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I+D de Why Inc. · Tokio, Japón

Denka Platinum: elimine el ruido eléctrico de alta frecuencia. Reduzca las pérdidas. Proteja sus activos críticos.

Las placas Denka® Platinum son filtros pasivos de alta frecuencia (150 kHz–30 MHz) de cerámica de ferrita Ni-Zn, de instalación con clip, diseñados para atenuar las emisiones conducidas de variadores de frecuencia, inversores solares, rectificadores y fuentes conmutadas, sin recableado ni paradas.

Solicitar un estudio del espectro HF in situDescargar el informe técnico científico (v3.0)
Calidad de energíaFiltro pasivo HFProtección de activosEficiencia energéticay-denka.com
Reducción de energía
8–15%
Reducción típica del consumo específico de energía (kWh/t) en instalaciones industriales: hasta un 20 %.
Banda objetivo
150 kHz–30 MHz
La banda de emisiones conducidas CISPR 11, donde los filtros de armónicos IEEE 519 convencionales no actúan.
Atenuación por placa
13–15%
Atenuación máxima de la tensión de alta frecuencia por placa (25–30 MHz), verificada de forma independiente en KU Leuven / EnergyVille.
Instalaciones
100+
Probado en campo en todo el mundo en cementeras, fábricas, cerámica y plantas comerciales, con retorno de la inversión en menos de 1,5 años.

La empresa y la tecnología

Un punto ciego crítico en los sistemas eléctricos industriales modernos

Desarrollado por el departamento de I+D de Why Inc. (Tokio, Japón) bajo la dirección del presidente ejecutivo, el Dr. Alaa Alyaman, Denka® aborda un punto ciego crítico de los sistemas eléctricos industriales modernos: las emisiones conducidas de alta frecuencia.

Mientras que los condensadores de corrección del factor de potencia y los filtros de armónicos de bajo orden gestionan la distorsión por debajo de 2,5 kHz, la electrónica de potencia de conmutación rápida (variadores que conmutan a 2–16 kHz y fuentes conmutadas a más de 20 kHz) introduce flancos de tensión muy pronunciados (dv/dt) que generan ruido electromagnético conducido hasta el rango de los MHz.

Los filtros pasivos HF Denka® se fijan con clip directamente sobre los conductores de fase existentes para absorber esta energía de alta frecuencia en su origen.

El problema

El coste oculto de la distorsión HF

  • 01+19%

    Pérdidas del motor y realimentación térmica

    Los armónicos HF generados por los convertidores aumentan las pérdidas totales de los motores de inducción entre un 8,7 % y un 19 %, elevan las pérdidas en el hierro bajo carga un 29 % y suben la temperatura de los devanados unos 8 °C. Cada 1 °C de aumento en un motor de 37 kW añade unos 41 W de pérdidas secundarias.

  • 02+33%

    Degradación de transformadores y cables

    Los armónicos HF de los inversores aumentan hasta un 33 % las pérdidas por corrientes parásitas de los transformadores de distribución y aceleran un 22 % el envejecimiento del aislamiento. En los cables, el efecto pelicular confina las corrientes de 30 MHz a una capa exterior de 0,012 mm (frente a 9,2 mm a 50 Hz), disparando la resistencia en CA.

  • 0351%

    Fallo prematuro de rodamientos y aislamiento

    Cada aumento de 10 °C reduce a la mitad la vida útil del aislamiento eléctrico. Además, los rodamientos causan el 51 % de las averías de motores: en los motores alimentados por variador, las corrientes HF de modo común se descargan a través de los rodamientos y provocan picaduras por electroerosión (EDM) y estriado.

  • 04

    Interferencias en control y medición

    Las emisiones conducidas de alta frecuencia circulan localmente entre equipos cercanos y condensadores de filtrado, provocando disparos intempestivos de diferenciales (RCD), fallos en PLC y contadores inteligentes, y parpadeo de LED.

Cómo funciona

Cómo funciona el filtro pasivo HF

  1. 01

    Sin impacto en la potencia fundamental de 50/60 Hz

    Fabricada con un compuesto cerámico de ferrita Ni-Zn de grado DT400L (μ(ω) = μ′(ω) − jμ″(ω)), a 50/60 Hz domina la componente real de la permeabilidad (μ′), que añade una reactancia despreciable, de modo que la potencia de red pasa sin alteraciones.

  2. 02

    Absorción HF dominada por pérdidas (150 kHz–30 MHz)

    En la banda de alta frecuencia CISPR 11, la componente imaginaria de pérdidas (μ″) aumenta bruscamente. La placa actúa como una resistencia dependiente de la frecuencia: absorbe la energía del campo magnético HF alrededor del conductor y la disipa como una cantidad mínima de calor (autocalentamiento ≤ 0,4 °C).

  3. 03

    Protección con clip en dos puntos

    Se instala sin recableado ni contacto galvánico en el nivel de distribución (salidas de interruptores que alimentan variadores, rectificadores e inversores FV) para detener la propagación por la red, y en el nivel del motor (cables de salida del variador) para bloquear las corrientes de modo común en los rodamientos.

Especificaciones

Especificaciones técnicas

FunciónFiltro pasivo de ruido conducido de alta frecuencia (complementa los filtros IEEE 519)
VersiónPlaca Denka® Platinum (negra)
MaterialCompuesto cerámico de ferrita Ni-Zn sinterizado (grado DT400L)
Dimensiones y peso50 mm × 25 mm × 3,5 mm · aprox. 21 g por placa
Banda de diseñoDe 150 kHz a 30 MHz (banda de emisiones conducidas CISPR 11)
Atenuación verificada en laboratorioBanda ancha 1–30 MHz; 13–15 % (≈ 1,2–1,4 dB) por placa a 25–30 MHz (KU Leuven)
Autocalentamiento y aislamiento≤ 0,4 °C en absorción HF · cerámica de alta resistividad · sin contacto galvánico
Seguridad y mantenimientoSin mantenimiento · no radiactivo, sin amianto, libre de halógenos, conforme a RoHS

Evidencias

Casos de estudio verificados y validación de laboratorio

Una selección de resultados medidos de forma independiente. Hay muchos más casos de estudio, de distintos sectores y países, disponibles bajo petición.

  • Validación de laboratorio

    13–15%

    KU Leuven / EnergyVille (Bélgica)

    Probado por el Grupo de Investigación en Electrónica de Potencia con un analizador de impedancia de precisión Agilent 4294A entre 1 y 30 MHz, que confirmó una atenuación de la tensión HF dependiente de la frecuencia, con un máximo del 13–15 % por placa a 25–30 MHz.

  • Industria pesada

    −7.0%

    Cementera Cleopatra (Egipto)

    Medido de forma independiente por SGS en los accionamientos de inducción de los molinos de crudo: reducción del 7,0 % del consumo específico de energía (46,88 → 43,76 kWh/t) y del 59 % en la variabilidad de la potencia absorbida.

  • Fabricación

    −11.5%

    Planta industrial GSF (Egipto)

    Reducción del 11,5 % del consumo eléctrico específico de la planta (78,69 → 69,61 kW/t), mejora del factor de potencia real de 0,94 a 0,96 y amortización completa en menos de 1,5 años.

  • Cerámica y solar

    24.5% → 9.8%

    Saj Ceramics (Kenia, con BEST Energy)

    Las mediciones in situ registraron una caída de la distorsión de corriente (THDᵢ) del 24,52 % al 9,76 % en el molino de preparación de esmalte 8, y del 84,89 % al 54,11 % en los circuitos de bombas del gasificador.

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Protocolo de diagnóstico y M&V

Cada instalación se diseña y se verifica

Conforme a IPMVP opción B/C y ASHRAE Guideline 14, en cinco pasos:

  1. 01

    Estudio del espectro HF

    Barrido in situ de 2 kHz a 30 MHz con sonda de corriente RF y analizador de espectro portátil.

  2. 02

    Línea base térmica

    Termografía infrarroja calibrada de bornes, cables y cajas de conexiones de motores.

  3. 03

    Línea base de calidad de energía

    Registro clase A de THDᵢ, THDᵥ y factor de potencia real.

  4. 04

    Regresión energía-producción

    Registro de los kWh activos frente al tonelaje producido durante un ciclo completo.

  5. 05

    Verificación A-B-A tras la instalación

    Repetición de todas las líneas base tras la instalación con clip para certificar el ahorro energético neto.

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