Proteja sus motores: los beneficios esenciales de los reactores de línea

¿Está usando actualmente un variador de frecuencia (VFD) con su sistema de motor? Si es así, quizás no sea consciente de los daños que los VFD y otros dispositivos de control de motor causan a su motor en funcionamiento. Estos incluyen corrientes eléctricas y armónicos. ¿Cuál es la solución? Un componente económico y compacto llamado reactor de línea.

Los reactores de línea son dispositivos electromagnéticos usados como inductores para proteger variadores de frecuencia (VFD) y otros dispositivos de perturbaciones eléctricas como picos de tensión, sobretensiones y transitorios. Los reactores de línea pueden limitar el flujo de corriente y armónicos dañinos del variador.

Los armónicos son distorsiones de corriente que ocurren al operar cargas no lineales, como VFD, junto con su máquina. Las cargas no lineales se aplican a motores para reducir costes energéticos y mejorar el suministro. Sin embargo, estas cargas crean distorsiones armónicas al producir corrientes no sinusoidales al operar. Si experimenta picos de tensión, sobrecalentamiento de equipos o fallos frecuentes, probablemente esté encontrando distorsión armónica. Los reactores de línea reducen picos de corriente y armónicos redondeando longitudes de onda.

La mayoría de fallos de motores de máquina se deben a perturbaciones eléctricas que ocurren con el tiempo, y aunque los VFD aumentan la eficiencia, son altamente sensibles a picos de tensión y transitorios.

Funciones del reactor: Línea vs Carga

Ahora que entiende cómo funcionan los reactores de línea, tiene dos opciones al elegir un reactor para su sistema. Los reactores pueden instalarse en dos ubicaciones diferentes y funcionar como reactor de línea o de carga. Un reactor de línea, también llamado reactor de entrada, se instala entre el VFD y la fuente de alimentación para proteger el variador. Un reactor de carga, también llamado reactor de salida, se instala entre el VFD y el motor para proteger el motor de la máquina.

Reactores de línea

Los reactores de línea se colocan en el lado de distribución de energía de la línea de suministro del variador. Ayudan a estabilizar corrientes eléctricas cuando VFD y otros dispositivos están en uso. Además, reducen transitorios y armónicos dañinos para la vida del variador. Funcionan como impedancia entre la fuente de alimentación y el VFD, ralentizando armónicos y perturbaciones como picos y sobretensiones. Protegen su VFD y alargan su vida.

Las perturbaciones de línea y armónicos son comunes en maquinaria pesada y en máquinas donde la energía se enciende y apaga constantemente. Por ejemplo, cuando se tira de la cadena del inodoro mientras la ducha funciona al mismo tiempo. Cargas pesadas constantes con cambios rápidos pueden causar disparos de interruptores. Con un reactor de línea instalado, esto puede eliminar sobretensiones y reducir disparos de circuitos.

Los reactores de línea deben usarse cuando:

• El lado de línea es propenso a sobretensiones, transitorios y armónicos
• Si se usan dispositivos VFD en el circuito
• La distorsión armónica total de corriente (THID) del variador supera el 5%
• Al encender equipos pesados o máquinas bajo cargas pesadas

Reactores de carga

Los reactores de carga se usan en el lado del motor de la carga del variador. Protegen el motor actuando como amortiguador cuando hay larga distancia entre el motor y el VFD. Al arrancar, el variador genera ruidos de alta frecuencia que causan picos de tensión. Los reactores de carga filtran el ruido causado por el motor y mitigan el ruido amplificado por longitudes de cable largas. Se recomiendan solo si el cableado del motor supera 30 metros (100 pies).

Para distancias extremas, deben usarse filtros DV/DT. Estos también protegen el motor reduciendo picos de tensión de dispositivos VFD. Su diferencia con reactores de carga radica en su mayor rango de protección. Se aplican comúnmente en sistemas como cintas transportadoras, líneas de producción y muchas otras máquinas/equipos con largas longitudes de cable. Consulte a su técnico especializado, ya que otros componentes electrónicos de su sistema deben considerarse al elegir reactores o filtros para su circuito.

Los reactores de carga deben usarse cuando:

• El cableado del motor está a más de 30 metros (100 pies)
• La máquina experimenta picos de tensión por encendidos y apagados constantes
• El lado del motor del variador necesita protección al usar un dispositivo VFD

Impedancias del reactor: 3% o 5%

¿Cómo elegir un reactor para las necesidades de su VFD y motor? Los reactores de línea se denotan por impedancia (% de impedancia de carga Z o resistencia efectiva porcentual de un circuito eléctrico), tensión y corriente. La impedancia del reactor de línea se determina por la corriente consumida por el VFD. El porcentaje de impedancia del reactor es el mismo porcentaje de la impedancia del variador a plena carga. Es importante notar que los reactores de línea se aplican en porcentajes a la carga de corriente del dispositivo en funcionamiento. La corriente nominal se presenta como la corriente requerida por la carga medida en amperios.

Los reactores de línea se usan comúnmente al 3% o 5% de impedancia, lo que significa que el porcentaje de impedancia se aplica a la corriente nominal del dispositivo. Por ejemplo, mayor flujo de corriente a través del reactor, mayor porcentaje de impedancia aplicado. Lo mismo ocurre cuando el flujo disminuye, el porcentaje de impedancia también.

Las impedancias del 3% son las más usadas, ya que mejoran el factor de potencia real de entrada y reducen armónicos y otras perturbaciones entre variadores. Se usan para reducir transitorios y evitar disparos de circuitos. El 5% ofrece los mismos beneficios que el 3% pero para casos extremos de armónicos.

El uso de impedancia del 10% puede ofrecer mejor protección del motor cuando está lejos del VFD. Impedancias más altas deben usarse cumpliendo normas IEEE 519 para reducir ruido y temperatura de operación del motor. Es importante tener en cuenta las impedancias para no sobredimensionar el reactor de línea para la carga de la aplicación.

Notas adicionales: IEEE 519 restringe la distorsión armónica total (THD) superior al 5%. Porcentajes de impedancia como 3% y 5% se usan igualmente para minimizar transitorios en líneas de potencia.

¿Por qué son importantes los reactores de línea?

Los reactores de línea son altamente recomendados por muchos ingenieros, y comparados con el precio de su motor son económicos y fáciles de instalar. No solo protegen su VFD sino también su motor de perturbaciones como transitorios, picos y sobretensiones. También ayudan a reducir armónicos que dañan motor y VFD con el tiempo. Los reactores de línea pueden instalarse en una sola instalación para múltiples dispositivos.

Por qué debería usar un reactor de línea:

• Reduce armónicos y mantiene sus niveles locales de armónicos y emisiones dentro de normas
• Reduce disparos del variador durante conmutación de condensadores
• Reduce la profundidad de muescas de tensión en SCR
• Protege condensadores de bus DC y diodos de entrada
• Se recomiendan cuando se usa un dispositivo VFD

Dado el coste de comprar nuevos VFD y motores, los reactores de línea proporcionan una solución económica para mantener su sistema seguro y funcionando a largo plazo. Los reactores de línea/carga son una pequeña inversión extremadamente efectiva contra armónicos y perturbaciones dañinas que producen dispositivos electrónicos. Trimantec ofrece una gama de reactores de línea con impedancias 3%, 5% y 10% que se adaptan a los requisitos de su dispositivo. Si no está seguro de cuál es el adecuado, contacte a uno de nuestros representantes de ventas para guiarle en el proceso.