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Protección contra sobretensiones para VFD: Lado de entrada frente a salida del motor
¿Dónde debe instalarse la protección contra sobretensiones en una instalación de variador de frecuencia (VFD)? Compare la alimentación de CA, la salida del motor PWM y los circuitos de control, y luego utilice una lista de verificación práctica para la selección de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD).
Respuesta rápida: proteger el lado de alimentación
Para un variador de frecuencia (VFD) convencional, evalúe la protección contra sobretensiones en la alimentación de CA de entrada y en el sistema de distribución que alimenta al variador. No asuma que se puede instalar un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) de CA estándar entre los terminales de salida del VFD y el motor. Esa salida es una forma de onda modulada por ancho de pulsos (PWM), no una alimentación ordinaria de 50/60 Hz. Schneider Electric desaconseja colocar un supresor de sobretensiones convencional en el lado de carga de un VFD porque la salida PWM puede dañar sus componentes.
La disposición correcta depende del manual del variador, el sistema de puesta a tierra, la exposición a rayos, la protección aguas arriba y el diseño del cable del motor. Un diseñador eléctrico cualificado debe verificar la instalación completa en lugar de seleccionar un SPD basándose únicamente en su capacidad nominal en kA.
Los circuitos de entrada, salida y control son diferentes
| Circuito | Qué comprobar | Error común |
|---|---|---|
| Alimentación de CA al variador de frecuencia (VFD) | Coordinar un SPD de CA con la capacidad nominal adecuada según el nivel de resistencia de la alimentación y del variador. | Asumir que cualquier SPD de Tipo 2 es adecuado para todos los cuadros eléctricos. |
| Salida PWM al motor | Seguir los requisitos de los fabricantes del variador y del motor respecto a la longitud del cable, el aislamiento y los filtros de salida. | Instalar un SPD de red estándar en los conductores del motor. |
| Control y comunicaciones | Revise las líneas de señal expuestas y sus clasificaciones de interfaz por separado. | Asumiendo que el SPD de potencia protege cada puerto de control. |
CEI 61643-11:2025 aborda los SPD conectados a sistemas de alimentación de baja tensión de CA. Advierte que la conexión a un tipo diferente de fuente requiere una consideración cuidadosa de las condiciones del sistema y de falla. La salida PWM de un VFD es precisamente el tipo de fuente no estándar que requiere una guía específica del producto.
¿Dónde debe instalarse el SPD de CA?
Comience con la acometida del edificio y el cuadro de distribución que alimenta el VFD. La disposición de protección contra rayos y las reglas de instalación determinan si es apropiado un Tipo 1, Tipo 2 o una combinación coordinada. Si el variador está lejos del SPD aguas arriba o su nivel de resistencia de entrada requiere protección adicional, evalúe un SPD de CA aguas abajo adecuado cerca de la entrada de línea. del variador. Esta es una decisión de diseño, no una instrucción universal para instalar uno al lado de cada VFD.
Mantenga los conductores de conexión del SPD tan cortos y directos como lo permitan las instrucciones del producto. La longitud adicional del cable puede aumentar el voltaje efectivo visto por el equipo durante un transitorio rápido; Schneider Electric explica el efecto de la longitud de los cables del SPD. Compruebe la tensión máxima de funcionamiento continuo (Uc), el nivel de protección de tensión (Up), las capacidades de descarga, la idoneidad frente a cortocircuitos y la protección de respaldo del SPD en relación con las condiciones reales del cuadro. Nuestra Guía de fusibles de respaldo para SPD cubre la verificación del dispositivo aguas arriba.
Por qué un filtro de salida no es lo mismo que un SPD
Un variador de frecuencia (VFD) conmuta repetidamente su salida de motor. Las reflexiones en el cable y los flancos de tensión rápidos pueden estresar el aislamiento del motor, especialmente en tramos largos. El fabricante del variador puede especificar un filtro dV/dt, un filtro senoidal, una reactancia de salida u otra medida aprobada para esa función. Estos componentes abordan el comportamiento repetitivo de la salida del variador; un SPD de CA estándar está diseñado para una tarea diferente. ABB describe el estrés adicional de tensión en el motor causado por la conmutación del variador y las reflexiones en el cable.
Existen productos especializados para ciertos circuitos de convertidores y motores, pero deben estar explícitamente clasificados para esa forma de onda y aplicación. No deduzca la idoneidad basándose únicamente en una etiqueta de SPD de CA según la norma IEC. El Guía de variadores de frecuencia (VFD) de Schneider Electric es una advertencia útil para supresores de sobretensiones convencionales en el lado de salida.
Lista de verificación de selección para un proyecto de VFD
- Registre el modelo del variador, el voltaje de entrada, la disposición de las fases y las instrucciones del fabricante.
- Identifique el sistema de puesta a tierra, la corriente de falla del tablero, el dispositivo de protección aguas arriba y cualquier SPD existente.
- Verifique la exposición a rayos y si existe un sistema de protección contra rayos externo.
- Compare el Uc, Up, tipo, capacidades de descarga y condiciones de cortocircuito del SPD propuesto con la instalación.
- Documente la distancia y el recorrido del cable desde el tablero de distribución hasta el variador.
- Registre el tipo de motor y la longitud del cable de salida; utilice el manual del variador para las decisiones sobre filtros de salida.
- Enumere por separado las conexiones de control, Ethernet o bus de campo expuestas.
- Planifique el acceso a la indicación de estado y a los módulos de repuesto durante el mantenimiento.
Nuestra Guía de indicadores de SPD explica qué demuestra y qué no demuestra una ventana de estado con apariencia saludable. Para conocer los dispositivos disponibles en el lado de la alimentación, consulte SPD de CA de Kuangya. Envíe la lista de verificación a Kuangya al solicitar una recomendación de producto adecuada.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Puedo instalar un SPD de Tipo 2 normal en la salida del VFD?
No lo haga sin la aprobación explícita de los fabricantes del variador y del SPD. Los SPD de CA convencionales están destinados generalmente a circuitos de alimentación de CA, mientras que la salida es PWM. Schneider Electric desaconseja específicamente el uso de un supresor de sobretensiones convencional en el lado de carga de sus variadores de frecuencia (VFD).
¿Un SPD de entrada reemplaza a un filtro dV/dt?
No. El SPD de entrada aborda la sobretensión transitoria en la alimentación. Un filtro de salida, cuando se especifica, aborda el estrés de voltaje repetitivo de la salida del variador en el motor.
¿Cada VFD necesita un SPD dedicado a su lado?
No existe una única regla de ubicación que se adapte a todas las instalaciones. Se deben evaluar conjuntamente la protección aguas arriba existente, la distancia del cable, el nivel de resistencia del equipo y las normativas aplicables. IEC 61643-12:2020 proporciona principios generales de selección, ubicación y coordinación para SPDs de alimentación de CA.
