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proporción directa a su distancia desde el centro del eje y el cuadrado de su velocidad 

alrededor del eje. 

La frecuencia ajustable añade una nueva dimensión a los problemas del diseñador del 

motor. Ya no es la máquina de cuatro polos limitado a 1,500 o 1,800 rpm. Peor aún, 

algunas  personas  esperan  que  una  máquina  de  dos  polos  pueda  girar  a  7,000  rpm. 

Estos  problemas  son  únicos  para  el  diseñador  del  motor,  pero  las  personas  que 

diseñan los grandes generadores se han enfrentado a las fuerzas centrífugas similares, 

si no velocidades similares, durante años. 

Su respuesta ante esa necesidad es que el rotor de la máquina, eje, yugo, y las ranuras 

salientes de una pieza solida de acero para hacerla más fuerte. También utilizan un 

cilindro  de  acero  inoxidable  no  magnético,  ajuste  reducido  alrededor  de  los  anillos 

cortocircuitados y los extremos de las barras del rotor para mantenerlo en su lugar. 

Las  ranuras  del  rotor  son  ranuras  cerradas  para  mantener  las  barras  en  su  lugar. 

Cuidados similares están siendo tomados en cuenta en la fabricación de motores para 

uso de variadores de velocidad. 

 

24  MOTORES ESPECIALES CLASIFICADOS COMO „INVERTER DUTY‟ 

ALIMENTADOS POR VARIADORES DE VELOCIDAD 

Componente electrónico de velocidad ajustable ó variable, conocidos como unidades 

de frecuencia variable (VFD ó VSD), que se comercializan para ser utilizados como 

“utilizable con cualquier motor estándar”. Sin embargo, las fallas prematuras de los 

sistemas de aislamiento en los motores ocurren a causa de la rápida conmutación, la 

modulación  por  ancho  de  pulso  (PWM)  se  introdujo  con  los  VFD.  Estos  picos  de 

tensión pueden dañar rápidamente el sistema de aislamiento de un motor, resultando 

en una falla prematura del motor. 

24.1  EFECTOS DE LOS VARIADORES DE VELOCIDAD EN MOTORES DE 

INDUCCIÓN 

La frecuencia de salida, variable no sinusoidal, de accionamiento PWM tiene varios 

efectos,  entre  ellos  el  aumento  de  las  pérdidas  del  motor,  ventilación  inadecuada  a 

velocidades bajas, mayores esfuerzos dieléctricos en los bobinados del motor, el ruido 

magnético  y  corrientes  del  eje.  Estos  efectos  se  pueden  combinar  para  dañar  el 

aislamiento de un motor y acortar severamente la vida útil de funcionamiento. 

Las  altas  tasas  de  conmutación  de  los  semiconductores  de  potencia  modernos 

conducen  a  cambios  rápidos  en  la  tensión  en  cortos  periodos  de  tiempo,  (dV/dt, 


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medidos  en  unidades  de  voltios  por  microsegundo).  Formas  de  onda  de  frente 

escarpado  con  grandes  dV/dt  o  tiempos  de  subida  muy  rápidos  conducen  al 

incremento de tensión y otros problemas de suministro de energía. 

Cuando  la  impedancia  del  motor  es  mucho  mayor  que  la  impedancia  del  cable 

conductor  entre  el  motor  y  la  unidad  de  frecuencia  variable,  la  forma  de  onda  de 

tensión se refleja en los terminales del motor. Esto crea una onda estacionaria. Cables 

de  motor  más  largos  favorecen  a  una  mayor  amplitud  de  ondas  estacionarias.  Los 

picos de voltaje ocurren con valores máximos de hasta 2.150 voltios (V) en un sistema 

de  480  V  con  10%  de  sobretensión.  Estos  picos  pueden  conducir  a  la  rotura  del 

aislamiento,  lo  que  resulta  en  cortocircuitos  de  fase  a  fase  o  de  espira  a  espira,  y 

posteriormente sobre-corrientes del dispositivo. 

Se pueden tomar medidas preventivas para evitar las fallas del motor causadas por 

picos de voltaje. Estas incluyen el uso de equipos de acondicionamiento de energía 

(como  los  filtros  dV/dt  o  cargas  reactivas)  y  la  restricción  de  la  distancia  del  cable 

entre  el  variador  y  el  motor.  Algunos  variadores  son  instalados  en  motores  sobre 

dimensionados o uso de alta temperatura de la resistencia de aislamiento, aislamiento 

clase H. 

24.2  DISEÑOS DE MOTOR „INVERTER DUTY‟ 

La  mayoría  de  los  fabricantes  ofrecen  motores  de  uso  general  ó  propósito  general, 

motores  trifásicos  de  eficiencia  Premium  que  cuentan  con  características  de 

aislamiento  “inverter-friendly”.  Estos  motores  “inverter-ready”  son  adecuados  para 

uso con cargas de torque variable con un amplio rango de velocidades. 

Por  el  contrario,  los  motores  “inverter-duty”  son  bobinados  con  sistemas  de 

aislamiento a los picos tensión. 

Algunos inversores utilizan  cables con un grado  de magnetización para minimizar 

los  efectos  adversos  de  las  formas  de  onda  producidas  por  los  VFD.  Otros  diseños 

están  enrollados  con  bobinas  adyacentes  que  están  separadas  para  minimizar  el 

potencial  de  tensión.  Sistemas  de  aislamiento  mejorados  permiten  reducir  la 

degradación de los motores que se someten a picos de voltaje transitorios. Un espesor 

mayor o acumulación de barniz  Premium (a través de  múltiples capas y horneado) 

minimiza  el  potencial  de  huecos  internos,  y  un  motor  con  un  diseño  de  menor 

incremento  calor  aumenta  la  resistencia  a  esfuerzos  por  tensión.  La  calidad  de 

fabricación  afecta  también  al  voltaje  inicial  de  corona  (CIV),  el  punto  en  el  cual  las 

descargas  eléctricas  parciales  se  producen  debido  a  la  ionización  del  aire  alrededor 


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