50 Hz vs. Motores de engranajes de CA a 60 Hz: Qué fabricantes de exportación deben revisar de nuevo

Una máquina sale de una fábrica de 50 Hz y llega a un sitio de 60 Hz, O al revés. El motor de engranajes se atornilla al mismo bastidor y el eje encaja en el mismo acoplamiento, Así que nada parece diferente por fuera. Ese ajuste físico no confirma esa velocidad de salida, Funcionamiento del freno, o los límites de la caja de cambios seguirán siendo aceptables.

La frecuencia de suministro no es un detalle que se confirma una vez y se olvida. Esta revisión cubre motores generales de inducción trifásica de CA. Con un direct-on-line (ABAJO) Conexión, El motor se suministra a la frecuencia de la red eléctrica, mientras que la velocidad real del eje depende de esa frecuencia, El número de postes de motor, y deslizamiento dependiente de la carga. Con un variador de frecuencia (VFD), el accionamiento establece la frecuencia del motor; su propio suministro de entrada debe seguir adaptándose al sitio de destino. Aquí tienes una revisión paso a paso para los fabricantes OEM de exportación.

Por qué importa la frecuencia de suministro

La velocidad de un motor de inducción de CA está ligada a la frecuencia de alimentación. La velocidad síncrona sigue una relación sencilla:

n_s = 120 × f / p

donde f es la frecuencia de suministro en hercios y p es el número de polos. Para un motor de cuatro polos, 50 Hz da una velocidad síncrona de 1500 rpm, y 60 Hz da 1800 rpm.

Los motores reales funcionan ligeramente por debajo de la velocidad síncrona. El hueco es el deslizamiento, y existe porque el rotor tiene que detener el campo rotatorio para inducir corriente y producir par. Utiliza la velocidad nominal para el motor seleccionado y el estado de funcionamiento en lugar de un porcentaje general de deslizamiento.

Para un recuento fijo de polos, la velocidad síncrona aumenta por un factor de 1,2 de 50 Hz a 60 Hz. Si la velocidad real del motor aumenta aproximadamente ese factor y la relación de la caja de cambios se mantiene fija, La velocidad de salida también aumenta. Esto es una comparación de velocidades, no prueba que el motor pueda entregar su par o potencia original a la nueva frecuencia.

Lee la placa completa del motor

La placa con el nombre es el punto de partida para comprobar para qué fue construido y para qué está homologado el motor. Léelo todo, Luego utiliza la hoja de datos correspondiente, Instrucciones de funcionamiento, y cualquier confirmación escrita del fabricante.

Cada frecuencia nominal está asociada a una conexión de voltaje y bobinado especificada, Potencia de salida, Actualidad, y velocidad. Una valoración de 50 Hz no establece por sí sola el rendimiento a 60 Hz. Para operación directa en línea en una red diferente, Eso es una cuestión de configuración, no una sustitución plug and play.

La placa con el nombre también transporta voltaje, Fase, Corriente a plena carga, y velocidad nominal. La velocidad nominal es la velocidad de carga completa a voltaje y frecuencia nominales, y la diferencia entre este y la velocidad síncrona es el deslizamiento. Estos valores pertenecen a un conjunto de condiciones clasificadas y no pueden aplicarse por separado a una cuadrícula diferente. Las especificaciones de servicio y ambiente determinan si el motor está homologado para servicio continuo o para algo más corto, y bajo qué condiciones.

Una regla une esta sección. Para operación de doble frecuencia, Lee el conjunto completo de datos para la frecuencia prevista en la placa con el nombre y en la documentación aprobada. Nunca asumas que un motor de 50 Hz puede conectarse a 60 Hz y funcionar hasta sus valores originales de la placa.

Revisa de nuevo la máquina accionada

Si las condiciones de funcionamiento seleccionadas cambian la velocidad real del motor, Pregunta qué efecto eso hace con la máquina que maneja.

Empieza con la velocidad de la máquina requerida y el ciclo de proceso. Si el equipo accionado se especificaba alrededor de una velocidad de salida determinada, Un cambio de 1,2× en el lado del motor modificará esa velocidad de salida a menos que se ajuste la relación de engranajes o un sistema aprobado de control de velocidad del motor. Para una cinta transportadora, Eso significa velocidad de la banda. Para una mesa de mezclas, Significa velocidad de agitación y tiempo de mezcla.

Siguiente, Comprueba el par de carga y sus límites. Con un sistema VFD adecuadamente clasificado, Puede estar disponible un par aproximadamente constante por debajo de la frecuencia base, sujeto a límites de corriente y refrigeración. Una vez que el disco alcanza su límite de voltaje, Subir la frecuencia reduce los voltios por hercios: Esto es debilitamiento de campo, cuando el par disponible disminuye y puede ser posible un rango de potencia aproximadamente constante dentro del límite operativo aprobado. Eso es diferente de aumentar el voltaje y la frecuencia juntos para mantener V/f. Una relación de coincidencia por sí sola no establece una capacidad de carga aceptable ni un aumento de temperatura.

Por fin, confirma los límites propios de la máquina. Rodamientos, Focas, Arreglos de lubricación, y los componentes estructurales deben permanecer dentro de sus límites operativos aprobados, por lo tanto, la revisión no se completa hasta que el lado impulsado se compara con sus propias clasificaciones. Una cinta transportadora homologada para una velocidad de cinta, Un mezclador de tamaño para una sola velocidad de agitación, o una línea de envasado construida alrededor de un solo ciclo tiene un techo, y una mayor velocidad del motor puede empujar la máquina más allá.

Verificar compatibilidad eléctrica y térmica

Aquí es cuando un cambio de frecuencia deja de ser mecánico y pasa a ser eléctrico y térmico.

Primera, confirma la combinación aprobada voltaje-frecuencia. Utiliza una combinación voltaje-frecuencia homologada o homologada para el motor seleccionado. Si necesitas una combinación diferente, obtener los datos de rendimiento correspondientes y la confirmación del fabricante en lugar de transferir las calificaciones originales.

Segundo, revisa el enrollado y el servicio juntos. Los cambios de voltaje y frecuencia pueden afectar a las características de arranque, Pérdidas, y el aumento de temperatura; El efecto depende del diseño del motor y del tipo de carga.

Tercero, Comprueba el método de refrigeración por sí solo. Un motor refrigerado por ventilador que depende de ventiladores montados en el eje también se enfría menos eficazmente cuando funciona más despacio, Así que revisa la documentación del fabricante en lugar de inferir el rendimiento a partir de una relación.

Cuarta, Trata la operación de variadores de frecuencia como una evaluación separada. Un VFD no es solo una fuente de frecuencia. Su salida tiene una frecuencia portadora y una tasa de aumento de tensión que interactúan con el aislamiento del motor y la longitud del cable, y los cables largos de motor pueden llevar el sobretensión máxima a niveles que tensionan el devanado. El funcionamiento de los VFD también puede generar problemas de corriente de rumbo y armónicos de alimentación. Revisa los requisitos del motor y la transmisión para el aislamiento de los devanos, Frecuencia de conmutación, Longitud del cable, Filtrado, Protección contra corrientes de rodamiento, y refrigeración a baja velocidad. La clase de aislamiento por sí sola no establece la idoneidad del inversor.

Confirma el motor de engranajes completo

El motor de engranajes es un sistema, Y cada parte debe ser confirmada contra la nueva velocidad.

Comprobar la relación de engranajes con la velocidad de salida objetivo. La velocidad de salida se deduce de la velocidad del motor dividida por la relación, Así que si la velocidad del motor cambia y la relación se mantiene fija, La velocidad de salida cambia con él. Si se debe mantener la velocidad objetivo de salida, elegir una relación adecuada o un punto de funcionamiento VFD aprobado; El motor, Impulso, y la carga debe soportar ese punto de operación.

Comprueba la velocidad de entrada permitida de la caja de cambios. La velocidad máxima real o comandada del motor debe mantenerse dentro tanto del límite de velocidad mecánica permitido por el motor como del límite de velocidad de entrada de la caja de cambios. Una frecuencia directa en línea más alta, o un ajuste de velocidad VFD más alto, puede tomar una combinación previamente aceptable más allá de ese límite. Revisa el límite documentado para la caja de cambios seleccionada y la configuración.

Revisa el freno, Accesorios, y las calificaciones de control. Para un freno de liberación eléctrica, Comprueba el freno especificado, Rectificar, Acuerdo de suministro, y el momento de lanzamiento. No asumas que su alimentación puede seguir un voltaje de motor modificado o una salida VFD. Compara otros controles y accesorios conectados a la fuente con sus propias clasificaciones de voltaje y frecuencia.

Registro de configuración de exportación

Una revisión solo es útil si está escrita. Utilizar un registro de configuración para capturar las condiciones de origen y destino una al lado de la otra, Luego anota lo que se confirmó, qué documentación se requería, y quién posee cada objeto. La primera fila de abajo es un ejemplo; Registrar los datos reales del sitio, incluyendo fase. Para sistemas VFD, también registrar la frecuencia de salida del motor por separado de la de la red eléctrica.

El registro obliga a que cada cheque tenga un propietario y un documento, Así que no se asume nada, y proporciona al sitio una base escrita para la configuración.

Preguntas frecuentes

¿Se puede conectar un motor de 50 Hz directamente a una fuente de alimentación de 60 Hz?? Solo si el motor está homologado o aprobado específicamente para la combinación de voltaje-frecuencia de destino y la carga. Consulta los datos de 60 Hz o obtén confirmación del fabricante; No asumas que las valoraciones originales de 50 Hz se mantienen.

¿La misma relación de engranajes da la misma velocidad de salida en ambas rejillas?? No con el mismo motor directo en línea funcionando a diferentes velocidades reales. Con una razón fija, La velocidad de salida sigue la velocidad del motor. Un sistema VFD adecuado puede mantener la frecuencia y velocidad del motor requeridas en cualquiera de las dos rejillas, sujeto a su clasificación de entrada y a las condiciones de funcionamiento aprobadas del motor.

Si la relación voltios por hercios coincide, ¿El motor es seguro para funcionar?? Una proporción de emparejamiento no es suficiente por sí sola. Confirmar el voltaje permitido, Actualidad, Velocidad, Capacidad de carga, y refrigeración. Cuando un VFD alcanza su límite de voltaje y la frecuencia sigue subiendo, V/f ya no se mantiene constante y el par disponible cae en la región de debilitamiento del campo. Suministro de frenos, Calificaciones de accesorios, y la velocidad de entrada de la caja de cambios aún necesitan comprobaciones separadas.

Referencias técnicas

Para los principios motores subyacentes, véase Guía de especificaciones de motores eléctricos de WEG, Secciones 1.5, 3.2 y 11.3, y Manual de motores de baja tensión de ABB, Secciones 5 y 6. Sus valoraciones específicas de modelo no sustituyen la documentación del motor seleccionado.

Siguiente paso

Si exportas una máquina o un motor de engranajes a un sitio con una frecuencia de suministro diferente, Envíanos las condiciones de consumo de destino, La placa con el nombre del motor, y los requisitos de la máquina accionada. Pídenos que revisemos las opciones de configuración disponibles en función de esas entradas. Explora nuestro Motores de inducción trifásicos y Motores de engranajes, o contáctenos Para iniciar una revisión de configuración.