1. Descripción del problema y campo de aplicación

Este manual está destinado a ingenieros de mantenimiento y reparación de equipos industriales en empresas manufactureras ucranianas. El documento abarca la diagnóstico sistemático y la solución de fallos de convertidores de frecuencia (VFD), que controlan motores asincrónicos y sincrónicos de bombas, ventiladores, transportadores y extrusores.

Los principales síntomas que se consideran en este manual son:

• Interrupciones de emergencia esporádicas y constantes por sobrecarga de corriente (Overcurrent / OC).
• Fallas de sobretensión en el circuito de corriente continua (Overvoltage / OV) durante la frenada o aceleración.
• Errores de fuga a tierra (Ground Fault / GF), que provocan la parada del equipo.
• Problemas de conexión en protocolos industriales (Profibus, Profinet, Modbus RTU/TCP), que provocan la desconexión de emergencia por tiempo de espera.

Clasificación del nivel de gravedad:

• Crítico (Clase A): Activación continua de protección contra cortocircuito o falla a tierra. Reinicio prohibido hasta la completa diagnóstico de la parte eléctrica. Riesgo de fallo del módulo inversor (IGBT).
• Casi crítico (Clase B): Errores puntuales de sobrecarga o sobrevoltaje durante el ciclo de carga. Causa paradas de la línea tecnológica.
• Leve (Clase C): Errores de conexión falsos o alertas de calentamiento del radiador, que no detienen inmediatamente la transmisión, pero requieren atención.

2. Medidas de seguridad

¡ADVERTENCIA! ALTA TENSIÓN Y ENERGÍA ACUMULADA!

Los trabajos de diagnóstico y reparación de convertidores de frecuencia se permite realizar únicamente por personal cualificado con permiso de seguridad eléctrica no inferior al grupo IV (según НПАОП 40.1.1-1.21). Antes de abrir la carcasa del convertidor o desconectar los cables de potencia, ejecute la procedimiento Lockout/Tagout (LOTO):

1. Desconecte completamente el interruptor automático de entrada VFD y bloquee su posición con un candado colgante.
2. Espere al menos 10 minutos después de la desconexión de la tensión para el completo descargue de los condensadores del circuito intermedio de corriente continua (DC-link).
3. Verifique la ausencia de tensión con un multímetro entre las terminales (+DC/-DC o BR y U/V/W) — la tensión debe ser menor a 24 V DC.
4. Use los medios de protección individual (MPI): guantes dieléctricos, gafas de protección contra arco eléctrico (valor nominal no menor de 8 cal/cm²).

3. Herramientas diagnósticas necesarias

4. Lista de verificación del primer examen

5. Diagrama de bloques sistemático de diagnóstico

1. Incidente: VFD se detuvo con error (Fault Code Trip)
   • Verificar el código de error en el display de la panel de control (OP Panel).
     • SI EL CÓDIGO = Sobrecarga por corriente (OC1, OC2, OC3):
       1. Verificar la parte mecánica del motor para obstrucciones o aumento del momento de resistencia.
       2. Desconectar los cables de potencia de las bornas U, V, W del convertidor.
       3. Realizar la prueba de los transistores IGBT con un multímetro en modo diodo (la caída de tensión entre +DC y U, V, W y entre U, V, W y -DC debe estar en el rango de 0,3–0,6 V, un cortocircuito o infinito indica un fallo del módulo).
       4. Verificar la resistencia de aislamiento del motor con un megómetro (tensión 1000 V DC). Norma: > 10 MOм a temperatura de trabajo.
     • SI COD = Sobretensión en el conector de corriente continua (OV1, OV2, OV3):
       1. Verificar el tiempo de frenado (Deceleration time) en los parámetros VFD (si es demasiado corto, aumentar el tiempo).
       2. Medir la tensión en las bornas del resistor de freno durante la parada.
       3. Verificar la integridad del resistor de freno con un multímetro (la resistencia debe corresponder al valor nominal del pasaporte, normalmente 20–150 Ω).
       4. Verificar el buen funcionamiento del transistor de freno (chopper) interno o externo.
     • SI EL CÓDIGO = Contacto con tierra (GF):
       1. Realizar la medición de la resistencia de aislamiento de cada fase del motor respecto al conductor de protección (PE). Una resistencia < 1 MOhm indica daño en el cable o en la bobina.
       2. Verificar el estado de la pantalla del cable del motor (la pantalla debe estar conectada mediante selladores EMC de 360° en ambos lados — en el VFD y en la caja de terminales del motor).
       3. Verificar la ausencia de humedad o aceite dentro de la caja de terminales del motor.
     • SI EL CÓDIGO = Error de comunicación (Comms Error / CE, Err3):
       1. Verificar la integridad del par trenzado blindado de la línea de transmisión de datos (Profibus / Modbus). Resistencia entre los conductores D+ y D- (para RS485): 120 Ohm (teniendo en cuenta los resistores terminales en los extremos de la línea).
       2. Verificar la presencia de potencial entre la pantalla del cable y la terminal de tierra (la diferencia de potencial debe ser < 1 V).
       3. Verificar la configuración del tiempo de espera del temporizador de supervisión (Watchdog timer) en los parámetros del VFD.

6. Matriz "Síntoma - Causa"

7. Análisis de las causas raíz para cada fallo

7.1. Sobrecarga por corriente (Overcurrent)

¿Por qué ocurre?: El motor intenta transmitir una corriente que excede el límite nominal del inversor (normalmente 150-200% del nominal durante 60 segundos). Las causas principales son curvas de aceleración demasiado agresivas (V/f o control vectorial sin compensación de deslizamiento), degradación de los cojinetes del mecanismo, lo que causa un aumento brusco del momento de resistencia, o fugas entre las bobinas del estator del motor.

Cómo confirmar: Registrar la traza de corriente (Tracing) utilizando el software del fabricante del VFD. Si la corriente aumenta suavemente junto con la carga — el problema está en la mecánica. Si se observan picos agudos de corriente asimétrica por fase — cortocircuito entre vueltas.

¿Qué daño ocasiona?: Degradación de los cristales IGBT, degradación de las soldaduras de la placa de potencia, fallo prematuro de los rodamientos del motor eléctrico.

7.2. Sobretensión en el conector de corriente continua (Overvoltage)

¿Por qué ocurre esto?: La energía cinética del mecanismo en movimiento durante la frenada se convierte en energía eléctrica por el motor, que se devuelve al circuito de corriente continua (DC-link) del convertidor. Si la capacidad nominal de los condensadores no es suficiente o la energía no se disipa mediante el resistor de frenado, la tensión en la batería de DC aumenta por encima del umbral crítico (para una red de 400 V AC, esto suele ser más de 750–800 V DC).

Cómo confirmar: Conectar el multímetro en modo de medición de voltaje continuo a las terminales +DC y -DC. Iniciar el ciclo de frenado del mecanismo. Si el voltaje aumenta rápidamente hasta 780 V DC y aparece el error OV — el convertidor de frenado o el resistor no funcionan.

¿Qué daño ocasiona?: Parche de condensadores electrolíticos del filtro DC-link (hinchazón, fugas de electrolito), explosión de transistores de potencia de los interruptores del inversor.

7.3. Contacto con la tierra (Ground Fault)

¿Por qué ocurre?: Fallo de la integridad de la aislación entre una de las fases del cable de potencia o de la bobina del motor y el carcasa del equipo conectado a tierra. También puede ser causado por una alta corriente capacitiva de fuga a través de un cable demasiado largo sin el uso de un filtro sinusoidal (filtro du/dt).

Cómo confirmar: Desconectar el cable del VFD y del motor. Medir la resistencia de cada hilera respecto a tierra con un megóhmetro a 1000 V durante 1 minuto. Los valores por debajo de 1 MOm confirman claramente un fallo de aislamiento.

¿Qué daño ocasiona?: Activación de los automáticos de protección, quema de los sensores de corriente (Hall sensors) dentro del VFD, destrucción completa de la plataforma de potencia del dispositivo al intentar encenderlo repetidamente.

8. Procedimientos paso a paso de solución de problemas

8.1. Restauración después de un error de sobrecarga de corriente (OC)

1. Ejecute el procedimiento LOTO (sección 2).
2. Desconecte los cables de potencia de las terminales U, V, W del convertidor.
3. Utilizando un multímetro en modo de prueba de diodos, mida la caída de voltaje: el cable rojo en la terminal +DC, el negro sucesivamente en U, V, W (valor esperado: 0.35–0.50 V). Luego, el cable negro en -DC, el rojo sucesivamente en U, V, W (valor esperado: 0.35–0.50 V). Si se registra 0.00 V (cortocircuito) o OL (abierta) — reemplace el módulo IPM/IGBT de potencia.
4. Verifique la resistencia de aislamiento del motor y del cable. Si la resistencia > 10 MOhm, vaya al ajuste de parámetros VFD.
5. Aumente el tiempo de aceleración (Acceleration time) en los parámetros del motor desde el valor actual (por ejemplo, 3.0 s) hasta seguro (por ejemplo, 7.5–10.0 s).
6. Active el motor en el modo de control manual (Jog) y verifique la corriente bajo carga utilizando pinzas amperimétricas (la corriente de trabajo no debe exceder la corriente nominal del motor, indicada en la placa de características, multiplicada por el factor 1.05).

8.2. Eliminación del problema de sobretensión (OV) y ajuste del frenado

1. Ejecute el procedimiento LOTO.
2. Mida el valor de resistencia activa del resistor de freno con un multímetro. Compara el valor obtenido con el nominal indicado en la placa del resistor (desviación permitida ±10%). Si la resistencia es igual a infinito (cortocircuito), reemplace el resistor de freno.
3. Verifique la integridad del transistor de freno (Chopper): mida la resistencia entre las terminales +DC y BR. La norma en estado apagado es una alta resistencia (megaohmios). Un cortocircuito indica un fallo del transistor.
4. Aumente el tiempo de frenado (Deceleration time) en los parámetros del VFD de 2.0 s a 5.0 s.
5. Verifique la configuración del nivel de activación del transistor de freno (normalmente se establece en el rango de 700–720 V DC para la red de 400 V AC).
6. Realice una prueba de funcionamiento y asegúrese de que no haya error OV al detener el mecanismo.

9. Medidas de prevención

10. Partes de repuesto y componentes

Para la selección de repuestos originales y componentes para maquinaria industrial visite Catálogo electrónico UNITEC-D.

11. Referencias normativas

• DSTU EN 61800-5-1:2015 — Sistemas de accionamientos eléctricos de potencia con velocidad regulable. Parte 5-1. Requisitos de seguridad. Eléctricos, térmicos y energéticos.
• EN 60204-1 — Seguridad de las máquinas. Equipos eléctricos de máquinas industriales. Parte 1. Requisitos generales.
• ISO 13849-1 — Seguridad de las máquinas. Componente del sistema de control relacionado con la seguridad.
• NPAOP 40.1.1-1.21 — Normas de seguridad durante la explotación de instalaciones eléctricas de los consumidores.

Introducción

Las empresas industriales de Ucrania enfrentan un crecimiento constante en el costo de los combustibles y exigencias estrictas en cuanto a la eficiencia energética. La mayoría de las líneas tecnológicas construidas en el siglo pasado aún utilizan accionamientos con velocidad de giro fija. Las bombas, ventiladores y soplantes suelen controlarse mediante válvulas de estrangulamiento o válvulas. Este método de regulación de la productividad es ineficiente desde el punto de vista mecánico y termodinámico.

De acuerdo con los requisitos de las normas de la serie ISO 50001 (Sistemas de gestión energética) y las normas de la UE sobre diseño ecológico, la modernización del parque de accionamientos es un paso crítico para reducir la huella de carbono y los costos operativos. El equipo obsoleto genera corrientes de arranque excesivas, lo que causa golpes mecánicos en los reductores, desgaste de los rodamientos y paradas de emergencia frecuentes. La implementación de accionamientos con frecuencia variable (VFD) resuelve estos problemas, garantizando un arranque suave, un control preciso de los parámetros tecnológicos y una ahorro significativo de energía eléctrica.

Evaluación del sistema obsoleto

Antes de tomar la decisión de modernizar es necesario realizar un auditorio detallado del equipo existente. El argumento "el equipo antiguo aún funciona" suele conducir a pérdidas ocultas debido a altos costos de energía eléctrica y frecuentes reparaciones. En la tabla a continuación se muestran los criterios clave para evaluar la eficacia de los sistemas existentes.

Alternativas modernas y comparación tecnológica

La sustitución de los convertidores de tiristores o arrancadores directos por convertidores de frecuencia modernos permite optimizar el funcionamiento de los motores eléctricos. Como componente básico para la modernización de sistemas de transmisión de potencia media (por ejemplo, estaciones de bombas de agua o ventilación de cementos), UNITEC-D recomienda utilizar el equipo moderno, incluyendo convertidores de frecuencia de la serie Danfoss (o dispositivos similares de alta fiabilidad, como el módulo original DANFOSS 50026287).

Cálculo detallado de la rentabilidad (ROI)

Consideremos un ejemplo real de cálculo de la eficiencia económica para una estación de bombas con motor asincrónico de 110 kW, que funciona 6 000 horas al año (2 turnos). El tarifa promedio de energía eléctrica para empresas industriales en Ucrania es de aproximadamente 6.50 грн/кВт·год (con IVA y servicios de distribución).

• Potencia del motor: $P = 110 ext{ кВт}$
• Tiempo de trabajo: $T = 6000 ext{ h/año}$
• Costo de la energía eléctrica: $C = 6,50 ext{ грн/кВт}\cdot ext{год}$
• Consumo medio antes de la modernización (reducción): $95 ext{ kW}$ (por pérdidas en la válvula)
• Consumo medio después de la instalación del VFD y optimización de velocidad: $60 ext{ кВт}$
• Ahorro anual de energía: $(95 - 60) \times 6000 = 210\,000 \text{ кВт}\cdot\text{год}$
• Ahorro anual en valor monetario: $210\,000 \times 6.50 = 1\,365\,000 \text{ грн}$

Inversiones capitales del proyecto (incluyendo el suministro del componente DANFOSS 50026287, válvulas, trabajos de proyecto y montaje) ascienden aproximadamente a 680 000 грн. El periodo de recuperación simple ($Payback Period$) es:

680 000 / 1 365 000 = 0,5 año (alrededor de 6 meses)

Carta de implementación

Para minimizar la interrupción del proceso productivo, la modernización debe realizarse según un plan claro:

1. Auditoría y ingeniería (Semanas 1-2): Medición de cargas reales mediante registradores de potencia, verificación del estado de aislamiento de las bobinas del motor según el estándar IEC 60034-15 (soporte de tensiones pulsantes de VFD).
2. Compra y logística (Semanas 3-4): Pedido de los componentes necesarios. UNITEC-D proporciona un suministro inmediato de repuestos originales desde almacenes europeos directamente al lugar de trabajo en Ucrania.
3. Montaje previo (Durante el mantenimiento programado, 1 día): Instalación de la panel de control con convertidor de frecuencia cerca del motor existente, trazado de cables blindados según EN 60204-1.
4. Comisionamiento y integración en SGC (1 salida original): Conexión a PLC mediante protocolos Profibus o Modbus, configuración de reguladores PID, prueba de protecciones.

Desafíos técnicos y vías de su resolución

Durante la integración del control de frecuencia en sistemas antiguos surgen problemas ingenieriles específicos:

«La principal falla al pasar a VFD — conectar motores eléctricos antiguos sin considerar la degradación de la aislación. La alta velocidad de subida del frente de los impulsos de voltaje ($du/dt$) de los transistores IGBT puede perforar la aislación entre bobinas del motor antiguo.»

Solución: En la salida del convertidor de frecuencia se instalan obligatoriamente filtros $du/dt$ o filtros sinusoidales, si la longitud del cable supera los 50 metros. También se verifica la presencia de cojinetes aislados o escobillas para eliminar los corrientes capacitivas del eje, lo que previene la erosión electroquímica de las crestas de rodadura.

Caso práctico (Case study)

Objeto: Complejo minero-moliendo, sistema de ventilación extractora del edificio principal.

Problema: Motor asincrónico de 160 kW funcionaba con rendimiento constante. El control de la cantidad de aire se realizaba mediante un diafragma, lo que provocaba vibraciones en los conductos, destrucción de las estructuras de soporte y un nivel alto de ruido.

Medidas tomadas: Se realizó la sustitución del arrancador por un bloque de control moderno basado en componentes Danfoss. Se integró un sensor de caída de presión para el mantenimiento automático de la tracción.

Resultados:

• Reducción del consumo de energía eléctrica en un 38 %.
• Reducción del nivel de ruido en el taller en 12 dB.
• Aumento del MTBF del conjunto motriz en 2.4 veces gracias a la ausencia de cargas de impacto al arranque.

Comisión y validación

Después de finalizar las obras de montaje se realizan pruebas según los estándares DSTU EN 60204-1 y ISO 10816 (control vibracional). Se verifican los parámetros de funcionamiento de las protecciones contra sobrecarga, interrupción de fase y bloqueo del rotor. Se elabora un protocolo de pruebas y se actualiza la documentación técnica.

Conclusión

La transición de sistemas de accionamiento no regulados a sistemas regulados por frecuencia mediante componentes probados (como DANFOSS 50026287) es un paso económicamente justificado para la industria ucraniana. La rentabilidad de las inversiones suele alcanzar entre 6 y 12 meses, al tiempo que se incrementa significativamente la fiabilidad del equipo tecnológico.

Para la selección de componentes compatibles, válvulas de seguridad y sistemas de automatización, invitamos a visitar UNITEC-D Catálogo Electrónico, donde se presenta el completo catálogo de equipo industrial certificado.

Base normativa y referencias

• DSТU EN 60204-1:2015 Seguridad de las máquinas. Electroequipo de máquinas industriales.
• ISO 50001:2018 Sistemas de gestión energética. Requisitos y normas sobre aplicación.
• IEC 60034-30-1 Clases de eficiencia energética de motores asincrónicos (códigos IE).
• Documentación técnica y manuales de migración de fabricantes de equipos de transmisión (Danfoss Drives Application Manuals).

1. Descripción y alcance del problema.

Esta es una guía para diagnosticar errores aleatorios como errores de corriente, sobretensión, tierra y comunicación en variadores de frecuencia industriales (VFD). Estos problemas pueden ocurrir en varios tipos de equipos, incluidas bombas, compresores, ventiladores y motores eléctricos utilizados en procesos industriales. Dependiendo de la gravedad, estos errores pueden ser críticos (apagado del equipo), medios (rendimiento reducido) o menores (apagado intermitente).

2. Seguridad

Cualquier reparación o diagnóstico del VFD se debe realizar después de que se haya cortado completamente el suministro de energía y se haya aplicado el sistema de bloqueo/etiquetado.

Utilice equipo de protección (por ejemplo, guantes de trabajo, gafas protectoras, guantes de seguridad). Cuando trabaje con alto voltaje, utilice dispositivos de medición eléctrica con alta precisión y clasificación adecuada.

3. Se requieren herramientas de diagnóstico

4. Primera evaluación

5. Diagnóstico sistemático

1. Síntoma: flujo de corriente
   1. Diagnóstico: Mida la corriente en el VFD en modo de ejecución.
      • Alarma: > 150 % de la corriente nominal
      • Permitir: 100-150% de la corriente nominal
   2. Causas:
      1. Aumento de carga (muy probable)
         • Compruebe la carga real y compárela con la nominal.
         • Mida la resistencia del devanado del motor.
      2. Error de software
         • Compruebe la configuración del VFD.
         • Verifique los parámetros de entrada.
   3. Solución:
      1. Reduzca la carga o elija un VFD con más potencia.
      2. Verifique y corrija la configuración del software.
      3. Mida la resistencia del devanado del motor y corríjala si no cumple con las normas.
2. Síntoma: sobretensión
   1. Diagnóstico: Mida el voltaje en los devanados de entrada/salida del VFD.
      • Alarma: > 110% del voltaje nominal
      • Permitir: 90-110% de la tensión nominal
   2. Causas:
      1. Alto voltaje (muy probable)
         • Compruebe la red de entrada y mida el voltaje.
         • Revisar filtros y estranguladores.
      2. Error de software
         • Compruebe la configuración del VFD.
         • Verifique los parámetros de entrada.
   3. Solución:
      1. Instale filtros adicionales o utilice un acelerador.
      2. Verifique y corrija la configuración del software.
      3. Verifique la red de entrada y corríjala si no cumple.
3. Síntoma: Tierra
   1. Diagnóstico: Mida la resistencia y el voltaje de tierra.
      • Alarma: > 0,1 ohmios
      • Supongamos: < 0,1 ohmios
   2. Causas:
      1. Conexión a tierra deficiente (muy probable)
         • Compruebe la conexión a tierra en el VFD y el equipo.
         • Mida la resistencia de tierra.
      2. Error de software
         • Compruebe la configuración del VFD.
         • Verifique los parámetros de entrada.
   3. Solución:
      1. Instale un sistema de conexión a tierra adecuado.
      2. Verifique y corrija la configuración del software.
      3. Mida la resistencia a tierra y corríjala si no cumple.
4. Síntoma: Error de comunicación
   1. Diagnóstico: Mida el voltaje y la resistencia en el bus de comunicación.
      • Alarma: > 5V
      • Permitir: < 5V
   2. Causas:
      1. Error de software (muy probable)
         • Compruebe la configuración del VFD.
         • Verifique los parámetros de entrada.
      2. Infracción física
         • Comprueba el bus de comunicación y los contactos.
         • Mida la resistencia en el bus de comunicación.
   3. Solución:
      1. Compruebe y corrija la configuración del software.
      2. Revisar el bus de comunicación y corregir perturbaciones físicas.
      3. Mida la resistencia en el bus de comunicación y corríjala si no cumple con los estándares.

6. Matriz de causas de errores

7. Análisis de las causas fundamentales

1. Aumento de carga
   • Motivo: Una carga excesiva en el motor puede provocar una sobrecorriente.
   • Diagnóstico: Mida la corriente en el VFD y compárela con la nominal.
   • Efecto superficial: Si no se corrige, se puede producir sobrecalentamiento del motor o daños en el devanado.
2. Aumento de voltaje
   • Causa: Los parámetros incorrectos de la red de entrada pueden provocar sobretensión.
   • Diagnóstico: Mida el voltaje en los devanados de entrada/salida del VFD.
   • Efecto de superficie: Si no se corrige, se puede producir sobrecalentamiento del VFD o rotura de componentes.
3. Conexión a tierra deficiente
   • Motivo: Una conexión a tierra de protección inadecuada puede provocar una conexión a tierra.
   • Diagnóstico: Mida la resistencia a tierra y compárela con la permitida.
   • Efecto de superficie: Si no se corrige, se puede producir un circuito eléctrico, un golpe de gracia o un peligro para la seguridad.
4. Error de software
   • Motivo: Los ajustes o la configuración incorrecta del VFD pueden provocar errores de comunicación.
   • Diagnóstico: Verifique la configuración del VFD y compárela con la documentación.
   • Efecto de superficie: Si no se corrige, se puede producir una mala gestión o daños en los componentes.

8. Procedimientos de corrección paso a paso

1. Flujo actual
   1. Reduzca la carga o seleccione VFD de mayor clasificación.
   2. Verifique y corrija la configuración del software.
   3. Mida la resistencia del devanado del motor y corríjala si no cumple con las normas.
2. Sobretensión
   1. Instale filtros adicionales o utilice un estrangulador.
   2. Verifique y corrija la configuración del software.
   3. Verifique la red de entrada y corríjala si no cumple.
3. Conexión a tierra
   1. Instale un sistema de conexión a tierra adecuado.
   2. Verifique y corrija la configuración del software.
   3. Mida la resistencia a tierra y corríjala si no cumple.
4. Error de comunicación
   1. Compruebe y corrija la configuración del software.
   2. Revisar el bus de comunicación y corregir perturbaciones físicas.
   3. Mida la resistencia en el bus de comunicación y corríjala si no cumple con los estándares.

9. Medidas preventivas

10. Repuestos y componentes

Consulte https://www.unitecd.com/e-catalog/ para obtener información completa sobre las piezas.

11. Enlaces

• DSTU 2444-96: Dispositivos eléctricos para producción.
• EN 50110: Seguridad de las obras eléctricas
• ISO 14224: sistemas de propulsión eléctricos
• Documentación técnica UNITEC-D
• Documentación original del fabricante del VFD.

Introducción: síntoma de explosión, que causa investigación

Durante el mantenimiento técnico regular de la empresa que produce en el área de Donets, se detectó un fallo en el soporte del bomba FIBRO 0676221. El fallo se produjo como resultado del daño en el soporte, lo que provocó el fallo del rotor y la parada de la producción. El fallo se caracterizó por un nivel alto de ruido, un modo de temperatura más elevado y vibraciones que superaban los valores permitidos. Durante la inspección se detectaron irregularidades por electroerosión en la superficie del soporte, lo que indicaba la influencia de corrientes inducidas por convertidores de frecuencia (VFD).

Visión del componente: función, lugar de ubicación, condiciones de operación

FIBRO 0676221 es una bomba rotativa con soportes, utilizada en sistemas de transporte de líquidos con alta humedad. Los soportes están instalados en el eje de la bomba, que gira a una frecuencia hasta 1500 rpm. La temperatura de trabajo alrededor de los soportes no excede los 85 °C, y la explosión en caso de uso incorrecto de VFD puede llevar a un aumento de temperatura hasta 120 °C. La vibración dentro de los límites permitidos debe ser menor a 4,5 mm/seg, pero en el momento de la explosión superó los 8,2 mm/seg.

Evidencia de explosión: lo que ve el técnico (fotos, mediciones, datos de vibración)

Durante la inspección se encontraron las siguientes señales de explosión:

• Textura electroerosiva en la superficie de los soportes, que indica la influencia de corrientes.
• Nivel alto de ruido (hasta 90 dB), que indica perturbaciones vibratorias.
• Temperatura más alta en la zona de suspensión (112 °C) en comparación con la nominal (85 °C).
• Vibración fue superior al valor permitido (8,2 mm/seg) en un 40 %.
• Microfisuras en la superficie de los soportes, que indica tensiones mecánicas.

Sistema de medición de vibración (VIBRO-3000) mostró un nivel alto de vibración en el rango de 1–10 kHz, lo que indica una falla en los amortiguadores.

Investigación de las causas del explosión: análisis sistemático (5 Whys, Ishikawa, o árbol de fallos)

Para determinar las causas de la explosión se utilizó el método 5 Whys:

1. ¿Por qué ocurrió la explosión? — Debido al efecto de los corrientes inducidas por el VFD en las suspensiones.
2. ¿Por qué se inducen corrientes? — debido a una alta velocidad de rotación y a la elección incorrecta de aislamiento.
3. ¿Por qué fue incorrecta la selección de aislamiento? — debido a la ausencia de una instrucción adecuada para el uso del VFD.
4. ¿Por qué no hubo instrucción adecuada? — debido a la insuficiente formación técnica del personal de mantenimiento.
5. ¿Por qué no se llevó a cabo el entrenamiento técnico? — debido a la ausencia de requisitos obligatorios en el estándar DSTU 1859-96.

Otros métodos, como Ishikawa, mostraron que la causa principal de la explosión fue la ausencia de aislamiento en los soportes, lo que provocó la generación de corrientes.

Definición de causas de explosión: causas ordenadas con probabilidad y pruebas soportantes

A continuación se presenta la lista de causas de explosión, ordenada por probabilidad:

1. Ausencia de aislamiento en las suspensiones (probabilidad: 75 %). Las suspensiones no estuvieron adecuadamente aisladas, lo que provocó la generación de corrientes.
2. Selección incorrecta de VFD (probabilidad: 20 %). Uso de VFD con nivel insuficiente de aislamiento.
3. Formación técnica insuficiente (probabilidad: 5 %). No cumplimiento de los estándares DSTU 1859-96 por parte del personal.

Evidencia son la detección de rugosidades de erosión eléctrica, alta temperatura y vibración.

Acciones correctivas: corrección inmediata + prevención a largo plazo para cada causa

A continuación se muestran las acciones correctivas para cada explosión definida:

1. Ausencia de aislamiento — acción inmediata: instalación de capas de aislamiento en los soportes. Prevención a largo plazo: uso de soportes conforme al estándar EN 13445.
2. Selección incorrecta de VFD — corrección inmediata: sustitución del VFD con nivel de aislamiento elevado. Prevención a largo plazo: uso de VFD conforme al estándar IEC 61800-5.
3. Formación técnica insuficiente — acción inmediata: realización de formaciones obligatorias para el personal. Prevención a largo plazo: utilización de material de formación técnica conforme al estándar DSTU 1859-96.

Diagnóstico rápido: 12 puntos para el técnico en modo móvil

1. Verifique la vibración con VIBRO-3000. Nivel permitido — menos de 4,5 mm/seg.
2. Mida la temperatura en la zona de suspensión. Temperatura permitida — hasta 85 °C.
3. Verifique la ausencia de rugosidades por erosión eléctrica en los soportes.
4. Verifique la conformidad de la aislación con el estándar EN 13445.
5. Verifique la selección del VFD mediante IEC 61800-5.
6. Realice un análisis de vibración en el rango de 1–10 kHz.
7. Verifique la conformidad del entrenamiento técnico con DSTU 1859-96.
8. Mida el nivel de ruido. Nivel permitido — hasta 85 dB.
9. Verifique la correspondencia de las tensiones variables con el estándar EN 50112.
10. Mida el nivel de resistencia en los soportes. Nivel permitido — más de 1 MOм.
11. Verifique la conformidad de los soportes con el estándar ISO 14214.
12. Use el banco de pruebas para determinar el impacto del VFD en la suspensión.
13. Registre los resultados en el sistema de servicio.
14. Ejecute las acciones correspondientes según los resultados.

Estrategia preventiva: intervalos de mantenimiento, monitoreo del estado, mejora del proyecto

Para prevenir explosiones similares es necesario:

• Виконувати регулярне обслуговування кожні 1500 годин роботи.
• Utilizar el monitoreo del estado mediante sensores de vibración y temperatura.
• Realizar formación técnica para el personal, según DSTU 1859-96.
• Elegir amortiguadores con alto nivel de aislamiento, según EN 13445.
• Використовувати VFD, відповідні до IEC 61800-5.
• Realizar el análisis de rugosidad electroerosiva en suspensores.
• Utilizar los medios adecuados para medir el nivel de resistencia en los soportes.

Conclusión con llamado al catálogo UNITEC-D E-Catalog

Durante el mantenimiento de la producción en Ucrania es importante considerar los riesgos asociados al uso de VFD. Una explosión de colgadores puede provocar grandes pérdidas, por lo tanto, es necesario realizar un mantenimiento regular, utilizar los estándares adecuados y realizar capacitación técnica. Para obtener componentes que cumplan con los estándares EN 13445, IEC 61800-5 y DSTU 1859-96, visite el catálogo en línea UNITEC-D.

CATÁLOGO E-CATALOGO UNITEC-D

Lista de estándares utilizados y recomendaciones

1. DSTU 1859-96 — Requisitos para el entrenamiento técnico.
2. EN 13445 — Requisitos para suspensores.
3. IEC 61800-5 — Requisitos para VFD.
4. ISO 14214 — Requisitos para la medición de vibración.
5. EN 50112 — Requisitos para tensiones variables.
6. VIBRO-3000 — Medidor de vibración.
7. UNITEC-D — Información sobre componentes.

1. Descripción del problema y alcance

Este guía está destinada al diagnóstico sistemático y corrección de errores de un dispositivo industrial intermedio (VFD), especialmente: sobrecarga, sobretensión, conexión a tierra y errores de comunicación. Cubre dispositivos industriales utilizados en la producción especializada automotriz, ingeniería de climatización, industria alimentaria, industria química y sector energético. Los errores se clasifican como críticos y de importancia media, según su impacto en el proceso productivo.

2. Seguridad y medidas

Utilice el PPE adecuado (medios de protección): guantes de trabajo, gafas, protegiendo la cabeza y las partes expuestas del cuerpo. Antes de realizar cualquier acción diagnóstica, bloquee las líneas eléctricas y coloque señales «No encender».

Advertencia: Desconecte la alimentación y desconecte las conexiones antes de realizar cualquier procedimiento de diagnóstico, para evitar riesgos.

3. Herramientas diagnósticas necesarias

4. Primer examen antes de la diagnóstico

5. Esquema diagnóstico sistemático

1. Síntoma: Parpadeo continuo del VFD
   1. Verifique la tensión de entrada (mida entre fases y neutro)
   2. Si la tensión de entrada está en condiciones normales, verifique la corriente de alimentación de salida
   3. Si la corriente está en condiciones normales, verifique la vibración del motor
   4. Si la vibración está en condiciones normales, verifique la temperatura del motor
2. Síntoma: Error de conexión a tierra
   1. Mida la resistencia de tierra entre el carcasa del VFD y la tierra
   2. Si la resistencia excede los 10 Ω, realice la puesta a tierra
   3. Si la resistencia está en condiciones normales, verifique las conexiones eléctricas
   4. Si la conexión está en orden, verifique la aislación de los cables
3. Síntoma: Error de comunicación
   1. Verifique las conexiones de los cables de comunicación
   2. Si la conexión está en orden, verifique la impedancia de los cables
   3. Si el impedancia está en condiciones normales, verifique la presencia de ruidos en la red
   4. Si no hay ruidos, revise el VFD

6. Matriz de causas y síntomas

7. Análisis de las causas raíz

7.1 Sobrecarga

La sobrecarga del VFD puede ser causada por un mal ajuste o una incorrecta operación del motor. Un mal ajuste puede provocar un exceso de corriente nominal. Una incorrecta operación del motor puede causar una mayor vibración o temperatura, lo que conduce a una sobrecarga.

Para confirmar esta causa, revise las configuraciones del VFD y compárelas con los valores nominales del motor. Mida la vibración y la temperatura del motor. Si los valores superan los permitidos, esto confirma la causa raíz.

7.2 Sobretensión

La sobretensión puede ser causada por un suministro incorrecto o una incorrecta operación de los filtros. Un suministro incorrecto puede provocar una tensión de entrada más alta. Una incorrecta operación de los filtros puede provocar la ausencia de filtración, lo que conduce a la sobretensión.

Para confirmar esta causa, verifique la tensión de entrada y el estado de los filtros. Si la tensión es superior a 450 V o el filtro está bloqueado, esto confirma la causa raíz.

7.3 Puesta a tierra

El puesta a tierra puede ser causada por un puesta a tierra incorrecta o conexiones incorrectas. Una puesta a tierra incorrecta puede provocar una resistencia más alta, lo que causa puesta a tierra. Las conexiones incorrectas pueden causar un corte o corrosión.

Para confirmar esta causa, mida la resistencia de tierra y verifique las conexiones de los cables. Si la resistencia es mayor de 10 Ohm o hay un cortocircuito, esto confirma la causa raíz.

7.4 Error de comunicación

Error de comunicación puede ser causado por una conexión incorrecta o un impedancia incorrecta de los cables. Una conexión incorrecta puede llevar a un corte o corrosión. Un impedancia incorrecto puede llevar a una mayor resistencia, lo que causa un error de comunicación.

Para confirmar esta causa, verifique las conexiones de los cables y mida el impedancia. Si hay un cortocircuito o el impedancia es superior a 100 Ohm, esto confirma la causa raíz.

8. Procedimientos de corrección por pasos

8.1 Sobrecarga

1. Verifique las configuraciones del VFD y compárelas con los valores nominales del motor.
2. Si las configuraciones están incorrectas, corrija las mismas utilizando el aplicativo VFD.
3. Mida la vibración del motor. Si la vibración es superior a 4.5 mm/s, realice el balanceo.
4. Mida la temperatura del motor. Si la temperatura es mayor de 95°C, realice el enfriamiento.
5. Después de la corrección, verifique la VFD en cuanto a su funcionamiento.

8.2 Sobretensión

1. Verifique la tensión de entrada. Si es superior a 450 V, desconecte la alimentación.
2. Realice la verificación de los filtros. Si el filtro está bloqueado o obstruido, reemplácelo.
3. Mida nuevamente la tensión de entrada. Si la tensión está en condiciones normales, encienda la alimentación.
4. Verifique el VFD en cuanto a su funcionamiento.

8.3 Puesta a tierra

1. Mida la resistencia de tierra. Si la resistencia es mayor de 10 Ohm, realice la puesta a tierra.
2. Verifique las conexiones de los cables. Si hay ruptura o corrosión, restaure la conexión.
3. Mida el valor de resistencia de tierra nuevamente. Si la resistencia está dentro del rango normal, encienda la alimentación.
4. Verifique el VFD en cuanto a su funcionamiento.

8.4 Error de comunicación

1. Verifique las conexiones de los cables. Si hay ruptura o corrosión, restaure la conexión.
2. Mida el impedancia de los cables. Si el impedancia es superior a 100 Ohm, reemplace el cable.
3. Verifique el software VFD. Si hay errores, restaure el software.
4. Verifique el VFD en cuanto a su funcionamiento.

9. Métodos de prevención

10. Partes y componentes sustituibles

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11. Referencia

• DSTU 2181:1999 – Requisitos para el equipo eléctrico
• EN 60034-2-1:2007 – Requisitos para motores eléctricos
• ISO 14224:2012 – Diagnóstico de sistemas eléctricos
• CE y certificación UkrSEPRO
• Instrucciones originales del fabricante
• Guías adicionales UNITEC-D

1. Objeto y ámbito de aplicación

Esta guía práctica se realiza para realizar comprobaciones previas a la seguridad, limpieza de ventiladores, comprobaciones de condensadores y actualizaciones de firmware en variadores de frecuencia (VFD) industriales. El protocolo se realiza una vez cada 6 meses o después de 1000 horas de funcionamiento. Está destinado al funcionamiento en condiciones de producción ucraniana y cumple con las normas DSTU, EN, ISO y CE, UkrSEPRO.

2. Medidas de seguridad preliminares

Вимкніть живлення та виконайте lockout/tagout перед початком будь-яких робіт.

Utilice guantes aislantes, gafas protectoras, armario protector y protección adecuada contra descargas eléctricas.

No realice trabajos en elementos vivos. Cuando utilice soluciones químicas, utilice una máscara de aire y equipo de protección adicional.

3. Herramientas de diagnóstico necesarias

4. Evaluación inicial

5. Flujo de diagnóstico sistemático

Систематичний діагностичний потік забезпечує структурований підхід до виявлення та вирішення проблем. Виконуйте кожен етап у порядку, щоб забезпечити повну оцінку стану системи.

• Перевірка стану живлення та з’єднань
• Огляд вентилятора та конденсаторів на відсутність фізичних пошкоджень
• Medición de la temperatura de los componentes.
• Перевірка фірмвару на наявність оновлень
• Запуск системи у тестовому режимі

6. Matriz de causas de defectos

Матриця причин вад допомагає швидко визначити можливі причини виникнення вад. Використовуйте її для швидкого пошуку проблеми.

7. Аналіз кореневої причини для кожної вади

Аналіз кореневої причини дозволяє визначити основну причину виникнення вади, щоб уникнути повторного виникнення.

• Повреждення конденсаторів: висока температура, волога середовище, неправильне використання
• Забруднення вентилятора: недостатня очистка, висока вологість, неправильна вентиляція
• Неправильна налаштування фірмвару: неправильне оновлення, відсутність знань, неправильна конфігурація

8. Послідовність процедур для вирішення вад

Послідовність процедур для вирішення вад забезпечує ефективне та безпечне виконання робіт.

1. Виконайте вимкнення живлення та підтвердьте lockout/tagout
2. Виконайте очищення вентилятора та конденсаторів
3. Перевірте стан конденсаторів та замініть при необхідності
4. Оновіть фірмвар за потрібною версією
5. Підключіть живлення та запустіть систему у тестовому режимі
6. Перевірте роботу системи на наявність вад

9. Redes de prevención

Застосування регулярних мереж запобігання допомагає зменшити ризик виникнення вад та забезпечує довговічність обладнання.

• Регулярна перевірка стану конденсаторів та вентилятора
• Очищення обладнання у встановлений термін
• Запуск тестового режиму після оновлення фірмвару
• Навчання персоналу з техніки безпеки та обслуговування
• Використання відповідних засобів індивідуального захисту

10. Repuestos y componentes

Для ефективного обслуговування та відновлення обладнання необхідно мати доступ до відповідних запасних частин та компонентів.

• Конденсатори
• Вентилятори
• Модульні плати
• Захисні елементи
• Кабелі та з’єднувальні елементи

11. Enlaces

Наведені нижче посилання вказують на додаткові джерела інформації, які можуть бути корисними для обслуговування та використання обладнання.

• Каталог технічних характеристик обладнання
• Інструкція з експлуатації та обслуговування
• Документація з оновлення фірмвару
• Посібник з техніки безпеки
• Контактна інформація технічної підтримки

1. Descripción y alcance del problema.

Esta guía es para depurar errores de VFD (variador de frecuencia) y apagados inadecuados, como sobrecarga, sobretensión, falla a tierra y errores de comunicación. Responde a casos en los que el dispositivo no puede funcionar de forma estable, está desactivado debido a protecciones integradas o muestra mensajes ilegales. Los errores de VFD pueden ocurrir en varios tipos de equipos: motores eléctricos, bombas, compresores, transportadores. La gravedad del impacto en la producción se clasifica como crítica, ya que el paro podría provocar paradas de línea o daños en los equipos.

2. Medidas preventivas

Equipo de protección: se deben utilizar guantes aislantes, gafas protectoras y protección contra descargas eléctricas al depurar el VFD. Apagado de protección: realice el procedimiento de bloqueo/etiquetado antes de la depuración. Conservación de energía: apague la alimentación y luego desconecte la alimentación del subsistema.

3. Herramientas necesarias para el diagnóstico

4. Primera revisión

5. Diagrama sistemático de diagnóstico.

1. Error: Sobrecarga
   1. Compruebe el valor actual con un multímetro
   2. Si la corriente excede el 150% de la corriente nominal, verifique las conexiones y espacios libres.
   3. Si la corriente está dentro de los límites normales, verifique la configuración del VFD.
2. Error: sobretensión
   1. Compruebe la alimentación en los terminales de entrada
   2. Si la tensión supera los 450 V, comprobar los filtros y el aislamiento.
   3. Si el voltaje está dentro de los límites, verifique la configuración del VFD
3. Error: Tierra
   1. Mida la resistencia a tierra
   2. Si la resistencia es inferior a 10 ohmios, verifique la conexión a tierra.
   3. Si la resistencia está dentro de los límites, verifique la configuración del VFD
4. Error: Error de comunicación
   1. Compruebe el cable de comunicación y su conexión
   2. Si el cable cumple con los requisitos, verifique la configuración del protocolo.
   3. Si la configuración es correcta, verifique la conexión al servidor de servicios virtuales.

6. Matriz de ocurrencia de defectos

7. Análisis de las causas fundamentales

7.1. sobrecarga

Se produce una sobrecarga cuando la corriente medida en el VFD excede el valor nominal. Esto podría deberse a una conexión incorrecta del equipo o a desviaciones en la configuración del VFD. Si no se corrige, esto podría dañar los devanados del motor o provocar que el VFD se apague.

7.2. Sobre voltaje

El sobrevoltaje ocurre cuando el suministro excede el nivel permitido. Esto puede deberse a la ausencia de un filtro, una conexión a tierra incorrecta o desviaciones en el suministro de energía. Si no se corrige, pueden ocurrir arcos o daños a los componentes del VFD.

7.3. Puesta a tierra

Una falla a tierra ocurre cuando hay una conexión a tierra inadecuada o configuraciones VFD incorrectas. Esto puede provocar la formación de arcos o un apagado inadecuado del VFD. Si no se corrige, esto podría causar daños al equipo o su parada.

7.4. Error de comunicación

Un error de comunicación ocurre cuando hay un problema con la configuración del cable o del protocolo. Esto puede hacer que el VFD pierda el control o se apague. Si no se corrige, esto puede provocar un mal funcionamiento del equipo.

8. Procedimiento de reparación paso a paso

8.1. sobrecarga

1. Mide la corriente con un multímetro.
2. Si la corriente excede el 150% de la corriente nominal, verifique la conexión.
3. Consultar espacios libres y distancias.
4. Configure el VFD en la configuración correcta
5. Verifique la corriente después de la corrección.

8.2. Sobre voltaje

1. Mida el voltaje de entrada
2. Si la tensión supera los 450 V, comprobar los filtros.
3. Aplicar filtros o espaciadores
4. Configure el VFD en la configuración correcta
5. Verifique el voltaje después de la corrección.

8.3. Puesta a tierra

1. Mida la resistencia de tierra
2. Si la resistencia es inferior a 10 ohmios, verifique la conexión a tierra.
3. Establecer una conexión a tierra adecuada
4. Configure el VFD en la configuración correcta
5. Verifique la resistencia del suelo después de la corrección.

8.4. Error de comunicación

1. Verifique el cable de comunicación
2. Si el cable está dañado, reemplácelo
3. Establezca la configuración de protocolo correcta
4. Comprueba la conexión con el servidor.
5. Pruebe la conexión después de la reparación

9. Medidas preventivas

10. Piezas y componentes de repuesto

Vaya al catálogo de UNITEC-D para solicitar los componentes necesarios

11. Enlaces

• DSTU 3023-96 - Normas para dispositivos eléctricos
• EN 50112 - Estándares para la depuración de sistemas eléctricos
• ISO 12100 - Seguridad de hardware
• CE – Certificación para dispositivos
• UkrSEPRO – Certificación para la producción industrial ucraniana
• Documentación original del fabricante: para obtener información adicional