Hay muchas pruebas diferentes que se pueden realizar en un motor eléctrico – y por eso es clave que usted sepa cuál es el propósito de estas pruebas, cómo funcionan y qué significan los datos. Esta entrada del blog es la primera de una serie de dos partes sobre el tema de las pruebas de los motores eléctricos.
Empezaremos con un rápido repaso de por qué son importantes las pruebas, seguido de una discusión sobre la barra del rotor, el hipotérmico, la sobretensión y la resistencia del devanado del motor, así como una discusión sobre el análisis de las vibraciones.
Importancia de las pruebas
Los problemas de los rodamientos pueden ser la causa número uno de las fallas de los motores eléctricos, pero las fallas eléctricas están en un cercano segundo lugar. Y los fallos eléctricos requieren que su grupo de mantenimiento se dedique a probar los motores a su cargo.
El beneficio más obvio de las pruebas es la resolución de problemas. Cuando un motor no funciona bien o falla, puede utilizar las pruebas para localizar la causa más probable del problema. También puede utilizar los resultados de las pruebas como medida del rendimiento de un motor. Esos datos, a su vez, pueden servir de base para tomar decisiones sobre reparaciones, mantenimiento, reconstrucciones y sustituciones.
Las pruebas periódicas son fundamentales para su programa de mantenimiento y contribuyen al rendimiento y la fiabilidad de los motores a su cargo. Por ejemplo, puede detectar problemas menores antes de que se conviertan en fallos costosos. Y recuerde, los motores bien mantenidos tienen una fiabilidad mucho mayor, y tanto los costes de M&O como los costes energéticos de los mismos son menores.
Pruebas de las barras del rotor
Las barras del rotor agrietadas son un problema común para los motores eléctricos. Y probablemente por eso hay diferentes tipos de pruebas para barras de rotor agrietadas. Estas pruebas incluyen la prueba del growler, la prueba del rotor monofásico y la prueba del rotor de alta corriente.
Puede utilizar una prueba del growler para buscar discontinuidades en el flujo de corriente a través del motor. Se retira el rotor del estator y se induce una corriente en él a través de un núcleo laminado envuelto con alambre. Utilizando limaduras de hierro, puede detectar visualmente las discontinuidades a partir de los patrones que se crean en las limaduras.
En una prueba de rotor monofásico, aplica energía monofásica al motor para que el rotor gire lentamente. Utilizando un medidor analógico, monitorice la fase mientras busca cualquier fluctuación en el número de amperios consumidos.
Para realizar una prueba de rotor de alta corriente, se retira el rotor del estator y se aplica una alta corriente a través del eje del rotor. A continuación, una cámara de infrarrojos le permitirá inspeccionar visualmente la superficie del rotor en busca de puntos calientes localizados. Esos puntos calientes localizados revelan problemas con la barra del rotor.
Prueba de hipot
Una prueba de hipot (alto potencial), también llamada prueba de rigidez dieléctrica, comprueba los puntos débiles del aislamiento de los cables o hilos. Para realizar esta prueba, se aplica corriente entre los circuitos eléctricos y el cuadro. Tenga en cuenta que los niveles específicos de sobretensión aplicados dependen del motor y de su tensión especificada.
Durante este tiempo, se mide la corriente de fuga y se calculan los correspondientes megaohmios. Las zonas con lecturas de megohmios más bajas tienen el aislamiento dañado.
Prueba de sobretensión
Los datos de una prueba de sobretensión (también conocida como prueba Baker) le ayudarán a detectar el agotamiento del motor y pueden predecir un posible fallo del mismo. A partir de los resultados de una prueba de sobretensión, puede identificar fallos de aislamiento, cortocircuitos muertos, conexiones sueltas y desequilibrios.
Siempre debe realizar pruebas de sobretensión de acuerdo con la norma IEEE 522. Esta norma es importante: indica qué nivel de tensión debe utilizarse en función del tipo de bobinado y del estado del motor. Cuando se realiza de acuerdo con la norma, una prueba de sobretensión le proporcionará datos fiables obtenidos sin dañar su motor.
Durante una prueba de sobretensión, se utiliza un tipo especial de máquina de pruebas conocida como generador de sobretensión para aplicar un impulso de tensión (una sobretensión) a cada conjunto de devanados del motor. Normalmente se realiza al doble de la tensión de línea más 1.000 V adicionales. Esta tensión se inyecta en cada fase. Las ondas sinusoidales resultantes de cada fase deben ser iguales, de lo contrario se indica un problema.
Resistencia del devanado del motor
El objetivo de una prueba del devanado del motor es una prueba fuera de línea que se utiliza para localizar fallos en el devanado. Debe realizar esta prueba siempre que vea grietas o marcas de quemaduras, o que haya notado un olor a quemado procedente del motor.
El inconveniente de una prueba de bobinado es que tendrá que desmontar el motor; en el lado positivo, los únicos elementos necesarios para realizar la prueba son un esquema eléctrico del motor junto con un multímetro.
Empezará limpiando los bobinados con aire de taller e inspeccionándolos. A continuación, ponga el multímetro en el rango medio y configúrelo para medir la resistencia en ohmios, luego toque los cables para verificar que la lectura es de 0 ohmios. Compruebe el esquema del motor o su diagrama de bobinado y utilice el multímetro para medir la resistencia de cada pata del bobinado. Cada pata debe tener una pequeña lectura de resistencia — si se lee abierta o en corto, hay un problema
Análisis de vibración
El análisis de vibración, un método de prueba en línea, puede proporcionarle una gran cantidad de información sobre el estado actual de su motor eléctrico cuando se hace correctamente. Los datos para el análisis provienen de un sensor MEMs que genera una cantidad variable de voltaje dependiendo del movimiento. Cuando se combinan estos datos de desplazamiento con el tiempo, el resultado es una forma de onda temporal. Utilizando los datos de la forma de onda temporal puede realizar una FFT (Transformada rápida de Fourier) que proporciona aún más información.
Los resultados del análisis de vibraciones pueden señalar defectos en los rodamientos, desalineación, desequilibrio del sistema o de los componentes, condiciones de resonancia, fallos en el rotor/estator y la presencia de soldaduras rotas o pernos sueltos.
Muchas instalaciones establecen una ruta de vibración para que los datos de vibración se recojan según un programa, a lo largo de una ruta predeterminada a través de la instalación. Este tipo de datos exhaustivos puede ayudarle a realizar un seguimiento de los cambios de vibración en los motores a lo largo del tiempo. Por ejemplo, puede saber a partir de los datos cuándo un rodamiento está empezando a desgastarse, o cuándo los tornillos están empezando a aflojarse.
Para realizar el análisis de vibraciones, necesitará equipos para medir y almacenar los datos, así como herramientas de software para realizar el análisis. Y necesitará a alguien con conocimientos especializados en vibraciones para interpretar los datos (preferiblemente alguien que tenga certificaciones para el análisis de vibraciones).
Conclusión
Estos son sólo algunos ejemplos de pruebas útiles para motores eléctricos. Cubriremos más en la Parte 2 (la próxima semana), pero mientras tanto recuerde que dominar cómo realizar pruebas de motores eléctricos e interpretar los datos es clave para tener motores de alto rendimiento y confiables.
Autor & Información de contacto: Steve Mazziotta ([email protected]) 440-429-0656
