Danfoss FC 300, FC 200, FC 100 Design guide [es]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Guía de diseño de los filtros de salida

VLT® AutomationDrive FC 300

VLT® AQUA Drive FC 200

VLT® HVAC Drive FC 100

Índice	Guía de Diseño de los filtros de salida

Índice

1 Cómo leer esta Guía de diseño	3
1.1.2 Abreviaturas	3
2 Seguridad y conformidad	4
2.1 Medidas de seguridad	4
2.1.1 Marca y conformidad CE	4
3 Introducción a los filtros de salida	5
3.1 Por qué utilizar filtros de salida	5
3.2 Protección del aislamiento del motor	5
3.2.1 La tensión de salida	5
3.3 Reducción del ruido acústico del motor	7
3.4 Reducción de ruido electromagnético de alta frecuencia en el cable del motor.	8
3.5 ¿Qué son las corrientes de los cojinetes y las tensiones del eje?	9
3.5.1 Mitigación del desgaste prematuro del cojinete	9
3.5.2 Medición de las descargas eléctricas en los cojinetes del motor	10
3.6 Un filtro para cada finalidad	12
3.6.1 Filtros dU/dt	12
3.6.2 Filtros senoidales	14
3.6.3 Kits de núcleo de modo común de alta frecuencia	16
4 Selección de filtros de salida	17
4.1 Cómo seleccionar el filtro de salida correcto	17
4.1.1 Vista general del producto	17
4.1.2 Selección HF-CM	19
4.2 Datos eléctricos: filtros du / dt	20
4.3 Datos eléctricos: filtros senoidales	22
4.3.1 Repuestos / Accesorios	27
4.3.2 Prensacables para filtros de instalación en suelo	27
4.3.3 Kits de terminales	28
4.4 Filtros senoidales	29
4.4.1 Filtros dU/dt	30
4.4.2 Filtro senoidal para zonas de caída	31
5 Instrucciones de montaje	32
5.1 Montaje mecánico	32
5.1.1 Requisitos de seguridad de la instalación mecánica	32
5.1.2 Montaje	32
5.1.3 Instalación mecánica de HF-CM	32
5.1.4 Conexión a tierra de filtros senoidales y filtros dU/dt	33

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1

Índice	Guía de Diseño de los filtros de salida

5.1.5 Apantallamiento	33
5.2 Dimensiones mecánicas	34
5.2.1 Dibujos	34

6 Cómo programar el Convertidor de frecuencia	43
6.1.1 Ajustes de parámetros para el funcionamiento con un filtro senoidal	43
Índice	44

2	MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.

Cómo leer esta Guía de dise... Guía de Diseño de los filtros de salida

1 Cómo leer esta Guía de diseño	1	1

Esta Guía de diseño presenta todas las características de los filtros de salida de su convertidor de frecuencia; desde elegir el filtro de salida adecuado para la aplicación hasta instrucciones sobre cómo instalarlo y sobre la programación del convertidor de frecuencia.

La documentación técnica de Danfoss también se encuentra disponible en www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/Technical+Documentation.

1.1.1 Símbolos

Símbolos usados en este manual

¡NOTA!

Indica algo que debe tener en cuenta el usuario.

PRECAUCIÓN

Indica una advertencia de tipo general.

ADVERTENCIA

Indica una advertencia de alta tensión.

Indica ajustes predeterminados.

1.1.2 Abreviaturas

Corriente alterna	CA
Calibre de cables estadounidense	AWG
Amperio / AMP	A
Adaptación automática del motor	AMA
Límite de intensidad	ILIM
Grados Celsius	°C
Corriente continua	CC
Depende del convertidor de	D-TYPE
frecuencia
Compatibilidad electromagnética	EMC
Relé termoelectrónico	ETR
Convertidor de frecuencia	FC
Gramo	gr.
Hercio	Hz
Kilohercio	kHz
Panel de control local	LCP
Metro	m
Milihenrio (inductancia)	mH
Miliamperio	mA
Milisegundo	ms
Minuto	min
Herramienta de control de	MCT
movimientos
Nanofaradio	nF
Newton metro	Nm
Corriente nominal del motor	IM,N
Frecuencia nominal del motor	fM,N
Potencia nominal del motor	PM,N
Tensión nominal del motor	UM,N
Parámetro	par.
Tensión protectora extrabaja	PELV
Intensidad nominal de salida del	IINV
inversor
Revoluciones por minuto	rpm
Segundo	seg.
Velocidad motor síncrono	ns
Límite de par	TLIM
Voltios	V
IVLT,MAX	La máxima intensidad de
	salida.
IVLT,N	La intensidad de salida
	nominal suministrada por el
	convertidor de frecuencia.

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3

Seguridad y conformidad	Guía de Diseño de los filtros de salida

2 Seguridad y conformidad

2 2

2.1 Medidas de seguridad

Los equipos que contienen componentes eléctricos no pueden desecharse junto con los desperdicios domésticos.

Deben recogerse de forma independiente junto con los residuos eléctricos y electrónicos de acuerdo con la legislación local actualmente vigente.

MCC 101/102

Guía de diseño

2.1.1 Marca y conformidad CE

¿Qué es la marca y conformidad CE?

El propósito de la marca CE es evitar los obstáculos técnicos para la comercialización en la AELC y la UE. La UE ha introducido la marca CE como un modo sencillo de demostrar si un producto cumple con las directivas correspondientes de la UE. La marca CE no es indicativa de la calidad o las especificaciones de un producto.

Directiva sobre baja tensión (73/23/CEE)

Los convertidores de frecuencia deben tener la marca CE certificando el cumplimiento de la directiva sobre baja tensión, vigente desde el 1 de enero de 1997. Esta directiva es aplicable a todos los equipos y aparatos eléctricos utilizados en los intervalos de tensión de 50-1000 V CA y 75-1500 V CC. Danfoss otorga la marca CE de acuerdo con esta directiva y emite una declaración de conformidad, si así se solicita.

ADVERTENCIA

Antes de realizar tareas de mantenimiento en el filtro, espere como mínimo el tiempo de descarga de tensión indicado en la Guía de diseño para el convertidor de frecuencia correspondiente y evite riesgos de descarga eléctrica.

¡NOTA!

Nunca intente reparar un filtro defectuoso.

¡NOTA!

Los filtros presentados en esta guía de diseño han sido especialmente diseñados y probados para los convertidores de frecuencia de Danfoss (FC 102 / 202 / 301 y 302). Danfoss no se responsabiliza del uso de filtros de salida de otros fabricantes.

¡NOTA!

Los antiguos modelos de filtros LC que fueron desarrollados para la serie VLT5000 no son compatibles con los VLT FC 100/200/300.

Generalmente, los filtros nuevos son compatibles con la serie FC y la serie VLT 5000.

¡NOTA!

Aplicaciones de 690 V:

En el caso de motores no diseñados especialmente para el funcionamiento en convertidor de frecuencia o sin aislamiento doble, Danfoss recomienda encarecidamente el uso tanto de filtros du / dt como de filtros senoidales.

¡NOTA!

Los filtros senoidales pueden utilizarse en frecuencias de conmutación superiores a la frecuencia de conmutación nominal, pero nunca deben utilizarse en frecuencias de conmutación inferiores al 20 % por debajo de la frecuencia de conmutación nominal.

Advertencias

PRECAUCIÓN

Cuando está en uso, la temperatura de la superficie del filtro aumenta. NO TOQUE el filtro durante el funcionamiento.

¡NOTA!

Los filtros du / dt, a diferencia de los filtros senoidales, pueden utilizarse con una frecuencia de conmutación inferior a la frecuencia de conmutación nominal, pero una frecuencia de conmutación superior provocará un sobrecalentamiento del filtro, por lo que debe evitarse.

ADVERTENCIA

Nunca realice ningún trabajo en un filtro en funcionamiento. Puede resultar peligroso tocar las piezas eléctricas, incluso después de desconectar el equipo del convertidor de frecuencia o del motor.

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Introducción a los filtros ...	Guía de Diseño de los filtros de salida

3 Introducción a los filtros de salida

3.1 Por qué utilizar filtros de salida

Este capítulo describe por qué y cuándo utilizar filtros de salida con los convertidores de frecuencia de Danfoss. Se divide en 4 apartados:

•Protección del aislamiento del motor

•Reducción del ruido acústico del motor

•Reducción del ruido electromagnético de alta frecuencia en el cable del motor

•Corrientes de los cojinetes y tensión del eje

3.2Protección del aislamiento del motor 3.2.1 La tensión de salida

La tensión de salida del convertidor de frecuencia es una serie de impulsos trapezoidales con una anchura variable (modulación de anchura de impulsos) caracterizada por un tiempo de incremento de impulsos tr.

Cuando conmuta un transistor en el inversor, la tensión 3 3 aplicada al terminal del motor se incrementa según una dU/

dt ratio determinada por:

•el cable del motor (tipo, sección, longitud, apantallado o no apantallado, inductancia y capacitancia);

•la impedancia de sobretensión de alta frecuencia del motor.

Debido al desajuste de la impedancia entre la impedancia característica del cable y la impedancia de sobretensión del motor, se produce una reflexión de onda, lo que provoca una sobremodulación de tensión acústica en los terminales del motor (véase Ilustración 3.1.). La impedancia de sobretensión del motor disminuye con el aumento del tamaño del motor, lo cual ocasiona desajustes reducidos respecto a la impedancia del cable. El bajo coeficiente de reflexión (Γ) reduce la reflexión de onda y, de este modo, la sobremodulación de la tensión. Los valores típicos se indican en

Tabla 3.1.

En el caso de cables paralelos, se reduce la impedancia característica del cable, lo que provoca una mayor sobremodulación del coeficiente de reflexión. Para obtener más información, consulte la norma CEI 61800-8.

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Introducción a los filtros ...	Guía de Diseño de los filtros de salida

3 3

Ilustración 3.1 Ejemplo de tensión de salida del convertidor (línea de puntos) y tensión del terminal del motor después de 200 m de cable

(línea continua).

En los terminales de motor, entre dos fases, se miden los valores característicos del tiempo de incremento y la tensión pico UPICO.

En la práctica, se utilizan dos definiciones diferentes del tiempo de incremento tr. Las normas internacionales de la IEC definen el tiempo de incremento como el tiempo entre un 10 y un 90 % de la tensión pico Upico. La Asociación Nacional de Fabricantes de Equipos Eléctricos de EE UU ((NEMA), por sus siglas en inglés) define el tiempo de incremento como el tiempo entre el 10 y el 90 % de la tensión estable final, lo que es equivalente a la tensión del enlace de CC UCC. Véase Ilustración 3.2 y Ilustración 3.3.

Para obtener valores aproximados para las longitudes y tensiones de cable no mencionadas a continuación, utilice estas reglas generales:

1.El tiempo de incremento aumenta con la longitud del cable.

2.UPICO = tensión del enlace de CC × (1+Γ); Γ representa el coeficiente de reflexión, y los valores típicos se pueden encontrar en la tabla siguiente (tensión del enlace de CC = tensión de red × 1,35).

3.	dU/dt =	0.8 × UPICO		(CEI)
			tr
	du / dt =		0.8 × UFrecuencia		(NEMA)
			tr(NEMA )

(Consulte la Guía de diseño del convertidor de frecuencia si desea obtener más información sobre du / dt, el tiempo de incremento y los valores Upico para diferentes longitudes de cable.)

	Potencia del motor	Zm [Ω]	Γ
	[kW]
	<3,7	2000 - 5000	0,95
	90	800	0,82n
	355	400	0,6

Tabla 3.1 Valores típicos para coeficientes de reflexión (CEI 61800-8)

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Introducción a los filtros ...	Guía de Diseño de los filtros de salida

Definiciones de tiempo de incremento tr según la CEI y la NEMA

Ilustración 3.2 CEI

3

3

Ilustración 3.3 NEMA

Varias normas y especificaciones técnicas presentan límites de los valores Upico y tr para diferentes tipos de motor. Algunas de las líneas de límite más utilizadas se muestran en

Ilustración 3.4:

•CEI 60034-17: línea de límite para motores de uso general cuando se alimentan con convertidores de frecuencia, motores de 500 V.

•CEI 60034-25: límite para motores con convertidor de frecuencia nominal: la curva A es para motores de 500 V y la curva B, para motores de 690 V.

•NEMA MG1: finalidad determinada de los motores alimentados por inversor.

Si, en su aplicación, los valores Upico y tr resultantes exceden los límites que se aplican al motor utilizado, deberá emplearse un filtro de salida para proteger el aislamiento del motor.

Ilustración 3.4 Líneas de límite para Upico y tiempo de incremento tr.

3.3 Reducción del ruido acústico del motor

El ruido acústico generado por los motores procede de tres fuentes principales.

1.El ruido magnético producido por el núcleo del motor a través de la magnetoestricción.

2.El ruido producido por los cojinetes del motor.

3.El ruido producido por la ventilación del motor.

Cuando un motor se alimenta a través de un convertidor de frecuencia, la tensión modulada por la anchura de impulsos (PWM) aplicada al motor causa un ruido magnético adicional en la frecuencia de conmutación y armónicos de la frecuencia de conmutación (principalmente el doble de la frecuencia de conmutación). En algunas aplicaciones, esto no es aceptable. Con la finalidad de eliminar este ruido de conmutación adicional, deberá utilizarse un filtro senoidal. Este filtrará la tensión en forma de impulsos del convertidor de frecuencia y proporcionará una tensión senoidal de fase a fase en los terminales del motor.

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Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida

3.4 Reducción de ruido electromagnético de alta frecuencia en el cable del motor.

		Cuando no se utilizan filtros, la sobremodulación de tensión acústica que se produce en los terminales del motor es la principal
		fuente de ruido de alta frecuencia. Ilustración 3.5 muestra que la correlación entre la frecuencia del sonido de tensión en los
		terminales del motor y el espectro de alta frecuencia provocó interferencias en el cable del motor.
3	3	Aparte de este componente de ruido, existen también otros componentes, como:

•La tensión de modo común entre fases y tierra (en la frecuencia de conmutación y sus armónicos): amplitud alta, pero frecuencia baja.

•Ruido de alta frecuencia (superior a 10 MHz) provocado por la conmutación de semiconductores: alta frecuencia, pero amplitud baja.

Ilustración 3.5 Correlación entre la frecuencia de la sobremodulación de tensión acústica y el espectro de las emisiones de ruido.

Cuando se instala un filtro de salida, se logra el efecto siguiente:

•En el caso de filtros du / dt, la frecuencia de la oscilación de sonido se reduce por debajo de 150 kHz.

•En el caso de filtros senoidales, la oscilación de sonido se elimina por completo y el motor se alimenta mediante una tensión de fase a fase senoidal.

Recuerde que los otros dos componentes de ruido siguen presentes. Esto aparece en las mediciones de emisión conducida que se muestran en Ilustración 3.7 y Ilustración 3.8. Es posible utilizar cables de motor no apantallados. No obstante, la disposición de la instalación debe evitar que se acople el ruido entre el cable de motor no apantallado y la línea de red u otros cables sensibles (sensores, comunicación, etcétera). Esto se puede conseguir a través de la separación y la colocación del cable de motor en una bandeja de cables separada, continua y con conexión a tierra.

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3.5¿Qué son las corrientes de los cojinetes y las tensiones del eje?

Los transistores de conmutación rápida en el convertidor de frecuencia combinados con una tensión de modo común inherente (tensión entre fases y tierra) generan corrientes en los cojinetes de alta frecuencia y tensiones de eje. Aunque las corrientes en los cojinetes y las tensiones de eje también se pueden producir en motores directos en línea, tales fenómenos se acentúan cuando el motor se alimenta con un convertidor de frecuencia. La mayoría de los daños en los cojinetes en motores alimentados con convertidores de frecuencia se deben a vibraciones, malas alineaciones, carga radial o axial excesiva, lubricación incorrecta o impurezas en la grasa. En algunos casos, los daños en los cojinetes son causados por las corrientes de los cojinetes y las tensiones de eje. El mecanismo que causa las corrientes de los cojinetes y las tensiones de eje es complejo y su explicación no corresponde a la presente Guía de diseño. Básicamente, se identifican dos mecanismos principales:

•Acoplamiento capacitivo: la tensión a través del cojinete se genera por capacitancias parásitas en el motor.

•Acoplamiento inductivo: causado por las corrientes circulantes en el motor.

La película de grasa de un cojinete en funcionamiento se comporta como el aislamiento. La tensión a través del cojinete puede dañar la película de grasa y producir una pequeña descarga eléctrica (una chispa) entre las bolas del cojinete y la banda de rodamiento. La descarga produce una fusión microscópica de la bola del cojinete y el metal de la banda de rodamiento y, con el tiempo, causa un desgaste prematuro del cojinete. Este mecanismo se denomina

Mecanizado por descarga eléctrica o MDE.

3.5.1Mitigación del desgaste prematuro del cojinete

Pueden tomarse varias medidas para evitar los daños y el desgaste prematuro de los cojinetes (no todas son aplicables en todos los casos, se pueden combinar). Estas medidas tienen el objetivo de proporcionar una vía de retorno de la impedancia baja a las corrientes de alta frecuencia o aislar eléctricamente el eje del motor para evitar corrientes a través de los cojinetes. Además, también hay medidas relacionadas con la mecánica.

Medidas para proporcionar una vía de retorno de impedancia baja

•Siga estrictamente las instrucciones de instalación de CEM. Disponga una buena vía de retorno de alta frecuencia entre el motor y el convertidor de

	frecuencia, por ejemplo con cables apantallados.	3	3
•	Compruebe que el motor está conectado a tierra
	correctamente y que la toma de tierra tiene
	impedancia baja para corrientes de alta frecuencia.
•	Disponga una buena conexión a tierra de alta
	frecuencia entre el chasis del motor y la carga.
•	Utilice escobillas para la conexión a tierra del eje.
Medidas para aislar el eje del motor de la carga
•	Utilice cojinetes de aislamiento (al menos un
	cojinete de aislamiento en el extremo no acoplado,
	NDE).
•	Impida la corriente de tierra del eje con acopla-
	mientos aislados.

Medidas mecánicas

•Asegúrese de que el motor y la carga están alineados correctamente.

•Compruebe que la carga del cojinete (axial y radial) cumple las especificaciones.

•Compruebe el nivel de vibración en el cojinete.

•Compruebe la grasa del cojinete y que está correctamente lubricado para el funcionamiento.

Una medida de mitigación es utilizar filtros. Puede utilizarlos en combinación con otras medidas, como las mencionadas anteriormente. Los filtros (kits de núcleo) de modo común de alta frecuencia (HF-CM) han sido especialmente diseñados para reducir la tensión de los cojinetes. Los filtros senoidales también tienen buen efecto. Los filtros du / dt tienen menos efecto; se recomienda utilizarlos en combinación con los núcleos HF-CM.

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Introducción a los filtros ...	Guía de Diseño de los filtros de salida

3.5.2Medición de las descargas eléctricas en los cojinetes del motor

Las descargas eléctricas en los cojinetes del motor pueden medirse con un osciloscopio y una escobilla para recoger la 3 3 tensión del eje. Este método es difícil y la interpretación de

las formas de onda medidas requiere una profunda comprensión del fenómeno de la corriente de los cojinetes. Una alternativa fácil es utilizar un detector de descargas eléctricas (130B8000) como se muestra en Ilustración 3.6. Este dispositivo consiste en una antena de lazo que recibe señales en el intervalo de frecuencia de 50 a 200 MHz y un contador. Cada descarga eléctrica produce una onda electromagnética que el instrumento detecta y el contador aumenta. Si el contador muestra un elevado número de descargas significa que hay muchas descargas en el cojinete y deben tomarse medidas para evitar el desgaste prematuro del cojinete. Este instrumento puede utilizarse para determinar experimentalmente el número exacto de núcleos necesarios para reducir las corrientes de los cojinetes. Empiece con un conjunto de 2 núcleos. Si las descargas no se eliminan o se reducen significativamente, añada más núcleos. El número de núcleos de la tabla anterior es orientativo y debería ser válido para la mayoría de las aplicaciones con un amplio margen de seguridad. Si se instalan los núcleos en los terminales del convertidor de frecuencia y se produce saturación del núcleo debido a la longitud de los cables (los núcleos no tienen efecto en las corrientes de los cojinetes), compruebe si la instalación es correcta. Si los núcleos mantienen la saturación después de realizar la instalación conforme a las orientaciones de las mejores prácticas de CEM, desplace los núcleos a los terminales de motor.

<![if ! IE]>

<![endif]>130BB729.10

129

50 - 200 MHz

130B8000

Ilustración 3.6 Detector de descarga eléctrica

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Introducción a los filtros ...	Guía de Diseño de los filtros de salida

3 3

Ilustración 3.7 Ruido conducido de la línea de red, ausencia de filtro.

Ilustración 3.8 Ruido conducido de la línea de red, filtro senoidal.

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3.6 Un filtro para cada finalidad

Tabla 3.2 muestra una comparación del rendimiento de los filtros du / dt y senoidales, del filtro senoidal y de HF-CM. Puede utilizarse para determinar qué filtro utilizar en su aplicación.

3		3		Criterios de	Filtros dU/dt	Filtros senoidales	Filtros de modo común de alta
				rendimiento			frecuencia
				Tensión del	Hasta 150 m de cable (apantallado /	Ofrece una tensión de terminal del	No reduce la tensión del aislamiento del
				aislamiento del	no apantallado) cumple con los	motor senoidal de fase a fase. Cumple	motor.
				motor	requisitos de la norma CEI	los requisitos de las normas CEI
					60034-171 (motores de uso	60034-17 1 y NEMA-MG1 para motores
					general). Por encima de esta	de uso general con cables de hasta
					longitud de cable, aumenta el	500 m (1 km para el tamaño de bastidor
					riesgo de «impulsos dobles» (dos	D VLT y superior).
					veces la tensión de la red eléctrica).
				Tensión del cojinete	Se reduce ligeramente, solo en	Reduce las corrientes en el cojinete	Reduce la tensión del cojinete limitando
				del motor	motores de alta potencia.	provocadas por las corrientes	las corrientes de alta frecuencia de
						circulantes. No reduce las corrientes de	modo común.
						modo común (corrientes de eje).
				Rendimiento de CEM	Elimina el sonido del cable de	Elimina el sonido del cable de motor.	Reduce las emisiones de alta frecuencia
					motor. No cambia la clase de	No cambia la clase de emisiones. No	(superiores a 1 MHz). No cambia la clase
					emisiones. No permite cables de	permite cables de motor más largos de	de emisiones del filtro RFI. No permite
					motor más largos de lo especi-	lo especificado para el filtro RFI	cables de motor más largos de lo
					ficado para el filtro RFI integrado en	integrado en el convertidor de	especificado para el convertidor de
					el convertidor de frecuencia.	frecuencia.	frecuencia.
				Máxima longitud de	100 m ... 150 m	Con rendimiento de CEM garantizado:	150 m apantallado (tamaño del bastidor
				cable de motor	Con rendimiento de CEM	150 m apantallado y 300 m no	A, B, C), 300 m apantallado (tamaño del
					garantizado: 150 m apantallado.	apantallado.	bastidor D, E, F), 300 m no apantallado.
					Sin rendimiento de CEM	Sin rendimiento de CEM garantizado:
					garantizado: 150 m no apantallado.	hasta 500 m (1 km para el tamaño de
						bastidor D VLT y superior).
				Ruido acústico del	No elimina el ruido acústico de	Elimina el ruido acústico de	No elimina el ruido acústico de
				interruptor del motor	conmutación.	conmutación del motor provocado por	conmutación.
						la magnetoestricción.
				Tamaño relativo	15-50 % (en función del nivel de	100%	5 - 15%
					potencia)
				Caída de tensión	0,5 %	4-10%	ninguno

Tabla 3.2 Comparación de los filtros du / dt y senoidales.

1) No 690 V.	Funciones y ventajas
2) Véanse las especificaciones generales para la fórmula.	Los filtros du / dt reducen los picos de tensión y el du / dt de
	los impulsos en los terminales del motor. Los filtros du / dt
3.6.1 Filtros dU/dt	reducen el du / dt a aproximadamente 500 V/μs.
Los filtros dU/dt están formados por inductores y conden-
sadores en una disposición del filtro de paso bajo, y su
frecuencia de corte está por encima de la frecuencia de
conmutación nominal del convertidor de frecuencia. Los
valores de inductancia (L) y capacitancia (C) se muestran en
las tablas en 4.2 Datos eléctricos: filtros du / dt. En
comparación con los filtros senoidales, tienen valores L y C
inferiores, por lo que son más baratos y pequeños. Con un
filtro du / dt, la forma de la onda de tensión sigue siendo la
de impulsos, pero la corriente es senoidal (véanse las ilustra-
ciones a continuación).

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Introducción a los filtros ...		Guía de Diseño de los filtros de salida
Ventajas
•	Protege el motor frente a valores de du / dt altos y
	frente a picos de tensión, lo que prolonga la vida
•	útil del motor.	3		3

Permite el uso de motores que no estén específicamente diseñados para el funcionamiento con convertidor, por ejemplo en aplicaciones de reacondicionamiento.

Áreas de aplicación

Danfoss recomienda el uso de filtros du / dt en las siguientes aplicaciones:

•

•

•

Aplicaciones con frenado regenerativo frecuente

Motores que no sean aptos para el uso con convertidor de frecuencia y no cumplan los

requisitos de CEI 600034-25

Ilustración 3.10 Con filtro du / dt

Motores ubicados en entornos agresivos o que funcionen a altas temperaturas

•Aplicaciones con riesgo de salto de arcos

•Instalaciones con motores viejos (reacondicionamiento) o motores de uso general que no cumplan con la norma CEI 600034-17

•Aplicaciones con cables de motor cortos (menos de 15 metros)

•Aplicaciones de 690 V

Tensión y corriente con y sin filtro du / dt:

Ilustración 3.9 Sin filtro

		<![if ! IE]> <![endif]>130BB113.11
	<![if ! IE]> <![endif]>[V]
	<![if ! IE]> <![endif]>Upico	FILTRO DV/DT 50 M
		FILTRO DV/DT 150 M
		FILTRO DV/DT 15 M

Tiempo de subida [µs]

Ilustración 3.11 Valores de du / dt obtenidos (tiempo de incremento y tensiones pico) con o sin filtro du / dt mediante cables de 15 m, 50 m y 150 m en un motor de inducción de 400 V, 37 kW.

El valor de du/dt se reduce con la longitud del cable de motor, mientras que la tensión pico aumenta (véase la Ilustración 3.11). El valor Upico depende del UDC del convertidor de frecuencia. Cuando el Udc aumenta durante el frenado del motor (generativo), el valor Upico puede superar los límites de CEI 60034-17 y, de este modo, generar tensión de aislamiento del motor. Por lo tanto, Danfoss recomienda los filtros du / dt en aplicaciones con frenado frecuente. Asimismo, la ilustración anterior muestra cómo la Upico aumenta con la longitud del cable. A medida que la longitud del cable aumenta, se incrementa la capacitancia del cable y este se comporta como un filtro de paso bajo. Así el tiempo de incremento tr es más largo para cables más largos. Por lo tanto, se recomienda utilizar los filtros du / dt solo en aplicaciones con una longitud de cable de hasta 150 m. Por encima

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13

Introducción a los filtros ...	Guía de Diseño de los filtros de salida

de los 150 m, los filtros du / dt no tienen efecto. Si necesita reducirlo más, utilice un filtro senoidal.

			Funciones del filtro
			•
3		3		Protecciones IP20/23/54 en toda la gama de
				potencias
			•	Montaje lado a lado con el convertidor de
				frecuencia
			•	Tamaño, peso y precio reducido en comparación
				con los filtros senoidales

Ilustración 3.12 y Ilustración 3.13 muestran cómo la Upico y el tiempo de incremento se comportan como una función de la longitud del cable de motor. En instalaciones con cables de motor cortos (por debajo de 5-10 m), el tiempo de incremento es breve, lo que provoca valores du / dt altos. El du / dt alto puede causar una elevada y perjudicial diferencia de potencial entre los bobinados del motor, lo que puede producir una avería del aislamiento y un salto de arco. Por consiguiente, Danfoss recomienda los filtros du / dt en aplicaciones con longitudes de cable del motor inferiores a 1n5 m.

•Posibilidad de conectar cables apantallados con placa de desacoplamiento incluida

•Compatibilidad con todos los principios de control, incluidos FLUX y VVCPLUS

•Filtros de montaje en pared de hasta 177 A y de montaje en el suelo con un tamaño superior

Ilustración 3.12 525 V: con o sin filtro du / dt

Ilustración 3.13 690 V: con o sin filtro du / dt

Fuente: prueba de 690 V 30 kW VLT FC-302 con filtro du / dt MCC 102

3.6.2 Filtros senoidales

Los filtros senoidales están diseñados para dejar pasar sólo las bajas frecuencias. Las frecuencias altas son, por lo tanto, derivadas, lo que da como resultado una forma de onda de tensión sinusoidal de fase a fase, y formas de ondas de corriente sinusoidales. Con las formas de onda senoidales, ya no es necesario usar motores especiales para convertidor de frecuencia con aislamiento reforzado. El ruido acústico del motor también resulta amortiguado a raíz de la condición de onda senoidal. Asimismo, el filtro senoidal reduce la tensión del aislamiento y las corrientes en el cojinete del motor, lo que redunda en una vida útil más larga del motor e intervalos de mantenimiento más espaciados. Los filtros de onda senoidal permiten el uso de cables de motor más largos en aplicaciones en que este está instalado lejos del convertidor de frecuencia. Dado que el filtro no actúa entre las fases del motor y la tierra, no reduce las corrientes de fuga en los cables. Por esta razón, la longitud del cable de motor está limitada, consultar Tabla 3.2.

Los filtros senoidales de Danfoss están diseñados para funcionar con VLT® FC 100/200/300. Sustituyen a la gama de filtros LC y son compatibles con los convertidores de frecuencia de la serie VLT 5000-8000. Están formados por inductores y condensadores en una disposición de filtro de paso bajo. Los valores de inductancia (L) y capacitancia (C) se muestran en las tablas en 4.3 Datos eléctricos: filtros senoidales.

Funciones y ventajas

Como se ha descrito más arriba, los filtros senoidales reducen la tensión de aislamiento del motor y eliminan el ruido acústico de conmutación del motor. Las pérdidas del motor se ven reducidas porque el motor se alimenta con una tensión sinusoidal, tal y como se muestra en Ilustración 3.12. Además, el filtro elimina las reflexiones de impulsos en el cable de motor, lo que reduce las pérdidas en el convertidor de frecuencia.

14	MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.