Caso ATV630C16N14 por OPE
Alfredo Roldàn
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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Edgardo Silva
Mencionas algo clave: el VFD marca 332A en su pantalla, pero tu pinza amperimétrica a la entrada marca solo 22A.
Esto es que el variador está detectando una corriente reactiva o de magnetización masiva, o está atrapado en un lazo de Limitación de Corriente (CLI).
Cuando el motor "ronronea" y no gira, pero el VFD dice estar a 60Hz, significa que el campo magnético está girando en el estator pero el rotor está bloqueado o el torque producido es nulo. La leyenda CLI (Current Limit) confirma que el variador está recortando el voltaje para no quemarse ante lo que percibe como un cortocircuito o una carga infinita.
Por la descripción de los 2 cables por fase (T1+T1, etc.) y la edad del equipo (Franklin de hace 20 años), no tienes un motor de doble devanado convencional para cambio de voltaje, sino un motor de Arranque Part-Winding (Devanado Partido). Estos motores están diseñados para que el arrancador progresivo alimente primero una mitad del devanado y luego la otra para reducir la inercia de arranque. Si los cables están conectados en paralelo desde la salida del VFD (2 cables por borne), estás alimentando ambos devanados simultáneamente. Si hay una ligera diferencia de impedancia entre los cables o si los devanados no están perfectamente simétricos, el algoritmo de control del ATV630 (que es muy sensible) se confunde totalmente.
Por otro lado, 40 metros no parece mucho, pero con cable THHN (que no tiene blindaje ni simetría geométrica) y en tubería metálica, se generan capacitancias parásitas altas. El variador ve estas capacitancias como una fuga a tierra o un consumo de corriente "fantasma", lo que explicaría por qué marca 332A cuando en realidad no hay flujo de potencia real hacia el eje.
Algunas sugerencias:
El ATV630 viene por defecto en modo "Vectorial SVC". Para motores antiguos y configuraciones de cableado paralelas dudosas, esto suele fallar. Cambia el parámetro de control de motor a V/f de 2 puntos (Standard) o V/f 5 puntos. El modo escalar es mucho más robusto para motores viejos y no intenta "interpretar" el modelo matemático del motor, simplemente envía voltaje y frecuencia.
¿Lograron hacer un Auto-tuning con el motor conectado? Si el motor es Part-Winding, el VFD necesita medir la resistencia de los devanados. Si el modo de control es vectorial y no hay un auto-tuning exitoso, el motor nunca arrancará correctamente.
Si el motor tiene 6 terminales, asegúrate de que no sea una conexión Estrella-Triángulo mal puenteada. Si es Part-Winding y vas a usar un VFD, lo ideal es que los puentes se hagan directamente en los bornes del motor para que el VFD "vea" una sola carga inductiva clara, no dos ramas separadas de 40 metros cada una.
Haz una Prueba de "Circuito Abierto":
Desconecta el motor en los bornes del motor (deja los 40m de cable al aire).
Arranca el VFD. Si el VFD sigue marcando una corriente alta, el problema es el cable (capacitancia o daño en el aislamiento subterráneo).
Si marca 0A, el problema es la compatibilidad con el devanado del motor.
Por último, como dices que usan un generador y mencionas que el objetivo es evitar la magnetización brusca para no afectar al generador de 400 kW. Asegúrate de que el parámetro de Aceleración no sea demasiado corto. Para una bomba vertical de 200 HP, una rampa de 15-20 segundos es lo mínimo saludable.
Otros datos más como resumen:
1. El Tipo de Motor: PWS (Part Winding Start)
Aunque la placa no tiene el diagrama visible, los motores de este frame (447TP) y marca con 6 terminales a 460V suelen ser de Part Winding Start (Devanado Partido). El estator tiene dos devanados independientes. En un arranque convencional, se energiza uno primero y el segundo un par de segundos después.
Si tienes los 2 cables por fase conectados al mismo borne del variador, estás alimentando ambos devanados en paralelo desde el segundo cero. Esto altera la impedancia que el variador espera "leer" durante su rutina de magnetización.
2. El "CLI" y los 332A (Corriente de Límite)
La placa dice que la corriente nominal (FLA) es de 226A (con un Factor de Servicio de 263A). Si el variador marca 332A, está intentando entregar casi el 150% de la corriente nominal. El hecho de que el motor no se mueva pero el variador diga que está a 60Hz indica que el variador ha perdido el control del flujo magnético. El "ronroneo" es vibración magnética de 60Hz en las láminas del estator, pero sin torque de rotación.
3. El modo "Vectorial"
El Altivar ATV630 viene de fábrica en modo de control Vectorial de Flujo. Este modo requiere un modelo matemático exacto del motor. Al tener un motor antiguo, con cables THHN largos (40m) y posiblemente un diseño Part-Winding, el modelo matemático falla. El variador inyecta corriente buscando una respuesta del rotor que no recibe, se satura y entra en CLI.
Plan de Acción recomendado
Te sugiero seguir este orden estrictamente para evitar dañar el aislamiento del motor:
Cambiar a Modo Escalar (U/F):
Entra en el menú
Configuración completa->Control motor->Tipo control motor.Cambia de "Vectorial" a V/f 2 puntos (Standard). Esto ignora el modelo matemático y envía voltaje proporcional a la frecuencia. Es lo más parecido a un arrancador progresivo "suave".
Desactivar la Detección de Pérdida de Fase de Salida (Solo para pruebas):
A veces, con devanados partidos, el VFD detecta desequilibrios y se bloquea. Prueba primero en modo escalar.
Verificar la conexión física:
Asegúrate de que T1 y T1 (de ambos devanados) estén realmente en la misma fase. Si por error cruzaste un cable (ej. T1 del devanado A con T2 del devanado B), los campos magnéticos se cancelan entre sí. Esto explicaría el ruido, el consumo altísimo de corriente y la falta de giro.
Prueba sin motor:
Desconecta los cables en la base del motor. Arranca el VFD a 60Hz. Debería marcar 0A (o muy cerca por la capacitancia del cable). Si marca corriente alta sin motor, el problema es el aislamiento de los cables.
Ajuste de la rampa de aceleración:
Como es una bomba vertical, pon una rampa de al menos 20-30 segundos. No intentes arranques instantáneos.
Como se alimentan con un generador de 400 kW para motores de 200 HP, el variador es una excelente idea, pero asegúrate de que el "Current Limit" en el variador esté ajustado al 110% o 120% de la corriente de placa (unos 270A). Si el variador intenta entregar 332A, el generador podría sufrir una caída de voltaje que afecte la electrónica del propio VFD.
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LISTA ELECTRICA SALVADOR MARTINEZ
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JULIO RENE Alfonso
✔ No es obligatorio el uso de cable apantallado
✔ El sistema (soft starter) no lo exige según IEC
✔ La instalación es técnicamente correcta sin blindaje
👉 Pero:
-
El éxito del sistema depende de:
- sección del cable
- ajuste del arranque
- estabilidad del generador
Para 40 m, la IEC recomienda:
- ≤ 3% ideal en motores
👉 Si el cable está subdimensionado:
- El generador puede sufrir
-
El motor puede:
- no desarrollar torque suficiente
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Alfredo Roldàn
Buenas tardes colegas,
Les comparto un resumen de la solución para este caso.
Feliz fin de semana.
Me apoye el ChatGPT para realizar el resumen y el análisis de documento técnico del motor.
Saludos,
Alfredo Roldán
RD
📄 Nota Técnica de Campo
Arranque fallido en bomba vertical por interacción VFD–NRR
Caso con Altivar ATV630C14N16
🧠 Resumen técnico (lectura rápida)
En la puesta en marcha de una bomba centrífuga vertical de 200 HP, controlada por un VFD Altivar ATV630C14N16, se presentó:
- Alta corriente desde baja frecuencia (~1 Hz)
- Ausencia total de giro
- Disparo por sobrecorriente
- No ejecución efectiva de la rampa
🔴 Causa raíz:
Sentido de giro incorrecto + sistema NRR (anti-retroceso) → bloqueo mecánico total del eje
➡️ Resultado: condición equivalente a rotor bloqueado
⚙️ Datos del sistema
- Motor: Nidec Motor Corporation
- Potencia: 200 HP
- Tensión: 460 V
- Configuración: Delta
- Aplicación: bomba centrífuga
- Montaje: vertical
- Elemento crítico: NRR (Non-Reverse Ratchet)
🔍 Síntomas clave en campo
- Corriente alta inmediata (incluso a 1–2 Hz)
- Motor sin movimiento
- El VFD no “sube” progresivamente (aunque la rampa esté configurada)
- Comportamiento distinto a arrancador suave
🧩 Qué estaba pasando realmente
1. Condición mecánica
En bombas verticales:
- La columna de fluido induce tendencia a giro inverso
- El NRR bloquea ese giro
2. Error de configuración
El motor intentó girar en sentido incorrecto:
- El NRR actuó como bloqueo rígido
- El eje quedó completamente inmóvil
3. Respuesta del VFD
El Altivar ATV630C14N16:
- No “sabe” que el eje está bloqueado
- Interpreta → carga elevada
- Responde → aumentando corriente
➡️ Resultado final:
comportamiento idéntico a rotor bloqueado
⚠️ Punto crítico (clave del caso)
Un VFD no distingue entre:
- una carga pesada
- un eje completamente bloqueado
🔧 Factores que agravaron el problema
- Arranque a muy baja frecuencia (≈1 Hz)
- Bajo torque disponible en esa zona
- Presencia de bloqueo mecánico absoluto (NRR)
✅ Acciones correctivas
1. Corrección del sentido de giro
- Ajuste desde el variador
- Eliminación del bloqueo del NRR
2. Ajuste de estrategia de arranque
- Frecuencia mínima: 20 Hz
➡️ Beneficio:
- Mayor torque disponible
- Arranque efectivo
📈 Resultado final
- Arranque normal
- Corriente dentro de rango
- Sin disparos
- Operación estable
🧠 Lecciones aprendidas (lo importante de verdad)
🔴 1. El NRR cambia completamente el escenario
No es una carga “pesada” → es un bloqueo absoluto si el giro es incorrecto.
🔴 2. Error de giro = evento crítico
En bombas verticales:
➡️ No es un detalle menor
➡️ Es equivalente a arrancar contra eje bloqueado
🔴 3. Baja frecuencia ≠ buen arranque siempre
En este tipo de aplicación:
- Puede ser contraproducente
- Reduce el torque disponible
🛠️ Buenas prácticas recomendadas
✔️ Antes de arrancar con VFD
- Verificar sentido de giro (idealmente desacoplado)
- Confirmar que el eje gira libre
- Identificar presencia de NRR
✔️ Configuración
- Frecuencia mínima ≥ 15–20 Hz
- Parámetros de motor correctamente cargados
- Límites de corriente ajustados
✔️ Diagnóstico rápido en campo
Si ves:
- Alta corriente
- Motor no gira
👉 Revisa primero:
- Sentido de giro
- Bloqueo mecánico
- NRR / anti-retroceso
Antes de culpar el variador.
🎯 Conclusión técnica
Este caso no fue una falla del VFD, sino una interacción electromecánica mal interpretada.
El sistema NRR convirtió un error de configuración en una condición severa equivalente a rotor bloqueado, demostrando que:
La puesta en marcha de VFD no es solo eléctrica — es también mecánica.
Alfredo Roldán
Gerencia
' Teléfono admistración: 809-227-3227
' Teléfono planta: 809-263-4445
* Correo electrónico: a.ro...@omnipowerelectric.com / omnipower...@gmail.com
Washington Colon Castillo Jurado
- La columna de fluido induce tendencia a giro inverso
Para ver este debate, visita https://groups.google.com/d/msgid/listaelectricaSM/00f201dcea19%24fe82f6f0%24fb88e4d0%24%40gmail.com.
Alfredo Roldàn
Estimado Washington,
El NRR es un sistema de bloqueo de giro que evita el giro del eje en un sentido. Este sistema tiene 2 funciones, evitar que la columna de agua acumulada en la tubería se devuelva (Que a veces se previene empleando un check) y por otro lado evitar ayuda a proteger el sistema motor bomba.
Particularmente empleando este variador, bajo múltiples ajustes de configuración nunca salto una alarma que mencionara una problemática de rotor bloqueado.
Saludos y gracias por sus comentarios.
Alfredo Roldán
Santo Domingo. R.D.
Washington Colon Castillo Jurado
JULIO RENE Alfonso
La afirmación es completamente válida:
“La puesta en marcha de VFD no es solo eléctrica — también es mecánica.”
De hecho, en aplicaciones de bombeo de alta potencia, la mayoría de los eventos severos durante commissioning son:
- electromecánicos
- hidrodinámicos
- de integración de control
…más que fallas reales del variador.
Ese es precisamente el enfoque correcto de análisis de raíz, basado en prácticas IEC e ingeniería industrial avanzada;
Esto conecta directamente con:
IEC 61800-2 / IEC 61800-5-1
Los VFD deben:
- proteger el motor
- proteger el convertidor
- operar dentro de límites térmicos y dinámicos
Pero:
👉 IEC asume que la integración electromecánica está correctamente diseñada.
Para ver este debate, visita https://groups.google.com/d/msgid/listaelectricaSM/CAP4jAFbDijukwCTydcArzQFzcLqxHdoBFUd4g7qUorCkoCnukg%40mail.gmail.com.
Alfredo Roldàn
Julio,
Gracias por las notas.
Creo que a veces a nosotros como electricistas no falta tener una mayor formación en sistemas mecánicos de tipo industrial o comercial grande donde el sistema eléctrico hace frontera con sistemas mecánicos como bombas, sistemas electrógenos, compresores, etc.
Gracias por sus aportes.
Saludos,
Alfredo Roldán
Santo Domingo, RD
