Fisica

DIAGNÓSTICO.PREDICTIVO.DE.FALLAS.ROTÓRICAS.EN MÁQUINAS.ELÉCTRICAS.DE.INDUCCIÓN
Dr. Ing. HORACIO RAÚL DI PRÁTULA
Resumen La predicción de fallas en un sistema se basa en comparar variables de salida o entrada al mismo y asimismo poder diferenciar un estado de salud con un estado de falla. Se requiere conocimiento del sistema y sus variables de entrada y salida, un método adecuado de adquisiciónde datos y un procedimiento de diagnóstico basado en un buen análisis de resultados. El presente trabajo se refiere al diagnóstico predictivo de fallas rotóricas de origen mecánico y eléctrico (barra rota en rotor jaula de ardilla) de las máquinas eléctricas de inducción. Se efectúa un análisis teórico y se propone un método experimental de diagnóstico. Palabras claves: Mantenimiento predictivo –diagnóstico – falla mecánica – falla eléctrica – máquina eléctrica de inducción – rotor

Abstract Failure prediction in a system is based on comparing in or out variables and on being able to tell a healthy state from a faulty one. It is necessary to know the system and its in and out variables, to have an accurate method of data acquisition and to follow a diagnostic procedure based on adetailed analysis of results. This paper deals with predictive diagnosis of rotor faults of mechanical and electrical origin (broken bar in squirrel-cage rotor) in induction electrical machines. A theoretical analysis is carried out and an experimental method of diagnosis is proposed.

Key Words: Predictive maintenance – diagnosis – mechanical failure – electrical failure – induction electricalmachine - rotor ***

Introducción: Estadísticamente, las fallas rotóricas en máquinas eléctricas de inducción corresponden a más del 50% del total de sus fallas. Esto incluye fallas en los cojinetes, bobinado rotórico (barras en el rotor jaula de ardilla) y excentricidad rotórica157. Los métodos de diagnóstico propuestos actualmente para las fallas rotóricas se basan en: • • • • • • • Pruebasestáticas (medición de inductancia para diferentes posiciones rotóricas). Análisis de vibraciones. Análisis del espectro de frecuencia de la corriente. Análisis de la potencia instantánea. Análisis de la cupla instantánea. Análisis del campo magnético. Termografía.

157

Técnicas para el mantenimiento y diagnóstico de máquinas eléctricas rotativas.

Diagnóstico predictivo de fallas retóricas…

Esnormal recurrir a más de uno de los métodos citados más arriba para detectar fallas incipientes. La predicción requiere corroboración para mayor seguridad. La siguiente tabla muestra los métodos propuestos, sus fortalezas y debilidades, y el método propuesto por el presente trabajo.

Fallas Método de Medición
Mecánico Corriente (método tradicional) Corriente – Vector de Park [51] Potenciaactiva Par motor Flujo magnético interno Flujo magnético axial Pruebas estáticas Termografía infrarroja Flujo magnético externo (propuesto en este trabajo) Potencia reactiva (propuesto en este trabajo)

Excentricidad
Sí Sí No Sí Sí No No Sí No Sí

Stress en cojinetes
Sí No No No No No No No Sí Sí

Vibraciones externas
Sí Sí No Sí No No No No Sí Sí

Barra rota
Baja resolución Sí Sí Sí Sí SíSí Baja resolución Sí Sí

Observaciones generales
Más costosa que la propuesta de este trabajo Medición simple – Resolución menor que la propuesta de este trabajo En desarrollo – Medición simple – Buena resolución Medición compleja – Resolución pobre Medición compleja – Resolución pobre Invasivo y costoso – Resolución buena Bajo costo – Resolución buena Diagnóstico previo Diagnóstico difícil –Costoso Personal muy experimentado Medición simple – Bajo costo – Resolución buena Medición compleja-Resolución Buena

Sí

Sí

Sí

No

Imagen 1. Tabla: Síntesis de los métodos de diagnóstico

La necesidad de aplicar varios métodos de detección para diferentes fallas, el costo de algunos de ellos y la ambigüedad de resultados en otros, motiva la búsqueda de un método que permita...