fallas motores electricos

Información Tecnológica
Diagnóstico
de Fallas
en Máquinas Eléctricas Rotatorias Utilizando la Técnica
Vol. 22(4), 73-84
(2011)

Flores

doi: 10.4067/S0718-07642011000400009

Diagnóstico de Fallas en Máquinas Eléctricas
Rotatorias Utilizando la Técnica de Espectros de
Frecuencia de Bandas Laterales
Roberto Flores y Tomás I. Asiaín
Departamento de Ingeniería Eléctrica,SEPI-ESIME-IPN, México D.F., México.
(e-mail: robertf_@msn.com, yeriak1@gmail.com)
Recibido Oct. 19, 2010; Aceptado Dic. 13, 2010; Versión Final recibida Ene. 28, 2011

Resumen
En el presente trabajo se muestra y se aplica una metodología para el diagnóstico de fallas en
máquinas eléctricas rotatorias utilizando la técnica de espectros de frecuencia de bandas laterales
de las corrientes de fase. Seestablecen sistemas de prueba de laboratorio para verificar las
magnitudes de las bandas originadas por fallas tanto mecánicas como eléctricas. Se muestra una
serie de resultados para un grupo motor de corriente directa-generador síncrono de 5 kVA
desalineado y de dos motores de inducción de 5 HP tipo jaula de ardilla, uno con holgura en
soporte de baleros y otro con barras rotas. Además, secomparan los resultados de los espectros
empleando un sensor de corriente convencional contra una bobina de Rogowski, obteniendo
resultados adecuados para detectar la presencia de falla en las máquinas.
Palabras clave: análisis espectral, bandas laterales, fallas, generador síncrono, motor de
inducción.

Fault Diagnosis in Rotating Electrical Machines by Side
Bands Frequency Spectra TechniqueAbstract
In this article a methodology to diagnose faults in rotating electrical machines is presented. The
method uses spectral frequency analysis of the phase currents sidebands. Online systems to verify
the magnitude of these frequencies, caused not only by mechanical faults but also electrical faults,
are presented. The results of a faulty set formed by a direct current motor plus asynchronous
generator of 5 kVA and two squirrel-cage induction motors of 5 HP, one with slacked bearings
faults and other with broken rotor bars, are presented. Also, the results of the spectra using a
conventional current sensor are compared with those of a Rogowski coil, showing that the results
of both sensors are suitable to detect machine faults.
Keywords: spectral analysis, sidebands, faults,synchronous generator, induction motor

Información Tecnológica Vol. 22 Nº 4 - 2011

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Diagnóstico de Fallas en Máquinas Eléctricas Rotatorias Utilizando la Técnica

Flores

INTRODUCCION
En las máquinas rotatorias, se generan voltajes en los devanados o grupos de bobinas al girar
estos de manera mecánica a través de un campo magnético. También, al girar mecánicamente un
campomagnético por el devanado o al diseñar un circuito magnético de manera que la reluctancia
varíe con la rotación del rotor (Fitzgerald et al., 2004). En general cualquier máquina rotatoria
consta de un estator y un rotor separados por un entrehierro, el cual es de vital importancia en las
interacciones magnéticas entre estas partes que dan lugar a los voltajes antes mencionados. Sin
embargo, aún enmáquinas rotatorias nuevas existen pequeñas desviaciones entre la posición que
debe guardar el rotor con respecto al estator, lo que origina que se modifique el entrehierro de la
máquina y por ende afecte los voltajes inducidos. Debido al desgaste natural de baleros, soportes,
al tipo de carga o al acoplamiento mecánico de la máquina se incrementa el desajuste entre el
rotor y el estator. Estefenómeno que puede implicar excentricidad, desalineación, entre otros
problemas repercute en el desempeño de la máquina (Fitzgerald et al., 2004 y Albino, 2004).
Con el fin de garantizar que la máquina eléctrica rotatoria como tal este operando en forma
continua, es necesario contar con técnicas de medición que además de permitir detectar la falla no
impliquen el sacarla de operación. Una...