Este artículo pretende orientarnos respecto a esta duda tan común... Veremos cuales son los aspectos críticos a tener en cuenta en las largas distancias, así como las posibles acciones que nos permitan apaciguarlos.
¿PROBLEMAS A MUCHA DISTANCIA?
Cualquier cable presenta capacitancia e inductancia. Estos elementos son proporcionales a la longitud de dicho cable...
Siendo así, el impacto en los cables de motor de mucha distancia suele manifestarse en situaciones de sobretensión y sobreintensidad.
Al no coincidir la impedancia en los extremos del cable, se dan sobretensiones transitorias en el terminal del motor. Cuanto más largo sea el cable del motor, mayores serán los picos de tensión reflejados.
Este fenómeno ocasiona un envejecimiento prematuro del aislamiento en el devanado del motor, lo que puede conducir a problemas permanentes. No obstante, la sobretensión se ve limitada al doble de la tensión del bus DC.
El tiempo de subida de tensión en la salida (denominado dV/dt) también genera picos de corriente en el variador. Estas sobretensiones puntuales aumentan con la mayor frecuencia de conmutación de los IGBTs de salida.
Esto puede provocar fallos inesperados en el equipo. Además, va asociado a un exceso de temperatura en la electrónica que incrementa las pérdidas del sistema y reduce la vida útil del variador.
¿COMO AUMENTAR DISTANCIA?
Para limitar el impacto que puedan tener las largas distancias entre variador y motor, podemos presentar distintas acciones preventivas. La viabilidad de cada una de ellas dependerá del entorno y el tipo de aplicación...
Estas opciones se presentan a continuación, de menos a más eficiente:
- Buena praxis en la instalación.
Que la alimentación del equipo sea estable, la sección de cables de potencia adecuada, haya una buena toma/conexión de tierra, se cumplan las recomendaciones básicas para cumplir EMC, etc.
¡Alerta!, es preferible utilizar un cable de motor no apantallado, pues la malla amplificará el efecto negativo de la sobretensión.
- Protección por software.
Algunos variadores de última generación llevan una pequeña CPU integrada y admiten programación para aumentar la fiabilidad de la solución.
Un pulso PWM demasiado corto podría generar superposición, lo que deriva en posibles sobretensiones... Esto se podría evitar por software (aunque puede afectar el rendimiento).
- Filtro dV/dt o reactancia AC de salida.
Reducen los valores de dV/dt (con lo que disminuyen los picos de tensión) y compensan los cambios bruscos de intensidad. Es la solución más utilizada porque resulta fácil de implementar y no suele tener precios muy elevados.
- Filtro senoidal en la salida.
Solución más eficiente, pero también más costosa.
No deja de ser un filtro paso bajo electrónico que permite desviar intensidades de alta frecuencia. El resultado es que se obtiene una onda de tensión puramente senoidal para gobernar al motor, por lo que permite una supresión completa de las sobretensiones.
¿DISTANCIAS RECOMENDADAS?
En este apartado se especificarán longitudes de cable orientativas, pero no se puede generalizar. Siempre es aconsejable comentarlo con el fabricante del variador previamente.
Los modelos de talla superior, podrían alcanzar los 150-200m sobre el papel.
Estos datos aproximados presuponen una instalación estándar que sigue todas las recomendaciones básicas.
No obstante, con distancias superiores a los 10m, ya se pueden empezar a generar situaciones de sobretensión.
Ahora bien, implementando las soluciones comentadas anteriormente, si se pueden aumentar las longitudes de cable de motor. Seguidamente, se presentan estimaciones en función de la acción implementada: 
Con reactancia (o filtro dV/dt) en la salida, se podrían alcanzar distancias de hasta 400m.
Y, con filtro senoidal, se puede llegar a loa 600m (en el mejor de los casos).
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