Voltaje del Eje y Corrientes en los Rodamientos

Las corrientes en los rodamientos son corrientes de alta frecuencia que son causadas por el voltaje en el eje del motor, lo que genera una corriente de descarga a través de los rodamientos del motor. Esto rara vez es un problema en motores eléctricos que funcionan con voltaje de línea. Pero los variadores de frecuencia (VFD) emiten voltaje modulado por ancho de pulso, lo que puede ser un gran problema para los motores alimentados por inversores.

Cuando se opera con un VFD, la alimentación al motor consiste en una serie de pulsos positivos y negativos en lugar de una onda suave. Por lo tanto, el voltaje de entrada nunca está equilibrado, ya que el voltaje es grande y positivo o grande y negativo, con un rápido cambio entre estados positivos y negativos en las tres fases.

El voltaje promedio entre las tres fases se llama voltaje de modo común. Por lo general, tiene una forma de onda de «onda cuadrada» o «de 6 pasos».

Los dos tipos destructivos de corriente en los rodamientos de motores alimentados por VFD bien conectados a tierra son la corriente EDM capacitiva y la corriente circulante de alta frecuencia.

Un motor eléctrico funciona como un condensador. El voltaje de modo común del VFD crea un voltaje capacitivamente acoplado en el rotor y el eje del motor. Este voltaje del eje se descarga al arquear a través de los rodamientos hacia el marco. Esta arqueación comprende la corriente EDM capacitiva.

El voltaje del eje se puede medir con un Osciloscopio Digital del Probador de Voltaje del Eje AEGIS y la Punta del Probador de Voltaje del Eje SVP AEGIS. Las descargas aparecen como cambios muy rápidos (línea vertical) del voltaje de regreso al nivel de referencia.

Estas descargas, que pueden ocurrir decenas de miles de veces por segundo, degradan la grasa del rodamiento y producen mecanizado por descarga eléctrica (EDM): miles de pequeñas perforaciones en la pista del rodamiento. Estas perforaciones y la grasa degradada generan un aumento de la fricción y ruido que proviene del motor. Con el tiempo, el rodamiento puede desarrollar rayas llamadas estrías, e incluso más ruido. Cuando las estrías son audibles, la falla del rodamiento es inminente.

La corriente de alta frecuencia en la salida del VFD se desplaza capacitivamente al marco del motor y luego viaja a través del marco en busca de tierra. A medida que esta corriente se desplaza a través del marco, produce un flujo magnético de alta frecuencia dentro del motor. Este flujo, a su vez, induce un voltaje de extremo a extremo de alta frecuencia en el eje. En motores grandes, de más de 100 HP / 75 kW, este voltaje de extremo a extremo del eje es lo suficientemente grande como para generar corriente circulante de alta frecuencia a través de los rodamientos.

Esta corriente circulante se desplaza del eje al marco a través de un rodamiento y del marco al eje en el otro. El resultado neto es una corriente que circula entre el eje y el marco del motor, dañando ambos rodamientos al mismo tiempo.

Aunque el flujo de alta frecuencia está presente en todos los motores en inversores, el flujo generalmente es lo suficientemente fuerte como para causar corriente circulante solo en motores más grandes, de más de 100 HP / 75 kW. El voltaje capacitivo del eje, por otro lado, está presente en todos los motores que funcionan con VFD, por lo que todos los motores en inversores son susceptibles a la corriente EDM capacitiva.

Medir el voltaje del eje en motores impulsados por VFD le proporciona información valiosa para determinar si existe un riesgo potencial de daño en los rodamientos debido a descargas eléctricas. Recomendamos realizar un estudio y documentar las lecturas de voltaje del eje utilizando el Osciloscopio Digital del Probador de Voltaje del Eje AEGIS..

Ejemplos de lecturas de voltaje del eje:

• Alto Voltaje de Modo Común Pico a Pico
• Patrón de Descarga EDM de Gran Amplitud
• Patrón de Descarga de Baja Amplitud de Voltaje

Obtenga más información sobre la identificación de los tipos de voltaje del eje y la solución adecuada para mitigarlos en nuestro manual.

El Manual de Protección de Rodamientos AEGIS lo guía a través de cómo ocurre el daño en los rodamientos y qué pasos se necesitan para prevenir ese daño. Descargue su copia y aprenda cómo aplicar las mejores prácticas para la protección de rodamientos en motores nuevos y reparados, probar motores en servicio e inspeccionar motores dañados. Nuestra guía está disponible en varios idiomas para que pueda acceder a esta información valiosa sin importar dónde se encuentre.

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