Explicación de los anillos de puesta a tierra del eje: cómo funcionan y por qué su motor necesita uno

1. Una amenaza oculta en los sistemas de accionamiento de motores modernos

Con el uso generalizado de variadores de frecuencia (VFD) e inversores controlados por PWM, los motores eléctricos funcionan de manera más eficiente que nunca. Sin embargo, estos sistemas de accionamiento modernos introducen un problema que a menudo se pasa por alto: el voltaje y la corriente del eje.

Si no se gestiona adecuadamente, este fenómeno eléctrico puede provocar fallas prematuras en los rodamientos, tiempos de inactividad inesperados y mayores costos de mantenimiento, especialmente en motores, bombas, ventiladores, compresores y turbinas eólicas industriales.

Aquí es donde un anillo de puesta a tierra del eje se convierte en un componente crítico de confiabilidad en lugar de un accesorio opcional.

2. Cómo se generan el voltaje y la corriente del eje

En los motores accionados por VFD, la conmutación de alta velocidad de transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) crea un voltaje de modo común de alta frecuencia. Este voltaje se acopla capacitivamente entre:

• Estator y rotor

• Rotor y eje

• Eje y rodamientos

Como resultado, la tensión del eje se acumula en el eje del motor. Una vez que el voltaje excede la rigidez dieléctrica de la película lubricante del rodamiento, se descarga abruptamente en forma de corriente del eje.

Esta descarga no se produce suavemente: se comporta como un rayo microscópico.

3. Ruta de daño de los rodamientos: mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

Cuando la corriente del eje pasa a través de los cojinetes del motor, se produce el mecanizado por descarga eléctrica (EDM). Cada descarga crea pequeños cráteres en la pista de rodadura del rodamiento. Con el tiempo, estos cráteres se forman:

• Superficies de apoyo esmeriladas o estriadas

• Mayor vibración y ruido.

• Degradación acelerada de la grasa

• Fallo prematuro del rodamiento

Es importante destacar que la lubricación por sí sola no puede detener el daño por electroerosión, porque la descarga eléctrica penetra la película lubricante.

4. Solución de ingeniería VOLSUN

Los anillos de puesta a tierra del eje VOLSUN están diseñados con microfibras conductoras de alta densidad dispuestas circunferencialmente alrededor del eje.

Este diseño garantiza:

• Conexión a tierra continua de 360 ​​grados

• Resistencia de contacto ultrabaja

• Rendimiento estable bajo rotación de alta velocidad

• Disipación efectiva de corrientes de modo común de alta frecuencia.

Al evitar la acumulación de voltaje en la fuente, el anillo de conexión a tierra elimina la causa raíz del daño del EDM, no solo los síntomas.

5. Recomendaciones de selección

• Para seleccionar el anillo de puesta a tierra del eje correcto, considere:

• Tipo de motor (inducción CA, imán permanente, servo)

• Método de accionamiento (VFD/PWM, frecuencia de conmutación del inversor)

• Diámetro del eje y estado de la superficie.

• Ubicación de instalación (extremo de transmisión o extremo opuesto a la transmisión)

• Factores ambientales (polvo, aceite, humedad)

Para motores accionados por inversor de más de unos pocos kilovatios, se recomienda encarecidamente instalar al menos un anillo de puesta a tierra del eje.

6. Límites de aplicación y límites de riesgo

• Los anillos de puesta a tierra del eje son muy eficaces, pero no son soluciones universales:

• No reemplazan la conexión a tierra adecuada del sistema.

• La instalación incorrecta puede reducir la eficacia.

• Los entornos extremadamente contaminados pueden requerir protección adicional

• En algunas aplicaciones, son necesarias soluciones combinadas (anillo de puesta a tierra + rodamiento aislado)

Conclusión

Un anillo de puesta a tierra del eje es una solución simple pero poderosa a un problema eléctrico complejo introducido por los motores modernos.

Al descargar de forma segura el voltaje del eje antes de que se vuelva destructivo, los anillos de puesta a tierra del eje protegen los rodamientos, prolongan la vida útil del motor y reducen el tiempo de inactividad no planificado.

En el mundo actual impulsado por inversores, la conexión a tierra del eje ya no es opcional: es esencial.