P1. ¿Existen métodos ampliamente aceptados para cuantificar el grado de daño eléctrico sufrido por un rodamiento?
R1. Sería necesario realizar un análisis de vibraciones y monitorear el espectro a lo largo del tiempo, como se ilustra a la derecha. El análisis de vibraciones también puede, por supuesto, detectar otros tipos de daños. Las estrías causadas por daños eléctricos en rodamientos tienen un perfil vibracional bien conocido. Es decir, bien conocido por los analistas de vibraciones, menos por quienes no son especialistas. Hemos visto seminarios web del Instituto Mobius que hablaron sobre las estrías y señalaron sus características en el espectro vibracional.
Las pruebas de tensión en el eje no son eficaces para determinar la magnitud del daño. Hasta cierto punto, se pueden inferir daños basándose en las tendencias de la tensión máxima en el eje. Si la tensión máxima en el eje disminuye con el tiempo, lo interpretamos como que los fragmentos de metal desprendidos del rodamiento han hecho que la grasa sea más conductora, por lo que la descarga se produce a una tensión en el eje más baja. Sin embargo, esto es menos indicativo del grado de daño que un análisis de vibraciones exhaustivo.
P2. En sus seminarios web, usted comenta que, como regla general, pueden producirse daños por encima de cinco voltios de tensión en el eje. ¿Se refiere a una tensión pico a pico?
A2. No, son 5 V pico. Serían 10 Vpp, que suele preferirse porque muchos osciloscopios lo reportan automáticamente. Por debajo de 5 Vp, aún podrían producirse descargas ocasionales en el rodamiento, pero no serán lo suficientemente energéticas como para causar daños graves durante su vida útil. Teóricamente, descargas de 5 V o menos podrían causar fallas con el tiempo, pero en la práctica, el rodamiento fallará por causas naturales antes de que el daño eléctrico se acumule lo suficiente como para causar una falla por sí solo.
Cabe destacar que la energía liberada durante las descargas de voltaje es proporcional al cuadrado del voltaje. Si se compara el daño causado por diferentes niveles de voltaje en el eje, si el voltaje se duplica, la energía de la descarga se cuadruplica. Por lo tanto, si 10 V causa una unidad de daño, 20 V podrían causar cuatro unidades de daño y 5 V solo una cuarta parte.
P3. ¿Varía la tensión del eje con la velocidad del motor?
R3. Sí, pero no de forma demasiado significativa. La tensión pico del eje será la misma, ya que está determinada por las capacitancias internas del motor (que no cambian) y la tensión de modo común de salida del variador. La tensión de modo común no cambiará en magnitud (altura), ya que su tamaño está determinado por la tensión del bus del variador (que es fija). Sin embargo, cambiará de forma con la velocidad del motor, al igual que la tensión del eje.
Cada vez que un IGBT (interruptor) del variador se activa o desactiva, la tensión de modo común aumenta o disminuye. A diferentes velocidades, estos IGBT pasarán diferentes tiempos en los estados activado y desactivado, y esto determinará la forma (pero no la altura) de la tensión de modo común (y del eje).
No conocemos ninguna evidencia concluyente de que la velocidad del motor influya significativamente en la rapidez con la que se dañan eléctricamente los rodamientos. Sospechamos que las velocidades más bajas pueden ser algo peores para el daño eléctrico que las velocidades más altas, pero no conocemos ninguna prueba y, en cualquier caso, la diferencia es pequeña.