo para motores DC.

Sin embargo, esta mayor frecuencia de portadora para la modulación de la onda de salida tiene su efecto pernicioso sobre la vida útil del aislamiento del cable de alimentación del motor y de los propios devanados del motor, ya que una mayor frecuencia de switcheo incrementa el fenómeno conocido como Onda Reflejada, el cual es muy común en líneas de transmisión de energía de gran distancia y bajas frecuencias y en sistemas de comunicación de relativa corta distancia y altas frecuencias de conmutación.

Para evitar esto, hay varias prácticas comunes recomendadas:

1.- Para proteger el cable, si el sistema de alimentación es de 480 VAC o superior, se debe utilizar cable con aislamiento de 1000 Voltios, para evitar que las sobretensiones producidas por el fenómeno de onda reflejada sean superiores a la capacidad dieléctrica del mismo.

2.- Para distancias de cableado altas, se debe evaluar el uso de reactancias de salida, o combinación de reactacias con resistencias de acoplamiento, a fin de disminuir las sobretensiones que dañen el aislamiento del motor.

3.- Usar motores diseñados para uso con variadores de velocidad. Estos motores, básicamente, poseen una mayor tensión de aislamiento, debido a lo cual su vida útil, al estar expuestos a sobretensiones es mucho mayor que los motores convencionales.

Una forma sencilla, diseñada por Rockwell Automation, de evaluar la solución requerida para asegurar la correcta selección de componentes al menor costo posible, se puede encontrar en el link http://webdc.transim.com/rockwell/.

Haciendo click en el Icono Reflected Wave, se va a ingresar a un portal como el mostrado en la Figura del presente artículo.

Esta aplicación web permite validar, para una familia de variadores dada, con un tipo de cable de geometría fija por una distancia a seleccionar y para uso con un motor de tensión de aislamiento determinado, si se requiere o no del uso de reactores de salida o de resistencias de acoplamiento, haciendo más fácil y certera la selección de los componentes requeridos para una aplicación particular.