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Gilberth Bolaños
Mi lectura del caso es que la causa más probable no está en el variador, sino en la topología real del motor de 6 terminales y/o en la forma en que están conectados los dos circuitos por fase.
Mi comentario técnico
1) Lo que más me llama la atención
Ustedes reportan simultáneamente:
-
VFD llega casi de inmediato a 60 Hz
-
se oye el “ronroneo”/intento de arranque
-
la pantalla muestra 332.1 A
-
la entrada del VFD solo toma unos 22 A equilibrados a 480 V
-
se probó un segundo VFD y el comportamiento fue idéntico
Eso no se parece a un variador defectuoso. Se parece más a un motor magnetizado, pero sin par de arranque efectivo.
Eso puede ocurrir cuando:
-
el motor tiene dos devanados por fase o una conexión especial,
-
los devanados están en oposición de polaridad o mal agrupados,
-
el motor realmente es part-winding / doble circuito / doble devanado, y se está tratando como si fuera un motor trifásico estándar de 3 terminales equivalentes.
El dato de 6 terminales identificadas como T1 + T1 + T2 + T2 + T3 + T3 es muy importante:
eso no es la marcación típica NEMA de un motor dual-voltaje de 6 puntas tipo T1-T2-T3-T4-T5-T6.
Más bien sugiere dos circuitos por fase ya separados. Ese detalle cambia por completo el diagnóstico.
2) Hipótesis principal
El motor no es “un 3 fases normal de 3 bornes”, sino un motor de doble circuito por fase, y la conexión actual no está reproduciendo correctamente la conexión original del arrancador Franklin.
Esto explicaría muy bien:
-
el zumbido,
-
la falta de giro,
-
la corriente alta de salida del VFD,
-
y que cambiar el VFD no cambie nada.
Por qué cuadra técnicamente
Si un devanado paralelo queda invertido respecto al otro, o si la agrupación real de bornes no corresponde a la esperada, el motor puede:
-
quedar con campo giratorio muy débil o prácticamente cancelado,
-
consumir corriente,
-
vibrar o “ronronear”,
-
pero no arrancar.
Y esto es todavía más probable cuando:
-
no existe diagrama de tapa,
-
no hay literatura del motor,
-
y la instalación llega con dos conductores por fase conectados en común en el equipo, pero separados en terminales individuales del motor.
3) El dato de 332 A de salida vs 22 A de entrada sí es creíble
A primera vista parece incoherente, pero en un VFD no necesariamente lo es.
El VFD rectifica la red y genera internamente la magnetización del motor; por eso la corriente de entrada del variador no sigue de forma simple la corriente RMS de salida al motor.
Si el motor está parado, magnetizado y sin entregar potencia mecánica, la entrada puede verse relativamente baja mientras la salida muestra corriente importante.
Para referencia NEC, un motor de 200 HP, 460 V, 3φ tiene una FLC de tabla de 240 A según Tabla 430.250.
Por lo tanto, 332 A equivale a ~138 % de FLC, que cae muy cerca de un límite de corriente típico de un VFD.
Eso refuerza la idea de que el drive está intentando entregar par, pero el motor no lo convierte en movimiento.
Artículos NEC: 430.6(A), Tabla 430.250.
4) Causas probables, en orden
A. Conexión interna/externa del motor incorrecta para el tipo real de devanado
La más probable.
Posibles escenarios:
-
motor part-winding
-
motor de dos circuitos en paralelo por fase
-
motor de doble devanado
-
motor rebobinado/reetiquetado sin marcación estándar
-
polaridad incorrecta entre los dos circuitos de una misma fase
Si cualquiera de esos casos existe, un VFD estándar de 3 salidas no se puede conectar “a intuición” solo porque antes había un arrancador progresivo.
B. El Franklin anterior no era funcionalmente equivalente al VFD
Aunque ambos se describan como “arranque progresivo”, pueden ser esquemas muy distintos:
-
soft starter trifásico convencional,
-
soft starter con bypass y lógica propia,
-
esquema para part-winding,
-
esquema adaptado al motor existente.
Si el Franklin estaba cableado para una topología especial del motor, replicar solo “L1-L2-L3 a U-V-W” puede dejar el sistema mal conectado.
C. El motor puede no ser apto para operar con VFD sin verificación adicional
Si es un motor antiguo (15–20 años o más), hay que revisar:
-
aislamiento apto para PWM,
-
longitud de cable,
-
dv/dt,
-
corriente de modo común,
-
rodamientos,
-
frecuencia mínima de operación,
-
ventilación.
Para 40 m de cable, esto sí importa, pero no explica por sí solo que no gire desde el primer intento.
Eso lo veo como un tema secundario, no la causa raíz principal.
Artículos NEC relevantes: instalación conforme a instrucciones del fabricante 110.3(B); conductores para sistemas con ASD 430.122.
D. Problema de parametrización del VFD
Menos probable porque:
-
revisaron configuración,
-
probaron por preset y por AI1,
-
y el síntoma fue idéntico en dos equipos.
Aun así, revisaría:
-
modo de control (V/Hz vs vectorial),
-
autotune,
-
corriente nominal del motor,
-
tensión nominal,
-
frecuencia base,
-
boost de torque,
-
current limit,
-
skip frequency,
-
rampas,
-
control de pérdida de fase de salida.
Pero esto no es lo primero que yo atacaría.
5) Qué me preocuparía de la instalación
a) Dos conductores por fase en la salida del VFD
Si esos conductores están realmente en paralelo, deben cumplir criterios de paralelismo: misma longitud, material, calibre, aislamiento y terminación equivalente.
NEC 310.10(H).
Además, en salida de VFD conviene que los conductores de cada circuito mantengan simetría de impedancias; cualquier diferencia entre caminos paralelos empeora el reparto de corriente PWM.
b) Tramo subterráneo + tramo en tubería metálica
No lo veo como causa raíz del no arranque, pero sí debe verificarse:
-
compatibilidad EMC,
-
puesta a tierra del sistema,
-
continuidad del EGC,
-
posible necesidad de reactor de carga o filtro dv/dt.
NEC 250.118, 250.122, 300.3(B), 430.122.
c) Generador de 400 kW alimentando el VFD
Un VFD normalmente es mejor que un arranque directo o incluso que algunos soft starters para trabajar con generador, porque limita mejor la demanda instantánea.
Así que, con un solo motor de 200 HP, el grupo no parece ser el principal sospechoso.
Lo que sí revisaría es:
-
kW disponible real a esa altitud/temperatura,
-
X″d del generador,
-
regulación AVR,
-
THDi del VFD,
-
si hay reactor de línea o choke DC,
-
si existe otra carga importante concurrente.
Pero otra vez: eso no explica tan bien el “hum + no arranque + 332 A de salida”.
6) Recomendaciones concretas de campo
1. No seguir energizando hasta identificar el devanado real del motor
Antes de otra prueba, haría:
-
medición de resistencias entre las 6 puntas,
-
identificación de pares reales de bobina,
-
prueba de polaridad de cada medio devanado,
-
verificación si el motor es part-winding, dos circuitos paralelos, o un rebobinado no estándar.
Sin eso, seguir probando con el VFD solo aumenta riesgo térmico.
2. Levantar esquema exacto “as-found”
Documentar:
-
cómo estaba cableado en el Franklin original,
-
si existían barras, puentes o contactores internos,
-
si el Franklin tenía 3 salidas reales o 6 terminales funcionales,
-
si existía bypass,
-
cómo llegaban exactamente los seis conductores.
Este punto puede resolver el caso más rápido que cualquier ajuste del VFD.
3. Hacer prueba del motor desacoplado o con otra máquina equivalente
Muy recomendable:
-
desacoplar bomba si es viable,
-
o probar el otro motor,
-
o hacer prueba temporal con una fuente trifásica controlada y conexión validada.
Si el otro motor arranca, la falla puede estar en:
-
conexión específica del primer motor,
-
daño de devanado,
-
agarrotamiento mecánico,
-
rebobinado irregular.
4. Verificar si es motor apto para VFD
Pedir o reconstruir estos datos:
-
placa completa,
-
fabricante/modelo/serial,
-
corriente nominal de placa,
-
RPM,
-
SF,
-
clase de aislamiento,
-
si es “inverter duty”,
-
si es part-winding,
-
si es dual winding,
-
si fue rebobinado.
NEC 430.7(B) exige placa de motor con datos adecuados; si esos datos no son claros o faltan, el diseño/ajuste queda comprometido.
5. Si el motor resulta ser de dos circuitos paralelos por fase
Entonces se debe definir correctamente:
-
qué bornes forman cada fase,
-
qué polaridad tiene cada circuito,
-
cómo deben agruparse para que los dos circuitos de la misma fase queden en paralelo aditivo, no en oposición.
Ese detalle no se debe resolver “por inversión de fases” al azar.
Cambiar L1-L2-L3 solo cambia secuencia; no corrige polaridad errónea entre subdevanados.
6. Instalar protección/condicionamiento de salida del VFD
Una vez resuelto el motor:
-
considerar reactor de carga o filtro dv/dt por los 40 m,
-
revisar cable apto para VFD,
-
revisar puesta a tierra y pantalla si aplica.
Esto protege el motor antiguo y mejora la operación.
NEC 110.3(B), 250.122, 300.3(B), 430.122.
7) Qué no creo que sea la causa principal
No pondría como causa raíz primaria:
-
“el VFD vino malo”
-
“la señal AI1 está mal”
-
“la rampa está mal configurada”
-
“la fase de entrada está invertida”
-
“el generador no alcanza”
porque ya hay demasiadas evidencias en contra.
8) Conclusión técnica
Mi opinión es esta:
El caso apunta fuertemente a un problema de identificación/conexión del motor de 6 terminales, no a falla de los ATV630.
En particular, sospecho uno de estos dos escenarios:
-
motor de doble circuito/part-winding cuya conexión original no fue reproducida correctamente con el VFD, o
-
paralelización incorrecta / polaridad opuesta entre los dos devanados de una misma fase.
El síntoma “60 Hz + zumbido + 332 A salida + 22 A entrada + no giro” es muy consistente con motor magnetizado sin par efectivo.
9) Ruta recomendada de acción
-
Suspender nuevas pruebas energizadas.
-
Levantar el esquema exacto del Franklin original.
-
Identificar eléctricamente las 6 puntas del motor (resistencia y polaridad).
-
Confirmar si el motor es part-winding / doble devanado / rebobinado especial.
-
Recién después, ajustar el VFD y añadir reactor/filtro si corresponde. HASTA PRONTO
- Caso ATV630C16N14 por OPE - 1 novedad
Alfredo Roldàn <omnipower...@gmail.com>: Mar 22 05:25PM -0400
Buenas tardes estimado colegas,
Espero que todo marche bien.
Les comparto un caso que tengo actualmente en un sistema de bombeo, ojalá
que con su experiencia me puedan brindar ideas que nos ayuden a solucionar
esta situación.
Contexto:
El cliente solicito la venta de 2 VFD de 200HP a 480Vca para reemplazar 2
arrancadores de la marca Franklin con arranque progresivo de 15-20 años.
El tipo de arranque se solicito por un selector de 2 posiciones con rampa de
arranque y parada exclusivamente, sin control de velocidad variable, la
intención de tener este tipo de arranque es suavizar las corrientes de
magnetización del motor puesto que las bombas se alimentan a través de un
grupo electrógeno (Generador 400kW).
Hallazgos:
Fueron entregados 2 arrancadores (ATV630C16N4) y por temas logísticos de la
planta se coordinó el remplazo de uno de los arrancadores progresivos (AP)
que se encuentra actualmente averiado. El cliente hizo el reemplazo y al
ponerlo en servicio el VFD no pasó de 10Hz y ronroneo en la bomba. El
cliente no pudo poner en servicio el equipo ese día.
Al siguiente día visitamos las instalaciones del cliente y pudimos verificar
las siguientes condiciones en la instalación:
* Los arrancadores están conectados a 40m a través de cable THHN a lo
que parece ser un motor de doble devanado, el motor cuenta con 6 terminales
(T1 + T1 + T2 + T2 + T3 + T3) se anexa foto de la placa. Por alguna razón en
la tapa del registro de ambos motores no está el esquema de conexión y
tampoco lo hemos encontrado en la literatura existente.
* Los cables de los alimentadores (2 x fase) se conectan de manera
común a la salida del arrancador, pero se conectan de manera independiente
en cada terminal del motor.
* Los cables viajan a través de una canalización en una parte
subterránea y en otra descubierta, en este ultimo caso viajan a través de
tubería metálicas.
Operación:
Luego de confirmar la configuración del motor y el VFD pudimos constatar que
era correcta.
Al poner en operación el arrancador ser percibió un cambio de 0 a 60Hz de
manera casi instantánea y el clásico sonido de arranque en rampa del VFD,
sin embargo, el motor no arrancó, a lo más hizo algún ruido e intento de
arranque.
La pantalla del arrancador mostraba además de la frecuencia 60Hz, las
leyendas Ref Frec PreRamp. CLI y 332.1A, sin embargo, la bomba no se movía,
esta corriente mostrada se quedaba fija de manera indefinida hasta por 1
minuto. Ante estas lecturas verificamos la corriente de consumo del variador
a la entrada, el amperímetro mostraba de manera equilibrada 22A, y el
voltaje estable en 480Vca aproximadamente.
Esta situación se mantenía a pesar del método de arranque por un lado con
velocidad preajustada o a través de la entrada AI1 = 10V.
Se hicieron varias verificaciones en el cableado, la fase de carga,
inclusive la inversión de fases, pero no se logró ningún resultado positivo.
Por último, intercambiamos el VFD en prueba por el otro VFD para descartar
daño en la unidad, pero el comportamiento fue exactamente igual.
Tenemos pendiente hacer pruebas con el otro motor, pero me gustaría tener
retroalimentación sobre el caso y posibles recomendaciones.
Saludos,
Alfredo Roldán
Gerencia
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Estimado Gilberth,
Muchas gracias por la información. Estamos analizando todas la posibles causas de esta situación.
Ya les comento.
Saludos,
Alfredo Roldán
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