¿Cómo un deterioro en el rendimiento del aislamiento de un convertidor de frecuencia provoca un cortocircuito entre fases?

Convertidor de frecuencia de estado sólido. Durante el funcionamiento a largo plazo, el sistema de aislamiento del devanado se ve sometido a diversas tensiones eléctricas derivadas de pulsos de conmutación de alta frecuencia, pulsaciones de tensión y descargas parciales. Estos factores deterioran gradualmente la tensión no disruptiva y las propiedades dieléctricas del material aislante. La degradación de las propiedades dieléctricas del aislamiento provoca una distribución desigual del campo eléctrico entre devanados o fases, lo que aumenta la propensión a las averías en las zonas con campos eléctricos locales intensos. A medida que aumenta la tensión eléctrica acumulada en el material aislante, se forman pequeños canales conductores dentro de la capa aislante, lo que puede generar rutas conductoras entre las diferentes fases del devanado.

Los cables y los devanados del motor en los terminales de salida trifásicos del convertidor de frecuencia de 50 Hz a 60 Hz también presentan requisitos de salud del aislamiento. Con el envejecimiento del aislamiento de estas piezas de conexión, el dieléctrico de la interfase se adelgaza o agrieta, debilitando la barrera de aislamiento que separaba originalmente las diferentes fases. El diseño tradicional del aislamiento de los sistemas eléctricos se basa en las condiciones de frecuencia industrial, mientras que el sistema convertidor de 240 V 50 Hz a 120 V 60 Hz incluye una conmutación rápida y una mayor dv/dt, lo que provoca que el material aislante sufra una tensión eléctrica no lineal.

Una vez que la capa de aislamiento ya no puede mantener su rigidez dieléctrica original, la diferencia de tensión entre los devanados de las diferentes fases facilita que la corriente cruce la interfaz de aislamiento, formando una gran trayectoria de corriente. En el sistema convertidor de frecuencia monofásico, este fenómeno se manifiesta como un cortocircuito fase a fase, con un rápido aumento de la corriente en un corto período de tiempo. Sin la protección adecuada, esto podría dañar los dispositivos eléctricos o provocar el apagado del sistema.