¿Qué significa CEM en un convertidor de frecuencia?

La compatibilidad electromagnética (CEM) desempeña un papel crucial en la electrónica moderna, especialmente en los sistemas de accionamiento de velocidad variable como convertidores de frecuencia, variadores de frecuencia (VFD). En este artículo, exploraremos el significado de EMC, su relevancia para convertidores de frecuencia variabley las normas que la rigen.

¿Qué es el EMC?

EMC significa Compatibilidad electromagnéticaSe define como la capacidad de los equipos o sistemas para funcionar correctamente en su entorno electromagnético sin causar interferencias inaceptables a otros dispositivos. A medida que la electrónica de potencia y la microelectrónica se integran cada vez más en sistemas complejos, garantizar el cumplimiento de las normas CEM se ha convertido en una consideración crítica desde las fases de diseño y planificación. Esto implica seleccionar los cables adecuados, determinar las configuraciones del cableado y aplicar filtros o medidas de supresión cuando sea necesario.

Normas de la UE para sistemas de accionamiento de baja tensión de velocidad variable

En la Unión Europea, la conformidad CEM es un requisito legal en virtud de la Directiva CEM 2004/108/CE (sustituida ahora por la 2014/30/UE). Garantiza que los dispositivos eléctricos y electrónicos no emitan interferencias electromagnéticas ni se vean afectados por ellas. Para variadores de frecuenciaLa adhesión a las normas de la UE favorece el libre comercio y garantiza la compatibilidad en todo el Espacio Económico Europeo.

Dos directivas clave influyen en los sistemas de accionamiento de baja tensión como variadores de frecuencia:

• Directiva sobre baja tensión (2006/95/CE): Regula la seguridad eléctrica.
• Directiva CEM (2004/108/CE): Regula la compatibilidad electromagnética.

Estas directivas se incorporan a las legislaciones nacionales y constituyen la base de la aplicación legal en los países de la UE.

¿Cuál es la norma CEM para convertidores de frecuencia?

Los dispositivos que emiten interferencias electromagnéticas o son susceptibles de sufrirlas deben cumplir las normas CEM. Variadores de frecuencia entran en esta categoría. La conformidad puede demostrarse utilizando normas específicas para cada producto. Para variadores de frecuenciala norma principal es EN 61800-3que se aplica a los sistemas de accionamiento eléctrico (PDS) y define:

• Requisitos de inmunidad a las interferencias.
• Límites de emisiones electromagnéticas.

Esta norma tiene en cuenta todo el sistema de accionamiento, incluidos el variador, el motor y los equipos asociados.

Términos clave de la norma EN 61800-3:

• PDS (Sistema de accionamiento de potencia): El sistema de accionamiento completo, incluidos el variador, el motor y los componentes adicionales.
• CDM (Módulo de accionamiento completo): Un sistema de variador totalmente integrado, como un armario de transmisión.
• BDM (Módulo de accionamiento básico): Un módulo inversor autónomo.

Categorías y entornos

La norma clasifica los sistemas en cuatro clases (C1 a C4) en función de su entorno y especificaciones:

1. C1: Accionamientos clasificados <1000V para uso en entornos residenciales con restricciones mínimas.
2. C2: Accionamientos clasificados <1000V para uso industrial pero pueden ser instalados en entornos residenciales por personal cualificado siguiendo las directrices de instalación.
3. C3: Accionamientos clasificados <1000V para uso sin restricciones en entornos industriales.
4. C4: Accionamientos con capacidad ≥1000V o corriente ≥400A para sistemas industriales complejos.

Sistema de accionamiento de velocidad regulable PDSMedio ambiente1. Entorno (zona residencial, zona comercial y zona artesanal)
(red eléctrica civil)2. Medio ambiente
(Zona industrial)
(Red industrial acoplada mediante transformador de separación)CategoríaC1 ¹C2 ²C3 ³C4 ⁴Tensión, Corriente<1000V≥ 1 000 V
O ≥ 400 AP Sistema de red eléctricaTN,TTTN,TT,ITProfesionalesSin requisitosLa instalación y la puesta en marcha deben ser realizadas por profesionales.

	Sistema de accionamiento PDS de velocidad regulable
Medio ambiente	1. Entorno (zona residencial, zona comercial y zona artesanal) (red eléctrica civil)		2. Medio ambiente (Zona industrial) (Red industrial acoplada mediante transformador de separación)
Categoría	C1 ¹	C2 ²	C3 ³	C4 ⁴
Tensión, Corriente	<1000V			≥ 1 000 V O ≥ 400 A
Red eléctrica	TN,TT			TN,TT,IT
Profesionales	Sin requisitos	La instalación y la puesta en marcha deben ser realizadas por profesionales

Clases de medio ambiente:

• Primer Entorno: Entornos civiles conectados directamente a fuentes de alimentación públicas de baja tensión. Estos requieren bajas emisiones de interferencia y menor inmunidad.
• Segundo entorno: Entornos industriales alimentados mediante transformadores de aislamiento. Toleran niveles de emisión más altos pero requieren una inmunidad robusta.

 

¿Por qué es importante la CEM para los variadores de velocidad?

Para dispositivos como convertidores de frecuencia y variadores de velocidadLa compatibilidad electromagnética (CEM) garantiza el buen funcionamiento en un entorno compartido. Una CEM deficiente puede provocar fallos en el funcionamiento del sistema, reducir la eficacia e incluso dañar los equipos. Los fabricantes de variadores de frecuencia debe proporcionar orientaciones claras sobre la instalación y el funcionamiento para ayudar a los integradores de sistemas a lograr la conformidad.

Responsabilidad de la conformidad CEM

Aunque el fabricante del inversor garantiza que el dispositivo cumple las normas de CEM, el integrador del sistema o el fabricante de equipos originales (OEM) es el responsable último de garantizar que todo el sistema cumple los requisitos de CEM. Esto incluye el correcto tendido de los cables, la conexión a tierra y la instalación de filtros o apantallamientos adicionales si fuera necesario.

Conclusión

La conformidad CEM es indispensable en el diseño y la aplicación de convertidores de frecuencia variable y otros sistemas de accionamiento. Normas como la EN 61800-3 proporcionan un marco claro para garantizar la compatibilidad, reducir las interferencias y mejorar la fiabilidad en entornos industriales y residenciales. Al conocer y cumplir las directrices de EMC, los ingenieros pueden diseñar sistemas que funcionen sin problemas, minimizando las interrupciones y maximizando la eficiencia.