FALLAS MEC NICAS EN M QUINAS EL CTRICAS ROTATORIAS

FALLAS MECÁNICAS EN MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS

Hay tres principales fallas mecánicas que se presentan en las máquinas eléctricas rotatorias, de las cuales una de ellas es el desequilibrio. Un sistema mecánico giratorio se dice que está equilibrado si durante su funcionamiento la resultante de todas las fuerzas y sus respectivos pares son de magnitud, dirección y sentido constantes. Logradala constancia en módulo, dirección y sentido de las fuerzas, mediante una perfecta y homogénea distribución de las masas de la parte móvil, la máquina se puede sujetar mediante anclajes que opongan una fuerza y un momento de reacción a la resultante del sistema (Fernández et al., 2000). Dada la definición anterior de equilibrio, el desequilibrio se puede presentar de dos formas: una debida a unadistribución no homogénea de masa que se puede detectar a rotor parado y otra asociada al movimiento del rotor.

Otra falla mecánica es el desalineamiento, el cual se debe a que es imposible que los ejes de la máquina eléctrica rotatoria bajo estudio y la máquina acoplada se encuentren perfectamente alineados en todos los planos (Fernández et al., 2000 y Albino, 2004) . Finalmente, la última fallamecánica por mencionar es la falla de los rodamientos. Las máquinas rotatorias disponen de rodamientos sobre los que se apoyan los dos extremos del eje que sustenta a la parte móvil. Puesto que estos elementos del sistema están sometidos a una continua fricción y movimiento dan origen a las vibraciones causadas por cualquier defecto de la máquina o agente externo que se les transmite, por lo queson los componentes con un porcentaje de falla más elevado (Fernández et al., 2000 y Albino, 2004). Las fallas antes mencionadas producen deformaciones en el entrehierro, dando lugar al fenómeno conocido como excentricidad (Carvajal et al.,1999 y Albino, 2004,) . Existen dos tipos de excentricidad, los cuales se muestran en la Fig. 1 y se describen a continuación:

La excentricidad estáticaconsiste en una distorsión en el tamaño del entrehierro en el cual el valor mínimo de este se encuentra en una posición fija en el espacio. Esta distorsión puede ser causada por la forma oval del estator o por un incorrecto posicionamiento del rotor dentro del estator, causado por un mal apoyo de los rodamientos, desgaste de éstos, malformación de los alojamientos, excesiva tolerancia, etc. (Fernández etal., 2000 y Torbar, 1998). En el caso de la excentricidad dinámica lo que ocurre es que el punto de entrehierro mínimo no permanece fijo en una posición en el espacio sino que gira solidario con el rotor. La causa de este comportamiento puede ser la forma oval del rotor, o el hecho de que el centro de giro de este último no sea su centro geométrico de rotación.



Fig. 1: Formas en que sepresenta la excentricidad. (a) Máquina sana, (b) excentricidad estática, (c) excentricidad dinámica

FALLAS ELÉCTRICAS EN MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS

Esta parte se centra en las fallas eléctricas de los motores de inducción tipo jaula de ardilla, los cuales están construidos en su parte móvil (rotor) de barras de aluminio o cobre conforme a su potencia eléctrica. Estas están unidas en sus extremospor dos anillos en cortocircuito y al conjunto se le conoce como rotor jaula de ardilla. El núcleo del rotor esta conformado por acero magnético laminado; la jaula puede ser también construida de barras de cobre para el caso de motores de mediana y alta capacidad.

En el caso de barras rotas en motores de inducción tipo jaula de ardilla, para el proceso de visualizar y mostrar su influencia en elcomportamiento del motor existen varios caminos de análisis y uno de ellos es mostrar un modelo con un circuito que considera la corriente de falla superpuesta a la corrientes circulantes por la jaula con todas las barras unidas a los anillos, es decir, considerar la distribución real de las corrientes (I) en la jaula como la superposición de dos casos: el primero es la distribución de corrientes...