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Armónicos en los sistemas de elevadores y escaleras mecánicas

Harmónicos en los accionamientos de ascensores y escaleras mecánicas — resumen de la diagnosis de medición

Ilustración de referencia del producto de la carcasa exterior CNBYG AHF. Los accesorios están desconectados; no se garantiza ningún rendimiento en cuanto a cableado, instalación o medición. El texto de la etiqueta se ha simplificado para fines ilustrativos; utilice los adhesivos de seguridad y las instrucciones correspondientes al equipo real.

Las armónicas del accionamiento del ascensor son corrientes de entrada distorsionadas producidas por el convertidor de potencia del accionamiento, en lugar de simplemente por el motor del ascensor. Su importancia depende del diseño del convertidor, la carga de viaje, la impedancia de la fuente y la operación combinada de otras cargas. Comience midiendo la alimentación del ascensor y la fuente del edificio durante viajes representativos, regeneración y modo de espera. Luego, distinga la distorsión armónica de las caídas de tensión, interferencias en el control y fallos mecánicos antes de seleccionar la mitigación. Los accionamientos de escaleras mecánicas necesitan una investigación eléctrica similar, pero sus períodos de funcionamiento más largos y la carga dependiente de los pasajeros requieren un registro operativo diferente.

Identifique el convertidor antes de elegir una solución

Un accionamiento de ascensor tiene una etapa de entrada, un enlace de corriente continua y un inversor en el lado del motor. Diferentes configuraciones de entrada generan diferentes formas de onda de corriente. Un rectificador de diodos, un convertidor regenerativo y una fuente de alimentación controlada activamente no pueden considerarse fuentes armónicas intercambiables. Obtenga la documentación real del accionamiento y las opciones instaladas en la instalación; un solo nombre de familia de modelos no establece su circuito de entrada.

Enumere el accionamiento, el reactor de entrada existente, el transformador de alimentación, la conexión del generador y cualquier filtro armónico instalado. Incluya el controlador y las fuentes auxiliares por separado. Un banco de ascensores puede compartir un cuadro de distribución mientras que la iluminación, ventilación u otros equipos utilizan el mismo transformador aguas arriba. Esto es importante porque un dispositivo de corrección instalado en una alimentadora no soluciona automáticamente todas las fuentes de distorsión en la conexión del edificio.

Los proyectos de modernización requieren especial cuidado. Reemplazar un motor o controlador antiguo puede cambiar la carga eléctrica incluso cuando la capacidad del ascensor sigue siendo la misma. Conserve el esquema unifilar anterior como evidencia histórica, pero utilice la configuración actual verificada para cálculos y adquisiciones. No asuma que un filtro antiguo sigue siendo compatible con un nuevo accionamiento regenerativo.

Registre los viajes, regeneración y modo de espera como estados separados

Los ascensores operan de forma intermitente. La aceleración, el viaje en marcha, la desaceleración, la operación de puertas y la espera pueden producir diferentes condiciones de corriente de entrada. Registre la dirección del viaje, la carga de pasajeros o de prueba, la distancia aproximada de recorrido y qué otros coches están en operación. Utilice la información del controlador solo a través de un método de acceso aprobado; la investigación armónica no debe sortear los bloqueos ni interferir con las funciones de servicio.

La regeneración depende del esquema del accionamiento y la carga mecánica. Un sistema regenerativo puede devolver energía a la fuente en algunas condiciones de viaje, mientras que un sistema diferente puede disipar la energía de frenado en otro lugar. La reversión de la dirección de potencia activa no es en sí misma una falla armónica. Mantenga el signo de la potencia en el registro y obtenga la explicación del fabricante del accionamiento sobre los modos del convertidor.

Las escaleras mecánicas suelen funcionar durante períodos más largos, con cargas variables y posible reducción de velocidad durante tráfico ligero. Registre el funcionamiento normal, la operación cargada y cualquier modo de espera aprobado. Una muestra corta sin carga no puede establecer el rendimiento térmico o de distorsión de una alimentadora de escaleras mecánicas ocupada. Por el contrario, una condición extrema breve no debe presentarse como el perfil operativo normal.

Condición operativa Evidencia para registrar Lo que la evidencia ayuda a distinguir
Aceleración del ascensor Corrientes de fase, tensión, dirección del viaje y coches en operación simultánea Un patrón repetido de carga del convertidor frente a una caída de tensión aguas arriba
Desaceleración del ascensor Signo de potencia activa, modo del accionamiento y espectro armónico Regeneración frente a una perturbación separada
Varios coches en movimiento Corriente del alimentador del edificio y registros de viajes individuales con marca de tiempo Carga coincidente y distorsión compartida de la fuente de alimentación
Espera en el ascensor Corriente fundamental, amperes armónicos y porcentaje de distorsión Un gran porcentaje causado por un denominador pequeño
Escalera mecánica en funcionamiento cargada Corriente estable, observaciones de la temperatura del recinto y nota sobre el estado del pasajero Operación sostenida frente a una transitoria corta
Funcionamiento del generador Configuración de la fuente, forma de onda de voltaje y secuencia de carga permitida Comportamiento en una impedancia de fuente diferente

Esta es una lista de verificación de investigación cualitativa, no un conjunto de límites de cumplimiento. Seleccione los intervalos de grabación reales, método del instrumento y criterios de aceptación para el proyecto. La guía del método de medición incluye IEC 61000-4-7, mientras que el plan de calidad de energía del proyecto debe indicar qué cantidades y condiciones de operación serán evaluadas.

Medir tanto el alimentador del ascensor como la interfaz de suministro

La medición del alimentador ayuda a localizar la fuente. La medición aguas arriba muestra cómo interactúa la fuente con la instalación. Establezca el punto de acoplamiento común previsto con el ingeniero responsable o la compañía eléctrica antes de aplicar un requisito de interfaz de suministro. Un terminal de accionamiento interno no es automáticamente ese punto.

Utilice conexiones de voltaje y sensores de corriente adecuados, con instalación por personal calificado bajo los procedimientos de seguridad eléctrica del sitio. Confirme la relación del sensor, orientación, asociación de fases y configuración del instrumento antes de confiar en el resultado. Una colocación incorrecta del transformador de corriente puede hacer que un problema aparente de rendimiento del filtro sea un error de medición. El Guía de colocación de AHF CT aborda esta tarea de medición de soporte.

Registre la distorsión de voltaje, el espectro de corriente, la corriente fundamental, los amperes armónicos relevantes y la potencia activa y reactiva junto con el registro de operación. Mantenga la ubicación del instrumento y la configuración de la fuente en cada archivo exportado. Si los instrumentos se mueven durante la encuesta, identifique el cambio explícitamente en lugar de fusionar diferentes ubicaciones en una tendencia sin explicación.

Para instrumentos simultáneos, alinee las marcas de tiempo y confirme que sus métodos de grabación sean comparables. Un intervalo de aceleración perdido puede hacer que dos lecturas parezcan contradictorias. El más amplio Guía de colocación de los medidores ayuda a definir los puntos de observación del alimentador y aguas arriba. Si un sitio solo tiene un analizador adecuado, planifique pruebas de operación repetibles y explique la incertidumbre introducida por grabaciones no simultáneas.

Interprete los amperes armónicos antes de reaccionar a los porcentajes

El distorsión armónica total de corriente, THDi, relaciona el contenido armónico con la corriente fundamental. Por lo tanto, un accionamiento con poca carga puede mostrar un porcentaje alto sin transportar los amperes armónicos más altos observados durante el día. Siempre conserve ambas cantidades. Esto es especialmente importante al comparar viajes en espera y viajes completos o cuando varios ascensores comparten el mismo alimentador.

La distorsión total de demanda, TDD, utiliza una referencia de corriente de demanda en lugar de la fundamental instantánea utilizada en THDi. Estas cantidades sirven para diferentes comparaciones. No etiquete una lectura de THDi como TDD ni elija una referencia de demanda únicamente para mejorar un resultado reportado. Establezca la definición de demanda apropiada y los registros de soporte en el plan de aceptación.

Solo con fines ilustrativos, suponga que un RMS total de armónicos registrado es de 4 A y la corriente fundamental es de 20 A. Su relación da un THDi de 20%. En otro estado de funcionamiento, 1 A de corriente armónica y 2 A de corriente fundamental dan un 50%. El segundo porcentaje es mayor, pero sus amperios armónicos son menores. Estos valores de enseñanza inventados no son datos de rendimiento de CNBYG, una especificación de ascensor o un umbral de aprobado/reprobado.

IEEE 519-2022 aborda el control armónico en la interfaz de suministro y distingue su alcance en estado estacionario de los eventos transitorios. Aplique los criterios relevantes del proyecto usando la ubicación y definiciones correctas. No utilice un porcentaje universal de distorsión de corriente para aprobar cada variador, alimentador y edificio sin considerar las condiciones aplicables.

Separar armónicos de caídas de voltaje e interferencias

Un disparo del variador no prueba que los armónicos lo hayan causado. Obtenga el código de fallo, la marca de tiempo y los hallazgos del ingeniero de servicio. Una caída de voltaje en la fuente, pérdida de fase, problema en el enlace de corriente continua, interrupción en la alimentación de control o problema mecánico pueden tener un resultado visible similar. Correlacione el evento con los registros de voltaje y corriente antes de seleccionar un filtro.

El conmutado de alta frecuencia en el lado del motor y la interferencia relacionada con el cable también difieren de los armónicos de corriente de entrada de orden bajo. Un filtro armónico de entrada no es un sustituto general de las prácticas correctas de cableado del motor, blindaje, puesta a tierra o las instrucciones EMC del fabricante del variador. Mantenga claro el rango de frecuencia y el método de medición de la investigación. No prometa resolver fallos de comunicación o codificador solo porque mejora el porcentaje de corriente de entrada.

Cuando las perturbaciones afectan varias cargas no relacionadas simultáneamente, investigue la fuente compartida. Si solo un ascensor presenta fallos en una condición de viaje particular, examine sus registros de variador y control junto con los datos eléctricos. C cualquiera de los patrones puede requerir varios especialistas. Evite cambiar los controles relacionados con la seguridad del ascensor como parte de una prueba exploratoria de calidad de energía.

Ajuste la mitigación al problema medido

Un reactor de línea puede ser parte del arreglo de entrada recomendado por el fabricante del variador, pero su efecto depende del convertidor y la fuente. Verifique la compatibilidad y las consecuencias operativas en lugar de prescribir un reactor únicamente por la potencia del variador. El equipo existente debe incluirse en el arreglo final para que los nuevos componentes no dupliquen ni entren en conflicto con él.

Una solución pasiva de armónicos requiere revisión de ingeniería del rango de carga, impedancia de la fuente, interacción de capacitores y resonancia. Un dispositivo apropiado en una condición de operación puede comportarse de manera diferente durante modo de espera o funcionamiento con generador. Documente el punto de conexión previsto y pruebe las configuraciones permitidas. Los capacitores de factor de potencia ordinarios no eliminan automáticamente los armónicos del variador y pueden introducir una interacción adicional que requiere evaluación.

Se puede considerar un filtro activo de armónicos donde el perfil de corriente armónica medido y las condiciones de la red lo soporten. Dimensione a partir de la tarea de corrección en una operación representativa, teniendo en cuenta las funciones, la reducción de capacidad y la respuesta verificada para el modelo seleccionado. La corriente nominal del motor por sí sola no es la corriente de corrección requerida. El Página de producto de CNBYG AHF proporciona la conexión del producto para una consulta; confirme la capacidad detallada y la idoneidad del proyecto con la documentación de ingeniería.

Ilustración de referencia del producto de la carcasa exterior CNBYG AHF. Los accesorios están desconectados; no se garantiza ningún rendimiento en cuanto a cableado, instalación o medición. El texto de la etiqueta se ha simplificado para fines ilustrativos; utilice los adhesivos de seguridad y las instrucciones correspondientes al equipo real.

The reference illustration shows the disconnected product exterior for enclosure and installation discussion. It does not demonstrate an approved elevator connection, measured harmonic reduction or suitability for a particular drive. A site-specific drawing and equipment documentation are required before installation.

Plan an acceptance test that can be repeated

Agree the test states before installation: representative trips, permitted simultaneous operation, regenerative conditions, escalator loading and any authorised generator configuration. Preserve the same measurement positions and instrument settings between baseline and final testing. Include enough operating information to show whether the comparison is fair.

Compare harmonic amperes and the relevant distortion quantities with voltage behaviour and operating performance. A lower percentage during a different load state is not a reliable before-and-after improvement. Record correction-device status, alarms and relevant environmental conditions. If the filter is unavailable during one test, label that interval clearly.

Check normal service functions with the elevator service organisation after electrical changes. Harmonic acceptance does not replace statutory inspection, functional safety or drive commissioning. Any unexpected behaviour should trigger a controlled review, rather than repeated adjustment of compensation settings without a documented reason.

El Guía de verificación de rendimiento de AHF supports the electrical comparison. For buildings containing several interacting load types, the shopping mall power-quality guide provides the wider distribution-system context without replacing the elevator-specific operating log.

Ilustración de referencia del producto de la carcasa exterior CNBYG AHF. Los accesorios están desconectados; no se garantiza ningún rendimiento en cuanto a cableado, instalación o medición. El texto de la etiqueta se ha simplificado para fines ilustrativos; utilice los adhesivos de seguridad y las instrucciones correspondientes al equipo real.

Prepare a useful enquiry package

Send the actual input-converter details, drive quantity, supply voltage, transformer information, verified single-line drawing and existing correction equipment. Add measurement files with their locations, demand basis, representative operating states and fault timestamps. Separate measured facts from suspected causes so that the proposed equipment solves the documented problem.

Include available mounting space, enclosure conditions, access restrictions, shutdown windows and coordination responsibilities. Ask the supplier to state the proposed connection point, sensor arrangement, correction functions, operating limits and acceptance method. Obtain model-specific information instead of relying on a generic image or a claim that any filter suits any drive.

If the survey has not captured a critical state, identify the missing evidence and plan the additional measurement. An honest incomplete survey is more useful than a specification built on guessed harmonic current. The final deliverable should let another engineer reproduce the measurement and understand why the chosen remedy was considered.

Further learning: harmonic-current fundamentals

The following NPTEL IIT Delhi lecture, Power Quality: Standards and Monitoring, supports the measurement and acceptance discussion. It provides general power-quality education rather than an elevator installation tutorial or a product endorsement.

Ver Calidad de la Energía: Normas y Monitoreo

Preguntas frecuentes

Do all elevator drives produce the same harmonics?

No. El convertidor de entrada, las opciones instaladas, la impedancia de la fuente y el estado de funcionamiento afectan la forma de onda de la corriente. Identifique el equipo real y mida los viajes representativos antes de comparar o seleccionar equipos de corrección.

¿Un THDi alto durante el modo de espera es suficiente para justificar un filtro?

No. Mantén la corriente fundamental y los amperios armónicos junto con el THDi. Una corriente fundamental pequeña puede aumentar el porcentaje incluso cuando la corriente armónica absoluta es menor que durante la operación con carga.

Can an active harmonic filter prevent every elevator trip?

No. Los fallos pueden involucrar caídas de tensión en la alimentación, suministros de control, fallos en el variador o condiciones mecánicas. Un filtro solo aborda las funciones de corrección verificadas para su modelo e instalación; utilice los registros de eventos para determinar la causa primero.

¿Debería la aceptación de ascensores y escaleras mecánicas utilizar el mismo programa de pruebas?

No automáticamente. Los viajes en ascensor son intermitentes y pueden incluir regeneración, mientras que las escaleras mecánicas pueden funcionar continuamente con cargas variables. Utilice un marco de medición común pero registre los estados de funcionamiento adecuados a cada sistema.

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