Download - 2010_ Septiembre Conferencia SOBOCE
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Primeras Jornadas de Mantenimiento PredictivoIng. Dennis EspinozaSeptiembre 3 de 2010La PazMantenimiento Predictivo en Motores Elctricos
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Mantenimiento predictivo
Tambin conocido como:Mantenimiento basado en la condicinMantenimiento basado en el estado
La filosofa es si no est daado, no lo cambies
Introduccin
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IntroduccinTecnologas para monitoreo de estado en equipos rotativos
Anlisis de vibracionesAnlisis de aceitesTermografa infrarrojaDeteccin ultrasnicaAnlisis de circuitos de motores
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IntroduccinTecnologas para monitoreo de estadoBasado en ISO 17359
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IntroduccinFallas ms comunes en motores elctricosEstudio combinado entre EPRI y GEEPRI: Electric Power Research InstituteGE: General Electric Company
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IntroduccinTecnologas para monitoreo de estado
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosPartes de un motor elctricoVentilador de enfriamientoCable de energaCaja de conexinRodamientoEje de transmisinRotorEstatorEntrehierro
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosLas 6 zonas de falla de un motor elctrico
ZonaCalidad de energaCircuito de energaAislamientoEstatorRotorEntrehierro
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona 1: Calidad de energaEl trmino calidad de energa elctrica se emplea para describir la variacin de la tensin, corriente y frecuencia en el sistema elctrico
La baja calidad de energa incrementa la temperatura de operacin del motor.
La baja calidad de energa ocurre cuando se tienen disturbios tales como:
Valores altos o bajos de tensin y/o corrienteDesequilibrio de tensin y/o corriente entre fasesArmnicos altos de tensin Etc.
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona 2: Circuito de energaEl circuito de energa est compuesto por todos lo elementos existentes desde el motor elctrico, pasando por la caja de conexiones, contactores, fusibles del cubical de campo y del CCM hasta el punto donde se inyecta la energa.
La condicin del circuito est determinada porConexiones de alta resistenciaEn el arrancadorEn la caja de conexionesEn las terminales del motorCondensadores defectuososCableado deterioradoMalos contactos
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona 3: AislamientoEsta zona est comprendida por la integridad del aislamiento a tierra del motor y del cableado.
La condicin del aislamiento est determinada porContaminacin en el aislanteCondicin dielctrica
Y est afectada por factores:TrmicosElctricosMecnicosAmbientales
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona 4: EstatorLos problemas que pueden presentarse en el estator son:
Corto entre espirasCorto entre fasesConexiones internas defectuosas
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona 5: RotorLos problemas que pueden presentarse en el rotor son:
Barras del rotor quebradas o fisuradasPorosidad en los rotores de aluminio fundidoMetal del rotor fatigadoEmbobinado del campo en motores sncronos
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona 6: EntrehierroExisten 2 tipos de problemas en el entrehierro:Excentricidad dinmicaExcentricidad esttica
Ocasionadas porRotor flectadoPoleas muy tensasDesalineacinPata coja
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosMtodos modernos de evaluacin de estado de motores elctricosExisten 2 mtodos:
Anlisis de Circuito de Motores (ACM)
Anlisis de la Firma Elctrica (AFE)
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosAnlisis de circuito de motoresEl propsito primario del ACM es detectar defectos de aislamiento a tierra, fallas de rotor y cortos de bobinado mediante diferentes pruebas realizadas a 5 zonas de falla: aislamiento, circuito de energa, estator, rotor, entrehierro.Las pruebas para el ACM se realizan cuando el sistema est des-energizado (offline) y pueden ser aplicadas a motores AC de induccin, sincrnicos y de rotor devanado, as como a generadores.
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosAnlisis de la Firma ElctricaEl AFE se realiza cuando el sistema est energizado (online) lo cual proporciona la capacidad de detectar problemas de suministro de energa, problemas de conexin graves, fallas del rotor, fallas elctricas y mecnicas en el motor y la carga impulsada (entre ellos fallas de rodamientos).
Las pruebas realizadas en el AFE se aplican a 5 zonas de falla: calidad de energa, circuito de energa, estator, rotor, entrehierro y pueden ser aplicadas tanto a motores como generadores elctricos.
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Fundamentos para monitoreo de estado de motores elctricosZona de falla vs. mtodo
ACMZona de fallaAFENo aplicaCalidad de energaPrueba de potenciaTensiones y corrientes fase a faseDistorsin armnicaDegradacinPrueba estndarResistencia fase a faseDesbalance resistivoCircuito de energaPrueba de potenciaDesbalance de tensinDesbalance de corrientePrueba estndarResistencia a tierraCapacitancia a tierraPrueba IPAislamientoNo aplicaPrueba estndarDesbalance inductivoPrueba RICEstatorPrueba de potenciaDesbalance de impedanciaFactores de potencia por fasePrueba estndarDesbalance inductivoPromedio de inductanciaPrueba RICRotorPrueba de arranque y paradaCambios en el patrnEspectros de corriente de alta y baja resolucinPrueba estndarDesbalance InductivoPrueba RICEntrehierroPrueba de excentricidadEspectro de corriente
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Programa de mantenimiento predictivoFlujo resumido del proceso de monitoreo ISO 17359InicioMedicinDeteccinProblema?AnlisisCorreccin (eliminacin de la causa raz)Corregido?FinVerificacinNoNoSiSi
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Casos de estudio #1 - ACMVentilador de secado Prueba estndarDatos tomados en el cubical de campoLlama la atencin que los Mohm corregidos son solamente 145Los otros valores aparentan estar en rangos aceptables
Test Date
07/28/2009
Test Time
09:17:08 AM
Frequency
1200
Mohm Ph 1 to Gnd
Charge Time
60
Voltage
1000
Motor Temp
30
Measured Mohm
289.3
Corrected Mohm
145.0
pF Ph 1 to Gnd
41750
ohm Ph 1 to 2
0.01951
ohm Ph 1 to 3
0.01956
ohm Ph 2 to 3
0.01952
mH Ph 1 to 2
2.775
mH Ph 1 to 3
2.575
mH Ph 2 to 3
2.790
Avg. Inductance
2.713
% Res. Imbalance
0.15
% Ind. Imbalance
5.10
$ Power Loss
10.37
Test Location
T-Leads
MCE #
030452HV
User
Notes
Yes
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Casos de estudio #1 - ACMVentilador de secado - Prueba de ndice de polarizacinGrfica errtica indicaHumedad y/o contaminacinDatos tomados en el cubical de campo
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Casos de estudio #1 - ACMVentilador de secado Prueba estndarDatos tomados en los cables del motor.
Test Date
07/28/2009
Test Time
10:08:57 AM
Baseline
Frequency
1200
Mohm Ph 1 to Gnd
Charge Time
60
Voltage
1000
Motor Temp
30
Measured Mohm
3400.0
Corrected Mohm
1700.0
pF Ph 1 to Gnd
40500
ohm Ph 1 to 2
0.01925
ohm Ph 1 to 3
0.01913
ohm Ph 2 to 3
0.01918
mH Ph 1 to 2
2.830
mH Ph 1 to 3
2.780
mH Ph 2 to 3
2.615
Avg. Inductance
2.742
% Res. Imbalance
0.33
% Ind. Imbalance
4.62
$ Power Loss
24.90
Test Location
Motor Leads
MCE #
030452HV
User
Notes
Yes
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Casos de estudio #1 - ACMVentilador de secado - Prueba de ndice de polarizacinDatos tomados en cables de motorGrfica ms acorde y menos errtica
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Fase 1Fase 2Fase 3Casos de estudio #1 - ACMVentilador de secado - Prueba de ndice de polarizacinLuego de cambiar los cables del cubical al motor
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Casos de estudio #2 - AFEMotor de ventilador de planta de cementoANLISIS ESPECTRAL DE CORRIENTE DEMOD ROTOR ALTA RESOLUCIN
Nmero de polos4.00Velocidad1487.55%FLA89.10
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Casos de estudio #2 - AFEMotor de ventilador de planta de cementoESPECTRO DE EVALUACIN DE ROTOR FRECUENCIAS BAJAS (3 FASES)
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Casos de estudio #2 - AFEVentilador de planta de cemento
Problemas en rotor detectados con MCEmax y acciones correctivas recomendadasFlnea Fpaso-polodBEvaluacin del estado de rotorAccin recomendada>60ExcelenteNinguna60-54BuenoNinguna54-48ModeradoContinuar pruebas y seguir tendencias48-42Se pueden estar desarrollando daos en barras o existen problemas con conexin de barrasIncrementar frecuencia de monitoreo y hacer tendencias42-36Barras probablemente agrietadas o rotas o problemas de conexin con las barrasrealizar pruebas off-line o vibraciones para confirmar severidad del problema36-30Mltiples barras agrietadas o despegadas de los anillos. Tambin problemas de los anillos y conexionesPlanificar reparaciones ASAP>30Falla inminenteReparacin, overhaul ASAP
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Casos de estudio #2 - AFEMotor de ventilador de planta de cementoESPECTRO DE EVALUACIN DE ROTOR FRECUENCIAS MEDIAS
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Casos de estudio #2 - AFEMotor de ventilador de planta de cementoESPECTRO DE DETECCIN DE EXCENTRICIDAD ALTA FRECUENCIA
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Casos de estudio #2 - AFEMotor de ventilador de planta de cemento
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Si de salud se trataTenemos el de calidad y el barato.Cul desea?
**Se basa en que las mquinas usualmente dan una seal antes de que fallen.Seales tales como:VibracinTemperaturaEstado del lubricanteLa idea es conocer cundo una mquina deja de funcionar de forma normal y actuar a tiempo antes de que falleSe espera:Reduccin de costos de mantenimiento por que las mquinas no fallan de improviso.No haya tiempos de parada imprevistaNo haya fallos catastrficosNo haya daos secundariosLas reparaciones se hagan cuando sea conveniente, con partes ordenadas especficamente.
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