REFLEXION DE VOLTAJE

Una onda de voltaje viajando a través de una línea de transmisión es reflejada desde la transición de la impedancia de la linea y de la impedancia de la carga al final de la línea

Si no hay diferencia de impedancias no hay reflexión de onda

Si hay una gran diferencia la amplitud de la onda reflejada puede acercarse al valor de la onda original

REFLEXION DE VOLTAJE

Debido a que la impedancia del motor es mayor que la impedancia del cable de conexión, la teoría de transmisión de ondas predice una reflexión de voltaje

La impedancia de motores grandes es menor que la de motores pequeños, por lo tanto el efecto de reflexión es menor en motores grandes

LONGITUD CRITICA

Valores típicos oscilan entre 25 y 200 pies para IGBT

Si el cable del motor es mayor a la longitud crítica, el tiempo del pulso en llegar al motor es mayor a la mitad del tiempo de disparo y el voltaje reflejado se suma al siguiente pulso

Si la impedancia del motor es muy grande se puede duplicar fácilmente el voltaje en los terminales del motor

VOLTAJE REFLEJADO

SOBRE OSCILACION

La inductancia y capacitancia de los cables, el motor y el variador pueden formar un circuito resonante donde los pulsos de voltaje pueden formar una sobreoscilación

SOBRE OSCILACION

Combinado con el fenómeno de reflexión se puede obtener voltajes de más del doble del voltaje DC

Para motores de 440V se pueden originar voltajes pico superiores a 1400V

VOLTAJE REFLEJADO

El voltaje pico crece rápidamente hasta la longitud crítica de cable

Luego el crecimiento es más suave

Motores grandes tienen un menor voltaje pico debido a su menor impedancia

La frecuencia de conmutación también afecta el voltaje pico

GRADIENTE DE VOLTAJE

GRADIENTE DE VOLTAJE

El gradiente de voltaje es la velocidad con que se genera el pico de voltaje reflejado

Se define entre el 10% y el 90% del voltaje pico desarrollado

EFECTO CORONA

EFECTO CORONA

Campos eléctricos intensos pueden ionizar el gas (aire-barniz) alrededor del bobinado del motor

Si dos fases del motor pasan una al lado de la otra, pueden ocasionar un arco que vá degradando el aislamiento del motor

Para motores estándar el nivel de aislamiento es de 1000V, y para Inverter Duty Motors es de 1600V, para tensiones de trabajo menores a 600V.

EFECTO CORONA

BOBINAS DE MOTOR

Son inductancias que se instalan en serie con el motor Incrementan el tiempo de disparo y con ello la longitud crítica

del cable. Reducen el voltaje pico sólo dentro de la longitud crítica de

cable A menos que se instalen dentro del variador, los bobinas de

motor ocupan mucho espacio Originan una caída de tensión en el motor con lo que disminuye

su eficiencia y factor de potencia Si no son parte del equipo original de fábrica son difíciles de

dimensionar debido al gran espectro de frecuencias de salida del variador

FILTROS SENOIDALES

Consiste en circuitos RL o LC filtro pasa bajos

Incrementa el tiempo de disparo y disminuye el gradiente de voltaje mejor que las bobinas de motor

Producen una caída de tensión despreciable menor a 1.5%

Es recomendable su uso para instalaciones de gran longitud de cable de motor

Tienen un costo ligeramente mayor que las bobinas de motor

TERMINACIONES DE CABLE

Si la impedancia del cable es igual a la del motor no se produce reflexión de voltaje

Se dimensiona para cada aplicación pues se requiere conocer la impedancia del motor y la del cable de la instalación

Se colocan en el motor por lo que pueden representar un problema de espacio en su instalación

LONGITUD DE CABLE

ARMONICOS

Los armónicos de corriente y voltaje son creados por cargas no lineales en un sistema de distribución

Todos los convertidores electrónicos de potencia incrementan los disturbios armónicos inyectando corrientes armónicas en el sistema

DEFINICIONES

Distorsión Armónica Total

Factor de Potencia

Factor de Potencia de Desplazamiento

DEFINICIONES

SUMA DE CORRIENTES

FUENTES DE DISTORSION ARMONICA

Cargas no lineales comunes son arrancadores de estado sólido, variadores de frecuencia, computadoras, maquinas de soldar, lámparas electrónicas, UPS

Pueden causar sobrecalentamiento de cables, transformadores, generadores, condensadores, parpadeo de luces, disparo de interruptores, falsa lectura de medidores, etc.

COMO REDUCIR ARMONICOS

Los armónicos se pueden reducir por medio de modificaciones estructurales en el variador de frecuencia o mediante filtros externos

Estas modificaciones pueden ser el uso de rectificadores de 12 o más pulsos, rectificadores controlados o filtros internos al variador de frecuencia

FACTORES Y SUS EFECTOS

CAUSAS CONSECUENCIAS

Motor más grande Mayor contenido de armónicos

de corriente

Mayor carga en el motor Maryor contenido de armónicos

de corriente

Mayor inductancia AC o DC Menor contenido de armónicos

de corriente

Mayor número de pulsos del

rectificador

Menor contenido de armónicos

de corriente

Transformador más grande Menor contenido de armónicos

de voltaje

Menor impedancia del

transformador

Menor contenido de armónicos

de voltaje

Mayor capacidad de

cortocircuito del sistema

Menor contenido de armónicos

de voltaje

RECTIFICADORES