Cables para alimentación de motores con variadores de frecuencia.
Larga vida para el motor y alta compatibilidad electromagnética.
Controlar la velocidad de un motor mediante un variador de frecuencia es algo cada vez más usual pero no se puede emplear cualquier tipo de cable. Razonemos sobre los diseños de cables más idóneos para ahorrarnos problemas de los que también nos advierten los fabricantes de variadores.
La velocidad síncrona de un motor (n en r.p.m.) de corriente alterna está determinada por la frecuencia de suministro (f en Hz) y el número de pares de polos en el estátor (p), de acuerdo con la expresión:
Los variadores de frecuencia son dispositivos que permiten controlar la velocidad de los motores mediante la regulación de la frecuencia de alimentación.
Las grandes ventajas de estos equipos electrónicos como la reducción del consumo energético, el control preciso de la velocidad o la prolongación de la vida útil del motor han hecho que en los últimos años se haya incrementado su empleo en las instalaciones.
Pero esta tecnología puede venir acompañada de algunos inconvenientes que sin ser apreciables inicialmente resultan muy perjudiciales a medio plazo y se hace necesario adoptar soluciones adecuadas durante la instalación del sistema variador-motor para el correcto funcionamiento.
Además de la gran cantidad de armónicos que, generados por los pulsos de salida del variador, se producen sobretensiones inducidas de alta frecuencia que son causa de circulación de corrientes dentro del motor por desadaptación de impedancias entre el cable de alimentación y motor.
Esta corriente inducida retorna por el conductor de protección pasando previamente por los rodamientos y provocando con el tiempo erosión en los mismos cuando la tensión que debe soportar la película de aceite que los lubrica supera un determinado valor de disrupción (similar ocurre con otros componentes del motor). Por ello, y para asegurar una prolongada vida útil, hay que tomar en consideración esta amenaza y pensar en los medios para mitigarla o atenuarla desde el diseño de la instalación.
Cable Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS)
El cable Afumex Class Varinet (AS) es la solución a medida que le propone General Cable para la interconexión entre el variador y el motor.
El diseño del cable tipo Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS) para interconexión entre variadores de frecuencia y motores, recomendación de la norma IEC 60034-25, es fundamentalmente debido a la disposición simétrica de los conductores de fase (y el de protección dividido en tres secciones iguales y situado en los espacios entre las fases) y porque la pantalla con cobertura superior al 60 % según normativa y conectada a tierra en ambos extremos reduce la emisión electromagnética ayudando al retorno de corrientes de alta frecuencia, dado que el efecto piel en corriente alterna aumenta con la frecuencia.
El cable Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS) está diseñado para compensar las inducciones de las fases en el conductor de protección y por ello está dividido en 3 conductores de igual sección y simétricamente dispuestos respecto a las fases.
El cable tipo Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS) tiene clase de reacción al fuego Cca-s1b,d1,a1 para cubrir también los casos en que el riesgo de incendio no sea despreciable además de ser apto para emplazamientos de pública concurrencia.
Cable Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS) para interconexión de motores con variadores de frecuencia.
NOTA: se recomienda consultar las indicaciones del fabricante del variador. No seguir las indicaciones adecuadas y no instalar el cable necesario puede suponer una desadaptación de impedancias entre el cable y el motor, provocando corrientes vagabundas que erosionen sus superficies de trabajo, acortando vertiginosamente la vida útil del motor.
Recuerde siempre la utilización de cables Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS) para interconexión de variadores de frecuencia con motores, la vida del motor y la compatibilidad electromagnética están en juego.
Cables Blindex Protech 500 V (AS) y Blindex Protech 1000 V (AS)
Cuando la potencia del motor sea baja (hasta secciones de 4 mm2 para los conductores) se pueden emplear cables apantallados con trenza de cobre con cobertura mínima del 60% o superior como los Blindex Protech (AS) 500 V y 1000 V. Es muy importante una buena cobertura de pantalla en el cable, reduciremos las emisiones electromagnéticas de la línea y, por disponer de mayor sección de pantalla, la impedancia de transferencia será reducida. (Las normas de diseño obligan una cobertura mínima del 60%). En este caso el conductor de protección es un solo conductor.
En este caso el conductor de protección se presenta adyacente a las fases como conductor único y con color de aislamiento amarillo/verde (3 fases + conductor de protección único).
Al igual que en el caso del cable Afumex Class Varinet VFD 1000 V (AS) los cables Blindex Protech 500 V (AS) y 1000 V (AS) son de alta seguridad y tienen clase de reacción al fuego Cca-s1b,d1,a1.
Cables Blindex Protech 500 V (AS) y 1000 V (AS) con clase de reacción al fuego Cca-s1b,d1,a1.
Lo que no se debe hacer
No es adecuado el tendido de cables sin pantalla para alimentación de motores con variadores de frecuencia. Los cables tipo RV, RV-K, VV-K o RZ1-K (AS), por tanto, no garantizarán la compatibilidad electromagnética necesaria ni la adaptación de impedancias.
Una solución a medio camino pero igualmente insuficiente es emplear cables apantallados con bajas coberturas de pantalla. Un 40 % o un 20 % de cobertura, además de ser ilegal, dejará grandes “ventanas” para emisiones electromagnéticas y aumentará notablemente la impedancia de transferencia al presentar menor sección de pantalla.
Es especialmente importante no tender cables unipolares en una capa aunque sean apantallados. Es necesario compensar las inducciones y respetar una simetría en la disposición de las fases, lo que se consigue fácilmente con el diseño de los cables multipolares cuyas fases están colocadas al tresbolillo.
Cuadro resumen de aplicaciones
Lisardo Recio Maíllo. Product manager
Prysmian Group
