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¿Por qué el convertidor de frecuencia daña los cojinetes del motor?

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¿Por qué el convertidor de frecuencia daña los cojinetes del motor?

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En primer lugar, debemos comprender que hay corriente que circula por el rodamiento, y que esta corriente se encuentra en un estado intermitente. Los circuitos intermitentes pueden generar arcos eléctricos, que pueden quemar los rodamientos.

Existen dos razones principales por las que circula corriente en los cojinetes de los motores de CA. Una es la tensión inducida causada por el desequilibrio del campo electromagnético interno; en segundo lugar, la trayectoria de la corriente de alta frecuencia provocada por la capacitancia parásita.

El campo magnético en un motor de inducción de CA ideal es simétrico. Cuando las corrientes de los devanados trifásicos son iguales y la diferencia de fase es de 120°, no se induce ninguna tensión en el eje del motor. Cuando la tensión PWM de salida del convertidor de frecuencia provoca un campo magnético asimétrico en el interior del motor, se induce una tensión en el eje. La amplitud de la tensión es de 10-30 V, lo cual está relacionado con la tensión de accionamiento. Cuanto mayor sea la tensión de accionamiento, mayor será la tensión en el eje.

Cuando este valor de tensión supera la rigidez dieléctrica del aceite lubricante del cojinete, se forma una vía de corriente. Durante la rotación del eje, en un punto determinado, el aislamiento del aceite lubricante bloquea la corriente. Este proceso es similar al proceso de encendido y apagado de un interruptor mecánico, en el que se genera un arco eléctrico que quema la superficie del eje, la bola y la cavidad, formando picaduras. Si no hay vibraciones externas, las pequeñas picaduras no tendrán un impacto significativo, pero si hay vibraciones externas, aparecerán surcos, lo que tendrá un gran impacto en el funcionamiento del motor.

Además, los experimentos han demostrado que la tensión en el eje también está relacionada con la frecuencia fundamental de la tensión de salida. Cuanto menor sea la frecuencia fundamental, mayor será la tensión en el eje y más graves serán los daños en los cojinetes.

En la fase inicial del funcionamiento del motor, cuando la temperatura del aceite lubricante es baja, la amplitud de la corriente es de 5-200 mA, por lo que esta corriente de baja intensidad no causará ningún daño a los cojinetes. Sin embargo, tras un tiempo de funcionamiento del motor, a medida que aumenta la temperatura del aceite lubricante, la corriente máxima alcanza valores de entre 5 y 10 A, lo que provoca descargas eléctricas y la formación de pequeñas picaduras en la superficie de las piezas de los cojinetes.

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