Electromecanica...zonas de fallas

Introducción

EL personal de mantenimiento ha estado sumamente limitado al tratar de diagnosticar fallas en motores eléctricos. Las herramientas más comunes han sido un medidor de aislamiento (megger) y un ohmimetro. Aunque recientemente el análisis de vibraciones ha ayudado a determinar fallas de tipo eléctrico en motores, no se puede asumir que un pico a 2 veces la frecuencia de línea es unafalla de tipo eléctrico. Se deben de tomar en
cuenta otras variables antes de sacar un motor de servicio. Aun con el megger muchas anomalías pueden ser pasadas por alto. El determinar problemas en motores debe ser confiable y seguro, por esto un análisis de motores eléctricos debe contener resultados en las siguientes zonas de falla: Circuito de Potencia, Aislamiento, Estator, Rotor, Entrehierroy
Calidad de energía. Las pruebas ha realizar deben de contemplar pruebas tanto con motor detenido como con motor energizado.

Zonas de Falla

I. Circuito de Potencia

Generalmente se establece desde el Centro de Control del Motor (CCM) hasta la caja de bornes del mismo, e involucra a todos los conductores con sus bornes, interruptores, protecciones térmicas, fusibles, contactores ycuchillas.
Se ha demostrado por EPRI que los falsos contactos han sido la fuente de un 46% de las fallas en motores, por lo que aunque muchas veces el motor este en excelente estado, este se instala en un circuito de potencia defectuoso, que a la postre lo daña.
Los problemas de conexiones de alta resistencia (se oponen al paso de la corriente) son variados, entre ellos,

• Generación de armónicas• Desbalances de voltaje

• Desbalances de corriente

Típicamente las conexiones de alta resistencia son causadas por:

• Terminales corroídos

• Cables sueltos

• Barras sueltas

• Prensa fusibles corroídos

• Hilos abiertos

• Conexiones entre Aluminio – cobre

• Diferentes tamaños de conductores

Uno de los métodos que usamos para detectar defectos en el circuitode potencia en un motor / generador, trifásico es la medición de resistencia entre fases, es una prueba estática con motor detenido. En un equipo en buen estado las tres lecturas entre las fases deberían ser casi idénticas, su desbalance resistivo debe ser menor a un 5%.

Dinámicamente, con motor energizado el circuito es evaluado completamente al detectarse desbalances de voltaje en cualquierade las fases.
Otro de los métodos utilizados para complementar el diagnostico del circuito de potencia es la termografía IR, sin duda una de las técnicas mas conocidas para detectar falsos contactos.



II. Calidad de energía

La calidad de energía ha sido ignorada en muchos casos por el personal de
mantenimiento y sin duda es una zona de falla con mucha influencia en la vida de unmotor.
Existen varios factores involucrados en la calidad de energía; distorsión armónica tanto de voltaje como de corriente, picos de voltaje, desbalances de voltaje y factor de potencia son algunos de estos.
Sin embargo, con relación a las fallas en motores eléctricos nos concentraremos en dos de estos factores:

• Desbalance de Voltaje

Cuando los voltajes de línea aplicados a un motor noson equilibrados se
desarrollan corrientes desbalanceadas en los devanados del estator, a estas se les conoce como corrientes de secuencia negativa y reducen el torque del
motor. Se producen dos efectos importantes, aumenta la temperatura en el
devanado y aumenta su vibración. Un aumento de la temperatura por
encima de su valor permitido provocaría daños al aislamiento, y el aumento en losniveles de vibración provocaría en algún grado solturas mecánicas,
desgaste en los rodamientos y aflojamiento de las bobinas.
Con desbalances de voltaje presentes, la potencia de placa de un motor
debe ser multiplicado por un factor de reducción tal.
De acuerdo a NEMA ningún motor debe ser operado con desbalances de
voltaje mayores a un 5%.

• Armónicas

Con la popularidad de los "drives"...