Daños en los cojinetes de los motores

Para hacer honor a su nombre, los motores inverter-duty, aquellos que operan con convertidores de frecuencia con un amplio rango de velocidad sin problemas de sobrecalentamiento, tienen que proporcionar la necesaria protección a los cojinetes.

Los grandes fabricantes de motores de inducción AC (de corriente alterna) de tres fases ofrecen modelos inverter-duty. Mientras que estos motores tienen inversor nominal de aislamiento para proteger los devanados, los cojinetes -sus partes más vulnerables- son a menudo ignorados. Algunos clientes que adquieren estos motores no pueden comprender esto. La Asociación de Fabricantes eléctricos de Estados Unidos (NEMA) tiene que recomendar que los nuevos motores tengan protección del cojinete contra los daños de descargas eléctricas.

Es comúnmente conocido que los inversores - también conocidos como unidades de frecuencia variable (VFD) y las unidades de velocidad ajustable- pueden inducir tensiones no deseadas del eje del motor que, sin mitigación efectiva- pueden destruir los cojinetes, causando un fallo prematuro del motor.

Aunque las actuales normas de la NEMA subrayan la posible necesidad de protección extra de los cojinetes para motores impulsados por VFD, el lenguaje no es a menudo lo suficientemente específico para guiar a los fabricantes de vehículos y no han sido actualizadas para incluir los resultados de nuevas investigaciones y desarrollos en la tecnología de conexión a tierra del eje. Normas más fuertes, reelaboradas, necesarias para la mitigación eficaz en forma de tecnología fiable a largo plazo sobre conexión a tierra del eje, deberían existir para advertir a los usuarios de motores de la necesidad de mitigación y ayudarían a aclarar conceptos erróneos comúnes.

Sostenibilidad

Las VFD -unidades de frecuencia variable- pueden ahorrar un 30 por ciento o más en costes de energía. Debido a esto, se han citado como una tecnología clave para quienes deseen hacer comerciales sus sistemas de climatización, líneas de montaje automatizadas y otros procesos de energía más eficiente. Tanto si se usan para el control de la velocidad de un motor o el par, las VDFs a menudo inducen tensiones y corrientes que pueden dañar los cojinetes -o rodamientos-. De hecho, la reparación costosa o el reemplazo de los cojinetes del motor fallido pueden acabar con los ahorros de la VDF y disminuir severamente la fiabilidad del sistema. Cuando un motor impulsado por VDF falla, pueden no ser posibles las reclamaciones de garantía contra el motor y sus fabricantes. Dado que los sistemas que usan las VDFs son tan variados, la cuestión de la responsabilidad es un tema delicado.

Los avances en la tecnología de conexiones a tierra de los ejes

En casi todos los casos, la forma más rentable y confiable para minimizar el daño del cojinete eléctrico y hacer sostenibles estos sistemas es un eje motor de anillos de conexión a tierra (en combinación con el aislamiento térmico para grandes motores de más de 100 caballos de fuerza), como se muestra en la imagen.

A diferencia de las más viejas escobillas o zapatas de contacto de un solo punto, los nuevos anillos de toma de tierra rodean el eje del motor con puntos de contacto para una mayor eficacia. Un modelo tiene filas circunferenciales continúas de microfibras especialmente diseñadas para aumentar las tasas de transferencia de electrones y proporcionar baja impedancia desde el eje a la estructura.