caracterizaci´on del envejecimiento de los aislantes en m´aquinas ...

Capítulo 1
Introducción
Gran parte de la energía generada en el mundo es consumida por motores eléctricos
de diversos tamaños y configuraciones (alta, media y baja tensión, tanto AC como
DC). Durante años, cuando era necesario controlar la velocidad de giro del motor
en aplicaciones de baja tensión, se trabajó con motores de corriente continua. Por el
contrario, en aquellas aplicaciones donde la velocidad del motor era fija, se prefería
motores de inducción, debido a su bajo costo, alta eficiencia y pequeña necesidad de
mantenimiento comparados con los motores de continua.
Sin embargo, la disminución del coste de los componentes electrónicos permitió el
desarrollo de los convertidores DC/AC y AC/AC, que permiten variar la amplitud y la
frecuencia de la tensión de alimentación. De este modo, se ha ido generalizando el uso
de controladores de velocidad (ASD, Adjustable Speed Drives) para alimentar motores
de inducción.
Desde entonces, se ha observado que el uso de ASD ha disminuido notablemente
la confiabilidad de los motores, sobre todo desde la aparición de la tecnología IGBT
(Insulated-Gate Bipolar Transistor, o transistor bipolar de puerta aislada), con la que
se obtienen frentes de subida de decenas de KV/µs y frecuencias de repetición de pulso
de hasta 20 kHz. Incluso ha habido casos de fallo de motores a las pocas horas de su
puesta en servicio.
Aunque con el aumento de la frecuencia de conmutación se consigue disminuir el
número de armónicos de baja frecuencia, mejorándose los problemas de vibración del
motor, aumenta el contenido de armónicos de alta frecuencia. Esto afecta a la forma
de onda de alimentación, que además se distorsiona debido a la diferencia entre las
impedancias características del inversor, el cable y el motor. Como consecuencia, se
producen sobretensiones en los devanados del motor que causan descargas parciales,
principal causa del envejecimiento de los aislantes, y sobrecalentamiento de los mismos,
con lo que la vida útil del sistema aislante del motor disminuye notablemente.
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