tecnico en automatizacion



Pruebas y diagnóstico de 
motores eléctricos en servicio


Según estudios realizados por IEEE y EPRI entre un 35% y 45% de las fallas en los motores se deben a problemas eléctricos y, por ello, es indispensable monitorear y crear históricos de las condiciones de alimentación, parámetros del motor, carga e interacción entre ellas. De esta forma, podemos planear una parada programada de lamáquina y realizar trabajos menores de reacondicionamiento en lugar de otros más costosos, como el rebobinado o el reemplazo total. Esto, sin mencionar las pérdidas en producción por paradas no programadas.





La medición de armónicos, niveles de voltajes y sus desbalances son, entre otras variables, muy importantes para detectar problemas que podrían provocar un sobrecalentamiento en elmotor, aun sin presencia de sobrecarga. Una disminución del voltaje nominal de alimentación generará un incremento en los niveles de corriente que necesitará el motor para entregar la potencia nominal, elevando la temperatura y deteriorando el aislamiento del mismo. De igual modo, un desbalance en los voltajes de alimentación también generará calor en el motor debido a corrientes de secuencianegativa en el estator.
La norma NEMA MG-1 30.1 explica los efectos de la combinación de motor-accionamiento (variador de velocidad), indicando que la presencia de armónicos -los cuales incrementan las pérdidas eléctricas- elevan la temperatura, reducen la eficiencia y la vida útil del aislamiento. Muchos equipos que miden armónicos se concentran sólo en el cálculo de componentes múltiplos de lafrecuencia fundamental (Total Harmonic Distortion, THD). Sin embargo, los variadores de velocidad realizan conmutaciones a altas frecuencias introduciendo distorsiones en las formas de onda, cuyas componentes se encuentran ubicadas "entre" los múltiplos de la frecuencia fundamental (interarmónicos).
El cálculo de la distorsión total (TD) cuantifica el efecto de las componentes fundamentales yno-fundamentales (interarmónicas). En las Figuras 1 y 2 podemos ver ejemplos de las mediciones de THDv y TDv, destacándose que, en un mismo motor, los valores THDv son mínimos, mientras que los TDv se encuentran en niveles muy elevados.

Rendimiento del motor
Las mediciones de corrientes, voltajes y potencias no son suficientes para determinar una sobrecarga en el motor. La norma NEMA MG-1 II 14.36especifica el nivel de carga permitido ante la presencia de desbalances de voltajes en la alimentación al motor. El cálculo del Factor de Servicio Efectivo (Eff.s.f.) identifica los niveles apropiados de carga para evitar sobrecalentamiento en los devanados. Un incremento de 10ºC en la temperatura reduce a la mitad la vida útil del aislamiento del motor
Es importante el análisis del arranque delos motores eléctricos con diversos tipos de configuraciones o durante el uso de dispositivos electrónicos (arrancadores suaves), y se debe efectuar una medición de las tres señales de voltajes, las tres corrientes y el torque durante las partidas. Estas señales se obtienen durante la medición de transitorios y nos pueden revelar problemas en la programación de dispositivos (contactores y relés),altas resistencias de contacto, uso de cables de diámetros inadecuados, fallas internas en los arrancadores suaves o problemas asociados entre el motor y la carga, los cuales podrían aumentar el stress mecánico y eléctrico, provocando aumento de temperatura y deterioro del aislamiento del motor. Es importante el análisis del arranque de los motores eléctricos con diversos tipos de configuraciones odurante el uso de dispositivos electrónicos (arrancadores suaves), y se debe efectuar una medición de las tres señales de voltajes, las tres corrientes y el torque durante las partidas. Estas señales se obtienen durante la medición de transitorios y nos pueden revelar problemas en la programación de dispositivos (contactores y relés), altas resistencias de contacto, uso de cables de diámetros...