Que pasa si pongo un capacitor de mas microfaradios
Esto es un montón de detalles, pero es de esperar que le brinde una mejor comprensión de las clasificaciones y estándares de condensadores utilizados en la industria HVAC.
El motor puede ser el corazón de cualquier sistema HVAC, pero es inútil sin condensadores de calidad que, como la batería de un automóvil, mantienen el motor y el sistema funcionando correctamente. ¿Cuánto entiendes sobre la función crítica de los condensadores en el sistema HVAC?
Este artículo lo ayudará a comprender algunos de los estándares de la industria establecidos para la calidad, la seguridad y el rendimiento de los condensadores y le dará una idea de cómo seleccionar condensadores en el trabajo.
¿Qué hacen los condensadores?
Casi todos los motores están equipados con un condensador de arranque, un condensador de marcha o ambos.
El condensador de arranque está conectado al circuito eléctrico del motor en reposo. Le da al motor un "empuje" inicial en el arranque, aumentando brevemente su par de arranque y permitiendo que el motor se encienda y apague rápidamente. Una clasificación de condensador de arranque típica varía de 25 µF a 1.400 µF y 110 Vca a 330 Vca.
Una vez que el motor alcanza una velocidad específica, el condensador de arranque se desconecta del circuito de bobinado mediante un interruptor (o relé). Si el motor cae por debajo de esa velocidad, el condensador se volverá a conectar al circuito eléctrico para llevar el motor a la velocidad requerida.
Diseñado para servicio continuo, el condensador de funcionamiento siempre permanece energizado y conectado en el circuito eléctrico del motor. Una clasificación de condensador de funcionamiento típico varía de 2 µF a 80 µF y tiene una clasificación de 370 Vca o 440 Vca.
Un condensador de funcionamiento del tamaño adecuado aumentará la eficiencia del funcionamiento del motor al proporcionar el "ángulo de fase" adecuado entre el voltaje y la corriente para crear el campo eléctrico rotacional que necesita el motor.
Ajuste / sustitución adecuada de condensadores
¿Qué tan importante es hacer coincidir la capacidad nominal especificada por el motor? En resumen, es muy importante, incluso crítico. Para garantizar el funcionamiento adecuado del motor para el que el fabricante lo diseñó y para evitar daños en el motor, utilice siempre la misma capacidad nominal de capacitancia especificada por la placa de identificación del motor.
Siempre hay un nivel de tolerancia en la calificación de microfaradios (µF). Una tolerancia típica en la capacitancia de un condensador de funcionamiento del motor para aplicaciones de HVAC es +/- 6%. Dicho esto, eso significa que un condensador de 40 µF puede medir de 37.6 a 42.4 µF y aún así ser considerado un condensador de paso.
Cuando los ingenieros diseñan motores, toman en consideración este tipo de rango de tolerancia. Especifican la clasificación nominal (40 µF) junto con una tolerancia (+/- 6%) para asegurarse de que si se va a reemplazar el condensador, el motor proporcionará el mismo rendimiento para el que fue diseñado.
Dada la explicación anterior para los rangos de tolerancia, no se sugiere usar un 35 µF en lugar de un 40 µF.
40 µF ± 6% = 37.6 a 42.4 µF 35 µF ± 6% = 32.9 a 37.1 µF
Como puede ver, el lado alto de la tolerancia de capacitancia de 35 µF (37.1 µF) no cumple con el lado bajo de la tolerancia de capacitancia del capacitor de 40 µF (37.6 µF) con el que está tratando de reemplazarlo. Esto también es lo mismo para los condensadores de 5 µF y los de 4 µF.
5 µF ± 6% = 4.7 a 5.3 µF 4 µF ± 6% = 3.76 a 4.24 µF
El uso de condensadores de tamaño incorrecto puede tener una variedad de efectos perjudiciales en el motor. Si la capacidad de µF del capacitor es menor a la diseñada para el motor, la corriente de bobinado del motor será demasiado alta. Si la clasificación µF del capacitor es más alta que la diseñada para el motor, la corriente de bobinado del motor será demasiado baja. Cualquiera de los escenarios puede conducir a uno o más de los siguientes:
Velocidades de motor reducidas
reduce el flujo de aire / enfriamiento del sistema
aumenta el ruido del sistema
Aumento de la temperatura
causa desgaste de los rodamientos y pérdida de lubricación
da como resultado la ruptura del aislamiento
aumenta el ruido
Baja eficiencia del motor
aumenta el consumo de energía
reduce la vida útil del sistema y del motor
Operación inadecuada del equipo
da como resultado un ciclo incorrecto
aumento de ruido
enfatiza otros componentes
Los motores están diseñados con una clasificación nominal específica y tolerancia.
Si algo está fuera de esa clasificación, el motor funcionará más rápido o más lento. De cualquier manera, el resultado final será que la máquina no funcionará correctamente, y el motor, el condensador o cualquier otro componente de la máquina recibirá un estrés adicional que causará daños, hará ruido y requerirá reparación.
También ha habido preguntas sobre qué voltaje usar al reemplazar los condensadores. La regla general es utilizar siempre una capacidad de voltaje mayor o igual que la requerida por el motor. El voltaje requerido siempre se indica en la placa de identificación del motor. NUNCA use un voltaje más bajo que el requerido porque reduce la vida del condensador exponencialmente. El uso de un condensador nominal de menor voltaje no dañará el sistema, pero acelerará el final de la vida útil del condensador.
La clasificación de voltaje es el voltaje de trabajo para que el capacitor alcance las 60,000 horas aplicadas. Si la unidad de calefacción o aire acondicionado aumenta el voltaje al condensador (por ejemplo: el condensador tiene una capacidad nominal de 370 Vca y está viendo 440 Vca de la unidad), entonces la vida útil del condensador se reducirá significativamente. En el reverso, si la unidad de calefacción o aire acondicionado está disminuyendo el voltaje al condensador (por ejemplo: el condensador tiene una capacidad nominal de 440 Vca, pero está viendo 370 Vca de la unidad), entonces la vida útil del condensador aumenta.
A pesar de que un condensador es un componente económico, la instalación del tamaño incorrecto puede tener un impacto dramático en un sistema completo.
Estándares de la industria
Entonces, la pregunta es, ¿cómo sabe uno qué capacitor tiene la calidad y confiabilidad que requieren los fabricantes de motores sin tener que colocar capacitores en la unidad HVAC real durante años y ver si funcionan?
Existen varias herramientas para garantizar una buena calidad de condensadores y esas son pruebas eléctricas y mecánicas descritas en varios estándares de la industria de condensadores. Para la confiabilidad a largo plazo, la herramienta principal y única es Highly Accelerated Life Testing (HALT). Muchos estándares de la industria están en el mercado hoy, los principales son:
Tecumseh H-115
IEC-60252-1
EIA-456-A
La demanda creciente de condensadores de calidad se ha visto en el mercado en los últimos años. Parece que muchos fabricantes han reducido la calidad de los materiales y los procesos de fabricación para que, a pesar de que los condensadores prueben bien, no duren más de 6 a 12 meses en el campo. Obviamente, con materiales más baratos y la eliminación de algunos procesos de fabricación, el precio del condensador se ha reducido a niveles muy bajos. De la mano de estos precios más bajos, el mercado también ha visto condensadores con una vida útil de campo extremadamente baja.
Las claves para un condensador de calidad, además de utilizar materiales de calidad en la producción, son el diseño del condensador, los sistemas de control de calidad y las pruebas de rendimiento durante todo el proceso de producción para fabricar un condensador que pase la prueba HALT. La mayoría de los condensadores, si no todos, probarán lo mismo de la plataforma, pero durante la vida útil del condensador, verá cambios drásticos de un proveedor a otro. Aquí es donde entran en juego los estándares de la industria.
Tecumseh H-115
El Tecumseh H-115 fue uno de los primeros intentos de estandarizar los criterios de prueba para condensadores de película. Este estándar se usó y todavía se usa principalmente en los EE. UU. Y solo se aplica a las aplicaciones de funcionamiento del motor del condensador. Este estándar incluye una prueba de confiabilidad con dos factores de aceleración que incluyen voltaje aplicado y temperatura aplicada.
Condiciones de prueba:
Número de condensadores probados: 12 unidades
Voltaje aplicado: 126% del voltaje nominal
Temperatura aplicada: 80ºC (el condensador de funcionamiento del motor generalmente se clasifica a 70ºC)
Tiempo de prueba (horas): 500 horas
Simulación de vida (horas): 60,000 horas
Fallas consideradas:
Pérdida de Microfaradio (µF): mayor que 5%
Ganancia del factor de disipación: no discute
Fallas permitidas: 1 unidad de 12 unidades
IEC-60252-1
El IEC-60252-1, creado por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), fue y sigue siendo utilizado principalmente en Europa y Asia Pacífico. Al igual que el Tecumseh H-115, este estándar también solo se aplica a las aplicaciones de funcionamiento del motor del condensador. Este estándar usa solo un factor de aceleración (voltaje aplicado) para la prueba de confiabilidad.
En este estándar, las clasificaciones de clase diferentes especifican una vida de campo diferente para los condensadores. Las diferentes clasificaciones de clase dependen de la cantidad de horas de prueba que atraviesa un condensador.
La clase A especifica una vida aplicada de 30,000 horas
La clase B especifica una vida aplicada de 10,000 horas
La clase C especifica una vida aplicada de 3.000 horas
La clase D especifica una vida aplicada de 1,000 horas
Este artículo se centra solo en la especificación de Clase B del estándar IEC-60252-1.
Condiciones de prueba para la especificación de clase B:
Número de condensadores probados: no especifica
Voltaje aplicado: 125% del voltaje nominal
Temperatura aplicada: 70ºC (el condensador de funcionamiento del motor generalmente se clasifica a 70ºC)
Tiempo de prueba (horas): 2,000 horas
Simulación de vida (horas): 10,000 horas
Fallas consideradas:
Pérdida de Microfaradio (µF): mayor que 3%
Ganancia del factor de disipación: no discute
Fallos permitidos: a determinar entre el cliente y el proveedor
EIA-456-A
El EIA-456-A, creado por la Alianza de Industrias Electrónicas (EIA), se usó y todavía se usa principalmente en los EE. UU. El EIA tomó los dos estándares mencionados anteriormente y los mejoró al publicar un estándar global para condensadores de película metalizada para aplicaciones de corriente alterna.
No solo cubre las aplicaciones de funcionamiento del motor, sino que también incluye los condensadores utilizados en aplicaciones de iluminación de descarga de alta intensidad y aplicaciones de propósito general, como fuentes de alimentación y bancos de corrección del factor de potencia.
Condiciones de prueba:
Número de condensadores probados: 12 unidades
Voltaje aplicado: 125% del voltaje nominal
Temperatura aplicada: + 10ºC sobre la temperatura máxima de funcionamiento nominal
Tiempo de prueba (horas): 2,000 horas
Simulación de vida (horas): 60,000 horas
Fallas consideradas:
Pérdida de Microfaradio (µF): mayor que 3%
Ganancia del factor de disipación: mayor que 0.15%
Fallos permitidos: a determinar entre el cliente y el proveedor
Al comparar estos tres estándares, el EIA-456-A es el más duro y completo. También es la base de muchos, si no la mayoría, de los estándares de confiabilidad de los fabricantes de equipos originales de HVAC (OEM) para condensadores.
Muchos fabricantes de condensadores afirman que tienen un condensador de 60,000 horas, pero la verdadera pregunta es qué prueba se ha aplicado a sus productos. Hay un factor diferencial de cuatro veces al comparar el Tecumseh H-115 (500 horas de tiempo de prueba) versus el EIA-456-A (2,000 horas de tiempo de prueba).
Dado que las condiciones de prueba tanto del Tecumseh H-115 como del EIA-456-A son las mismas, se puede ver que 500 horas de prueba en la escala EIA-456-A es igual a aproximadamente 15,000 horas aplicadas (consulte la Tabla 5) . Las horas aplicadas de Tecumseh H-115 son muy similares al estándar IEC-60252-1 Clase B de 10,000 horas aplicadas.
En los Estados Unidos, el estándar es de 5,000 horas aplicadas estimadas; por lo tanto, puede suponer que el estándar EIA-456-A, que especifica 60,000 horas aplicadas para un condensador, estima que un condensador durará aproximadamente 10 a 12 años, mientras que el Tecumseh H-115 estima que un condensador durará solo 2 a 3 años desde que se compara con 15,000 horas aplicadas en lugar de las 60,000 horas.
¿Está obteniendo lo que pagó?
Esto ha sido una gran cantidad de detalles, pero es de esperar que le haya dado una mejor comprensión de las clasificaciones y estándares de condensadores utilizados en la industria de HVAC.
La clave para recordar es que todos los condensadores van a probarse de inmediato, pero lo que importa es la vida útil del condensador. La recomendación es hacer su tarea antes de comprar productos de condensadores. Esto puede ahorrarle dinero y dolores de cabeza en el futuro.
Pregunte a los fabricantes sobre cómo se comparan sus productos con el estándar de la industria EIA-456-A. No tenga miedo de preguntar a los fabricantes por sus capacidades para las pruebas de confiabilidad. Cualquier fabricante acreditado podrá discutir esto con usted. A partir de esto, podrá evaluar la calidad del producto capacitor usted mismo. Ahorrar unos pocos dólares en condensadores puede terminar costándole cientos a largo plazo, por lo que es importante que comprenda lo que está obteniendo.
