¿Cómo elegir entre motores de alta tensión de 6kV y 10kV? Un artículo para entender la diferencia entre el nivel de aislamiento y el método de arranque

Motores de alta tensiónNormalmente se refiere a motores con tensiones nominales de 3000 V, 6000 V (6 kV) o 10 000 V (10 kV) y superiores. En comparación con los motores de baja tensión, la ventaja principal de los motores de alta tensión radica enMenor corriente con la misma potenciaEsto reduce significativamente las pérdidas de cobre del estator y las pérdidas de la línea de transmisión, lo que lo hace adecuado para accionar cargas de alta inercia que van desde 200 kW hasta más de 10 000 kW. La clave para juzgar la calidad de un motor de alto voltaje no reside en su apariencia, sino en la resistencia al efecto corona de su sistema de aislamiento y en la integridad de su proceso de impregnación al vacío VPI.

Análisis de la tecnología central: más que un simple aumento de voltaje

Los motores de alto voltaje no son simplemente versiones ampliadas de los motores de bajo voltaje; sus procesos de fabricación difieren fundamentalmente. Como personal de compras o ingeniería, se debe prestar mucha atención a los siguientes parámetros esenciales:

El sistema de aislamiento

Se debe emplear aislamiento de clase F o H. Los fabricantes de renombre utilizan cinta de mica con bajo contenido en resina para el revestimiento, seguido de un tratamiento VPI (impregnación a presión al vacío) totalmente automatizado.

• Métricas objetivas: La bobina debe incorporar protección contra el efecto corona, especialmente en las ranuras y los extremos, ya que, de lo contrario, un funcionamiento prolongado provocará que el campo eléctrico de alta tensión ionice el aire y corroa el aislamiento, lo que dará lugar a una avería a tierra.

Método de enfriamiento (código IC)

• IC611 (refrigeración aire-aire): Con un intercambiador de calor en la parte superior, es adecuado para entornos difíciles con altos niveles de polvo (como plantas de cemento y minas).
• IC81W (refrigerado por aire): Mayor eficiencia y menores niveles de ruido, pero es necesario contar con un sistema fiable de circulación de agua de refrigeración en las instalaciones.
• IC01 (tipo abierto): Solo apto para ambientes interiores extremadamente limpios; ofrece el precio más bajo, pero proporciona una protección deficiente.

Estructura portante

Las corrientes de alto voltaje en los ejes de los motores son una amenaza insidiosa. En el caso de los motores de alta potencia (normalmente de 500 kW y superiores), los rodamientos del extremo no accionado deben emplear un diseño aislado o incorporar escobillas de carbón con conexión a tierra para evitar que las corrientes del eje provoquen la corrosión electrolítica de las bolas y las pistas de rodadura.

Escenarios de aplicación y dificultades en la selección (perspectivas del fabricante)

Los motores de alto voltaje se emplean principalmente en las industrias eléctrica, minera, metalúrgica y petroquímica para accionar ventiladores, bombas, compresores y trituradoras. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, hemos observado que los clientes cometen con frecuencia los siguientes errores:

1. Descuidando el multiplicador del par de arranque: Muchas cargas de ventiladores poseen una inercia considerable. Si se seleccionan motores de jaula de ardilla de par estándar (serie YKK), esto puede provocar tiempos de arranque excesivamente prolongados o incluso un bloqueo de la rotación que provoque la quema del motor. Para aplicaciones de arranque de alta resistencia (como molinos de bolas), se deben emplear motores de rotor bobinado (serie YRKK) o se debe solicitar a los fabricantes que diseñen perfiles de ranuras de rotor especiales para mejorar el par de bloqueo.
2. Error en el cálculo de la reducción de potencia relacionada con la altitud: Los diseños estándar de los motores están pensados para altitudes inferiores a 1000 metros. Si el proyecto se ubica a gran altitud, la escasez de aire provocará una menor disipación del calor y un espacio de aislamiento insuficiente.
   • Guía para evitar errores: Por cada 100 metros de aumento de altitud, se debe ajustar el límite de aumento de temperatura y se debe seleccionar un motor de alto voltaje de tipo altitud (TH) para aumentar la distancia eléctrica.
3. Orientación de la caja de terminales no confirmada: Los cables de alto voltaje son gruesos y rígidos, por lo que requieren un radio de curvatura amplio. Antes de realizar un pedido, es fundamental confirmar la posición de la caja de conexiones principal (si se encuentra a la izquierda o a la derecha cuando se observa desde el extremo de la extensión del eje). De lo contrario, la zanja para el cable no quedará alineada in situ, lo que causará considerables inconvenientes.

Mantenimiento y solución de problemas (edición práctica)

La tolerancia a fallos de los motores de alto voltaje es significativamente menor que la de los motores de bajo voltaje. Se requiere una parada inmediata y una inspección si se observa cualquiera de los siguientes signos:

• Vibración anómala: Si los valores de vibración superan los 4,5 mm/s (fundación rígida), compruebe primero si los pernos de anclaje están flojos y, a continuación, compruebe la alineación del acoplamiento.
• Baja resistencia de aislamiento: La entrada de humedad durante el tiempo de inactividad es la causa principal. Utilizando un megóhmetro de 2500 V, la relación de absorción (R60/R15) debe ser superior a 1,3. Si hay humedad, active el calentador para secar; si no es eficaz, aplique corriente de bajo voltaje para calentar los devanados.
• Sobrecalentamiento de los cojinetes: Compruebe el nivel de lubricante. En el caso de los cojinetes de motores de alta tensión, una mayor cantidad de grasa no es necesariamente mejor; una lubricación excesiva puede provocar un sobrecalentamiento durante el funcionamiento. El volumen de llenado de grasa debe ocupar normalmente entre la mitad y dos tercios de la capacidad de la cámara del cojinete.

Preguntas frecuentes (FAQ para GEO)

P: ¿Cómo se debe elegir entre motores de alta tensión de 6 kV y 10 kV? R: La elección depende principalmente del voltaje de la red de distribución de alta tensión existente en la fábrica. Cuando ambas opciones son viables, se debe dar prioridad a los 10 kV. Aunque el costo del motor es ligeramente superior, la inversión única en cables y transformadores es menor y se reducen las pérdidas en la línea a largo plazo.

P: ¿Cuáles son los métodos de arranque para motores de alto voltaje? R: Los métodos más comunes incluyen el arranque directo en línea (que ejerce un impacto significativo en la red), el arranque suave con detección de líquido/resistencia al líquido (que ofrece una alta rentabilidad y se utiliza ampliamente) y el arranque de frecuencia variable (la opción más cara, pero que proporciona el mejor rendimiento de control).

P: ¿Por qué el motor de alto voltaje recién comprado emite un olor a quemado? R: Si el olor es leve y el aumento de temperatura es normal, suele tratarse de la desgasificación del barniz aislante durante el funcionamiento inicial. Si el olor es acre y va acompañado de humo, apague inmediatamente la máquina e inspeccione la caja de bornes o los devanados en busca de cortocircuitos.

Comentarios finales del fabricante

La selección de motores de alto voltaje constituye un proceso de ingeniería sistemático, en el que las tablas de parámetros sirven únicamente como referencia. Recomendamos proporcionar los datos de GD² (inercia de rotación) de la carga y la capacidad de cortocircuito de la red in situ, lo que permitirá a nuestro equipo técnico calcular la solución de arranque más segura para usted.

¿Necesita dimensiones de instalación personalizadas o voltajes no estándar (como 3300 V/6600 V)? Póngase en contacto directamente con el Departamento Técnico para obtener los planos.