¿Por qué no se puede utilizar el convertidor de frecuencia con un protector contra fugas?

Introducción

En el mundo de la automatización industrial, convertidores de frecuencia (comúnmente denominado variadores de frecuencia o VFDs) son un componente clave para regular la velocidad de los motores y optimizar la eficiencia energética. Si está familiarizado con los controladores lógicos programables (PLC), probablemente sabrá que convertidores de frecuencia variable se utilizan ampliamente en entornos industriales. Sin embargo, una regla de oro a la hora de utilizar un variador de velocidad es que nunca debe emparejarse con un protector de fugas estándar. A pesar de ello, algunos usuarios siguen intentando instalar un protector contra fugas con su inversor VFDEn cuanto se pone en marcha el inversor, se dispara la protección contra fugas y el sistema entero deja de funcionar. ¿Por qué ocurre esto? ¿Qué se puede hacer si ambos están instalados?

¿Por qué el protector contra fugas funciona cuando se pone en marcha el inversor y el sistema no puede funcionar en absoluto?

La función principal de un protector de fugas es detectar fallos a tierra controlando las corrientes de fase y neutro del sistema. En condiciones normales, el protector de fuga espera que la suma de estas corrientes sea cero (lo que se conoce como corriente de secuencia cero). Sin embargo, cuando se utiliza un convertidor de frecuenciaCasi nunca es así.

Variadores de frecuencia potencia de salida mediante modulación por ancho de pulsos (PWM), que genera pulsos eléctricos de alta frecuencia. Estos pulsos interactúan con los cables del motor, creando un efecto capacitivo entre los cables y la tierra. Cuando se utilizan cables apantallados, este efecto es aún más pronunciado. A medida que el variador de frecuencia funcionan, los condensadores del sistema se cargan y descargan constantemente, lo que provoca corrientes de fuga que fluyen hacia la tierra. Estas corrientes vuelven al inversor a través del cable de tierra, formando un bucle de corriente completo.

El protector de fugas, al detectar esta corriente de fuga, la interpreta como un fallo y desconecta inmediatamente el sistema para evitar posibles peligros. En realidad, el sistema funciona correctamente, pero la corriente de fuga de alta frecuencia confunde al protector contra fugas estándar. Por lo tanto, el sistema no puede funcionar mientras el protector de fugas esté en su lugar, y es por eso que usted debe evitar emparejar un protector de fugas estándar con un variador de frecuencia. Por seguridad, basta con asegurarse de que el equipo está correctamente conectado a tierra.

¿Qué hacer si se ha instalado un protector contra fugas y un inversor?

Si ya dispone de un convertidor de frecuencia y un protector contra fugas instalado en su sistema, es posible que se produzcan disparos frecuentes que impidan el funcionamiento del sistema. Afortunadamente, existen varias soluciones para este problema:

Ajuste la sensibilidad del protector contra fugas

La mayoría de los protectores de fugas tienen una sensibilidad ajustable. Puede intentar aumentar el umbral para que tolere un mayor nivel de corriente de fuga antes de dispararse. Esto podría evitar paradas innecesarias causadas por la inversor VFD.

Utilice un protector de fugas especializado para inversores

Existen protectores de fugas específicamente diseñados para su uso con variadores de frecuencia. Estos protectores son más resistentes al ruido de alta frecuencia y a las corrientes de fuga generadas por VFDs. Sustitución del protector de fuga estándar por uno diseñado para convertidores de frecuencia permitirá que el sistema funcione sin problemas y sin disparos constantes.

Aumentar la carga del motor

Al aumentar la carga del motor, la fuga de corriente de arranque se vuelve menos significativa en relación con la corriente total que circula por el sistema. Esto puede reducir las posibilidades de que se active el protector contra fugas.

Anular el protector contra fugas

Aunque esto no suele recomendarse por motivos de seguridad, algunos usuarios pueden optar por prescindir por completo del protector contra fugas. Si se puede garantizar la seguridad mediante una conexión a tierra adecuada y otras medidas, esta es una solución potencial, aunque debe abordarse con precaución.

Conclusión

Utilizando un convertidor de frecuencia junto con un protector de fugas estándar puede causar problemas de funcionamiento debido a las corrientes de fuga de alta frecuencia inherentes a variadores de velocidad. Estas corrientes pueden activar el protector innecesariamente, provocando paradas del sistema. Para resolver estos problemas, los usuarios pueden ajustar la sensibilidad del protector de fugas, instalar un protector de fugas compatible con el inversor o considerar otras soluciones como aumentar la carga del motor. Sin embargo, la solución más fiable es asegurarse de que el sistema está correctamente conectado a tierra y utilizar los dispositivos de protección adecuados diseñados específicamente para variadores de frecuencia.