Soluciones efectivas para los tipos comunes de fallas en variadores de frecuencia

Un variador de frecuencia variable (VFD, por sus siglas en inglés) desempeña un papel importante en el control del funcionamiento de un motor eléctrico. Te ayuda a controlar la velocidad de tu motor al variar su frecuencia y voltaje de la fuente de alimentación.

El control de la velocidad de tu motor con la ayuda de un variador de frecuencia te ayuda a ahorrar energía y mejorar la eficiencia del sistema, igualar la velocidad del accionamiento a los requisitos del proceso, igualar el par o la potencia del accionamiento a los requisitos del proceso y reducir el estrés mecánico en los dispositivos impulsados por el motor. Además de todos estos usos de un variador de frecuencia variable, es importante asegurarse de que funcione sin problemas. Si hay irregularidades en su funcionamiento, es recomendable buscar un servicio confiable de reparación de variadores de frecuencia variable de corriente alterna (AC) que te ayude a solucionar el problema.

Existen muchas razones diferentes para las fallas en los VFD que deben ser abordadas de inmediato antes de que se conviertan en problemas más grandes. Si estás experimentando fallas de sobretensión, observando un funcionamiento errático o escuchando ruidos extraños desde dentro de tu Variador de frecuenca, es indicativo de algún problema que está experimentando tu dispositivo.

Antes de acudir a un servicio profesional de reparación de variadores de frecuencia variable de corriente alterna (AC), puedes intentar solucionar la falla del VFD que estás experimentando, en base a la razón de su falla.

Fallas comunes en variadores de frecuencia

Acumulación de polvo, aceite y humedad en el Variador de frecuencia

Esta es la razón más común detrás de las fallas en los Variadores de frecuencia. La acumulación se refiere a la acumulación de polvo que se combina con la humedad del entorno de la planta, que contiene aceite, humedad y partículas metálicas.

Cuando este polvo comienza a acumularse en tu VFD, atrae más humedad y restringe el flujo de aire, que es esencial para el buen funcionamiento del accionamiento. En última instancia, el exceso de humedad genera más calor en el Variador de Frecuencia para contrarrestar el efecto de la humedad, lo que provoca una serie de eventos indeseables. Esto resultará en una disminución gradual del funcionamiento de tu VFD, seguida de un repentino cese.

Si deseas evitar que ocurra este problema, es importante limpiar todo el dispositivo de manera regular. Asegúrate de que no haya lugar para que se acumule polvo dentro o fuera del dispositivo.

Además de la limpieza regular, es importante asegurarte de utilizar el Variador de Frecuencia  adecuado para el entorno de la planta. Si el entorno de tu planta tiene más humedad, se recomienda utilizar VFD sellados en lugar de aquellos que tienen ventilación lateral para enfriamiento.

Es importante destacar que una limpieza y mantenimiento adecuados pueden prevenir la acumulación de polvo y humedad en el VFD, lo que ayudará a prolongar su vida útil y evitar fallas prematuras.

Sobrecalentamiento

Tu Variador de Frecuencia  también puede sobrecalentarse cuando la corriente suministrada supera el nivel nominal del accionamiento o cuando tu instalación tiene conexiones flojas.

El calor excesivo provoca la explosión de condensadores y otros componentes esenciales de tu VFD. También puede provocar cortocircuitos que no hacen estallar un fusible, pero que son lo suficientemente fuertes como para apagar el controlador.

La forma más común de prevenir este problema es utilizar sondas de temperatura para verificar todas las conexiones en el accionamiento y el motor. Asegúrate siempre de que la temperatura cumpla con los requisitos del fabricante original. Además, asegúrate de mantener un entorno limpio y con una ventilación adecuada para evitar la acumulación.

Es importante destacar que el sobrecalentamiento puede dañar seriamente los componentes del VFD y afectar su rendimiento. Mantener un control regular de la temperatura y prevenir la acumulación de calor son medidas importantes para garantizar un funcionamiento óptimo y evitar fallas en el VFD.

Exceso de humedad

La humedad provoca corrosión en el accionamiento, dañando las placas de circuito. Si tu VFD opera las 24 horas del día, genera suficiente calor para evitar la condensación interna.

Puedes utilizar deshumidificadores para prevenir el exceso de humedad, asegurándote de que no goteen cerca del equipo electrónico. Además, elegir un Variador de frecuencia con carcasa sellada puede ayudarte a solucionar este problema.

El exceso de humedad puede ser perjudicial para los componentes electrónicos del VFD, ya que puede provocar la corrosión y el deterioro de las placas de circuito. Utilizar medidas como deshumidificadores y seleccionar VFD con una carcasa sellada puede ayudar a prevenir la acumulación de humedad y proteger el funcionamiento adecuado del accionamiento.

Es importante mantener un entorno limpio y seco para evitar problemas relacionados con la humedad en el Variador de Frecuencia. La prevención y el control de la humedad son factores clave para garantizar la durabilidad y el rendimiento óptimo del variador de frecuencia.

Fallos en el circuito de alimentación

Los variadores de frecuencia son dispositivos electrónicos que requieren una fuente de alimentación eléctrica estable y de calidad para su correcto funcionamiento. El suministro eléctrico proporciona la energía necesaria para alimentar los componentes internos del variador y generar la frecuencia y tensión adecuadas para controlar el motor.

Sin embargo, los problemas en el suministro eléctrico pueden causar diversos fallos en el circuito de alimentación del variador de frecuencia. Algunos de los problemas comunes incluyen:

• Fluctuaciones de tensión: Las fluctuaciones de tensión se refieren a los cambios inesperados en la amplitud de la tensión suministrada. Estas fluctuaciones pueden ser tanto en forma de aumentos (sobretensiones) como en forma de disminuciones (subtensiones) en la tensión nominal. Estas fluctuaciones repentinas pueden afectar los componentes sensibles del variador, como los circuitos de control y los transistores de potencia, y provocar un mal funcionamiento o daños permanentes.
• Caídas de voltaje: Las caídas de voltaje ocurren cuando la tensión suministrada cae por debajo de los niveles esperados durante un período de tiempo. Estas caídas de voltaje pueden ser causadas por problemas en la red eléctrica, como una sobrecarga en el sistema o una conexión deficiente. Cuando el voltaje cae por debajo del nivel requerido para el funcionamiento adecuado del variador, los componentes internos pueden experimentar dificultades para realizar sus funciones correctamente, lo que resulta en un mal rendimiento del variador.
• Picos de corriente: Los picos de corriente se refieren a incrementos repentinos y transitorios en la corriente eléctrica suministrada al variador. Estos picos de corriente pueden ser causados por eventos como arranques bruscos de motores de alta potencia en el mismo sistema eléctrico o descargas eléctricas externas. Los picos de corriente pueden sobrecargar los componentes del variador y causar daños en los circuitos de potencia, lo que lleva a fallas en el funcionamiento del variador.

Para mitigar estos problemas, es recomendable utilizar dispositivos de protección como reguladores de voltaje, filtros de línea y supresores de sobretensiones. Estos dispositivos pueden ayudar a estabilizar el suministro eléctrico y proteger al variador de frecuencia de los efectos dañinos de las fluctuaciones de tensión, caídas de voltaje y picos de corriente.

Además, es fundamental realizar un análisis y diseño adecuados del sistema eléctrico en el que se instalará el variador de frecuencia. Esto implica evaluar la calidad de la fuente de alimentación, considerar las cargas existentes y diseñar una infraestructura eléctrica que cumpla con los requisitos del variador. Un sistema eléctrico bien diseñado y con una fuente de alimentación estable contribuirá en gran medida a evitar fallos en el circuito de alimentación del variador de frecuencia.

Conexiones flojas

Si tu Variador de Frecuencia comienza a comportarse de manera errática, puede deberse a conexiones flojas en el circuito. Las conexiones flojas a menudo son causadas por ciclos de calor y vibraciones a lo largo del tiempo, lo que resulta en un arqueo peligroso.

Puedes prevenir este problema mediante la monitorización regular de los diferentes componentes del Variador. Verifica si hay condensadores abultados o con fugas, ventiladores dañados, corrosión o trazas en la placa de circuito.

Las conexiones flojas pueden ser un problema grave, ya que pueden generar una resistencia adicional en el circuito, lo que conduce a un mal contacto eléctrico. Esto puede resultar en fluctuaciones de voltaje, calentamiento excesivo de los componentes y, en última instancia, fallos en el funcionamiento del Variador de frecuencia.

Para evitar conexiones flojas, es importante llevar a cabo un mantenimiento regular del VFD. Esto implica inspeccionar visualmente todas las conexiones y cables para asegurarse de que estén bien apretados y sin signos de desgaste o daños. Además, se recomienda realizar pruebas de resistencia en las conexiones eléctricas para verificar su integridad y corregir cualquier problema de conexión floja de inmediato.

Es fundamental asegurarse de que el Variador esté instalado en un entorno adecuado que minimice las vibraciones y los cambios de temperatura. Esto puede incluir la utilización de soportes y dispositivos de amortiguación para reducir las vibraciones y mantener una temperatura ambiente estable.

Al prestar atención a las conexiones flojas y tomar medidas preventivas, puedes evitar problemas de funcionamiento del Variador de Frecuencia y asegurarte de que el sistema funcione de manera segura y confiable. Recuerda que si no tienes experiencia o conocimientos técnicos, es recomendable consultar a un profesional capacitado para realizar inspecciones y mantenimiento adecuados del Variador de Frecuencia.

Problemas en los componentes electrónicos

Los variadores de frecuencia son dispositivos complejos que contienen una variedad de componentes electrónicos esenciales para su funcionamiento adecuado. Estos componentes incluyen transistores de potencia, condensadores, diodos, entre otros. Cada uno de estos componentes desempeña un papel crucial en la conversión de la energía eléctrica y el control de la frecuencia y la tensión suministrada al motor.

Cuando uno o más de estos componentes electrónicos fallan, pueden surgir una serie de problemas en el variador de frecuencia. Algunos de los problemas más comunes asociados con fallos en los componentes electrónicos incluyen:

• Pérdida de potencia: Los transistores de potencia son componentes clave en el variador de frecuencia que controlan la entrega de energía al motor. Si uno o más transistores de potencia fallan, esto puede resultar en una pérdida de potencia en el variador, lo que afecta directamente la capacidad de suministrar la potencia necesaria al motor.
• Inestabilidad en la velocidad del motor: Los variadores de frecuencia permiten el control preciso de la velocidad del motor mediante la variación de la frecuencia y la tensión suministrada. Si hay fallos en los componentes electrónicos relacionados con la regulación de la frecuencia y la tensión, esto puede generar inestabilidad en la velocidad del motor, lo que afecta negativamente el rendimiento del sistema controlado.
• Incapacidad de arrancar: Algunos componentes electrónicos, como los diodos, son esenciales para la etapa de arranque del variador de frecuencia. Si estos componentes fallan, el variador puede no ser capaz de iniciar el motor correctamente, lo que resulta en una incapacidad para arrancar el motor o arranques inestables.

Es importante destacar que el diagnóstico y la reparación de los componentes electrónicos en un variador de frecuencia requieren un conocimiento técnico especializado y experiencia en el mantenimiento de equipos eléctricos. En muchos casos, es necesario utilizar equipos de prueba y herramientas específicas para identificar y reemplazar los componentes defectuosos.

La implementación de un programa de mantenimiento preventivo regular, que incluya inspecciones periódicas y pruebas de los componentes electrónicos, puede ayudar a detectar problemas potenciales antes de que se conviertan en fallas completas. Además, el seguimiento de las recomendaciones del fabricante en cuanto a la vida útil y el reemplazo de los componentes puede contribuir a la fiabilidad y el rendimiento óptimo del variador de frecuencia.

Los fallos en los componentes electrónicos de los variadores de frecuencia pueden tener un impacto significativo en su funcionamiento. La identificación temprana y el reemplazo de los componentes defectuosos son fundamentales para mantener la eficiencia y la confiabilidad del sistema controlado por el variador de frecuencia.

Uso de un motor/máquina incorrecto

Si has conectado tu Variador de Frecuencia a un motor o máquina incompatible, inevitablemente se degradará su rendimiento, eventualmente si no de inmediato. Hay algunas máquinas que funcionan bien con un arrancador suave en lugar de un Variador de Frecuencia.

Siempre asegúrate de verificar la compatibilidad del motor/máquina antes de proceder a conectar tu VFD al dispositivo.

Como ingeniero de mantenimiento eléctrico, es importante comprender la importancia de utilizar el motor o máquina adecuados en combinación con un Variador de Frecuenci. Cada motor tiene requisitos específicos de control de velocidad y variación de frecuencia, y no todos los motores son compatibles con todos los VFD.

Al conectar un Variador de Frecuencia a un motor o máquina incompatible, se pueden presentar una serie de problemas. Esto puede incluir una disminución en el rendimiento del motor, inestabilidad en la operación, aumento del consumo de energía o incluso daños en los componentes del VFD debido a las incompatibilidades en los requerimientos de voltaje, corriente o frecuencia.

Es importante realizar una evaluación cuidadosa antes de seleccionar el variador de frecuencia adecuado para una aplicación específica. Esto implica tener en cuenta los requisitos de la máquina o el motor, como la potencia nominal, el factor de potencia, el tipo de carga y las características de velocidad requeridas. Consultar las especificaciones del fabricante y buscar el asesoramiento de expertos en variadores de frecuencia puede ayudarte a evitar problemas asociados con el uso de un motor o máquina incorrectos.

Configuración y programación incorrectas

La configuración y programación adecuadas de un variador de frecuencia son fundamentales para su correcto funcionamiento y para garantizar un rendimiento óptimo del motor controlado. Sin embargo, una configuración o programación incorrecta puede ocasionar una serie de problemas.

Existen diversos parámetros de control en un variador de frecuencia que deben ajustarse correctamente para adaptarse a las características y requisitos del motor y de la aplicación en particular. Algunos de los parámetros comunes que deben configurarse adecuadamente incluyen la frecuencia de salida, el voltaje de salida, los límites de corriente, las rampas de aceleración y desaceleración, entre otros.

Si estos parámetros no se ajustan de manera adecuada, pueden surgir diversos problemas en el funcionamiento del variador y del motor, tales como:

• Frecuencia o tensión incorrecta: Si los parámetros de salida no están configurados correctamente, el variador puede suministrar una frecuencia o tensión inapropiada al motor. Esto puede afectar el rendimiento del motor, ya que puede no funcionar a la velocidad o torque deseados. Por ejemplo, si la frecuencia de salida es demasiado baja, el motor podría funcionar a una velocidad más lenta de lo necesario, lo cual puede afectar el rendimiento del sistema controlado.
• Inestabilidad en el rendimiento: Una configuración incorrecta del variador puede generar inestabilidades en el rendimiento del motor. Esto puede manifestarse en fluctuaciones inesperadas en la velocidad, vibraciones o incluso paradas repentinas del motor. Estas inestabilidades pueden ser el resultado de parámetros de control inadecuados, como rampas de aceleración o desaceleración muy abruptas, o configuraciones incorrectas de control de lazo cerrado.
• Sobrecarga o subutilización del motor: Una configuración incorrecta del variador también puede provocar una sobrecarga o una subutilización del motor. Por ejemplo, si se establecen límites de corriente demasiado altos, el motor puede verse sometido a una carga excesiva, lo que puede provocar un calentamiento excesivo y daños en los componentes internos. Por otro lado, si los límites de corriente son demasiado bajos, el motor puede no recibir suficiente energía y no alcanzar su capacidad máxima de rendimiento.

Para evitar estos problemas, es fundamental contar con personal capacitado y experimentado en la configuración y programación de variadores de frecuencia. Además, es recomendable seguir las instrucciones y guías proporcionadas por el fabricante del variador y realizar pruebas exhaustivas para verificar el correcto funcionamiento antes de su implementación en un sistema en funcionamiento.

Una configuración y programación incorrectas pueden tener un impacto significativo en el rendimiento y la operatividad del variador de frecuencia y del motor controlado. Es esencial contar con conocimientos técnicos y seguir las mejores prácticas para garantizar una configuración adecuada y un funcionamiento óptimo del variador.

Ignorar las señales de advertencia

Por último, la razón más pasada por alto de las fallas en los Variadores de Frecuencia es la ignorancia. Si se ignoran las señales de advertencia temprana, un problema relativamente menor se puede manifestar en uno mucho más grande, con implicaciones más graves.

Como ingeniero de mantenimiento eléctrico, es fundamental estar atento a las señales de advertencia que pueden indicar problemas potenciales en el Variador. Estas señales pueden incluir ruidos anormales, vibraciones inusuales, fluctuaciones en la salida de frecuencia o tensión, sobrecalentamiento excesivo o errores en la interfaz de control.

Ignorar estas señales de advertencia puede tener consecuencias negativas a largo plazo. Un problema que podría haberse resuelto fácilmente en una etapa inicial puede empeorar y causar daños más graves en los componentes del VFD, lo que resulta en un mal funcionamiento general o incluso en la falla completa del dispositivo.

Para evitar esto, es importante establecer un programa de mantenimiento preventivo que incluya inspecciones regulares, pruebas y monitoreo de las condiciones operativas del VFD. Al detectar y abordar tempranamente las señales de advertencia, se pueden prevenir fallas catastróficas y se puede garantizar un rendimiento confiable y duradero del Variador de Frecuencia. Además, se recomienda seguir las pautas y recomendaciones del fabricante para el mantenimiento y la operación segura del equipo.

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