DEFINICION DE INSTALACION ELECTRICA

MOTORESELECTRICOSINSTRUCTORING. FAUSTO A. RAMOS PUC.PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTOY SU MANTENIMIENTO

Objetivo:Aplicar los fundamentos sobre motores elctricos para dar mantenimiento preventivo y realizar el diagnstico y reparacin de fallas de los motores elctricos.Alcance:Para las personas involucradas en la instalacin, mantenimiento y reparacin de motores o maquinaria accionados por energa elctrica

Contenido del curso:

Principios bsicos del funcionamiento de motoresTipos de motoresDesensamble y revisin de partesRodamientos.Prueba de Resistencia de AislamientoProtecciones ElctricasConexin ElctricaPruebas de funcionamientoAnlisis de FallasMantenimiento a motores elctricos. Mantenimiento a motores elctricos.

PRINCIPIOS BASICOS

DEL

FUNCIONAMIENTO DE MOTORESMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.4

TIPOS DE ENERGIAI ENERGIAEnerga CinticaEnerga PotencialTipos de Energa

II ENERGIA ELECTRICAQu es la Electricidad?Impulso de CorrienteVelocidad de la CorrienteFuentes de Energa ElctricaMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.5

Energa Cintica:

Es la que poseen los cuerpos en movimiento, se encuentra en la naturaleza, producida por los saltos de agua, los vientos, las mareas, etc. En este estado se puede utilizar ms o menos fcilmente, es decir que efecte el trabajo que se necesita, pero este trabajo ha de efectuarse en el sitio y en el momento mismo en que se produce la energa. ENERGIA:

Se dice que un cuerpo o un sistema de cuerpos tiene energa cuando es capaz de efectuar un trabajo. Esta energa puede existir en el cuerpo en estado cintico, o en estado potencial.

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Energa Potencial:

Es la que existe en estado latente en ciertos cuerpos o sistemas de cuerpos en reposo. Consideremos, por ejemplo, una cierta cantidad de carbn: el sistema de cuerpos formado por el carbn y el oxgeno del aire, posee una energa potencial. En efecto, bastar para elevar una parte de ese carbn a una temperatura conveniente para que la combustin , o sea, la combinacin con el oxgeno, se produzca en toda la masa; sta combustin permite evaporar el agua de una caldera y poner en movimiento una maquina de vapor que producir trabajo.

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Diferentes formas de Energa: Sabemos que las mquinas de una fbrica se pueden poner en movimiento de diferentes formas como: por medio de un salto de agua, o utilizando el vapor producido por la combinacin qumica de dos cuerpos, carbono y oxgeno (mquina de vapor), o por medio de un motor elctrico alimentado por una corriente. Por consiguiente, el salto de agua, el calor, los fenmenos qumicos, la corriente elctrica, son manifestaciones de la energa. Entonces nos damos cuenta que la energa puede tomar las distintas formas siguientes:Energa MecnicaEnerga TrmicaEnerga QumicaEnerga ElctricaMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.8

LAENERGIA ELECTRICAMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.9

Historia: Aunque slo en los tiempos modernos la electricidad empez a ser til, los Griegos ya la haban descubierto desde hace 2,000 aos. Observaron un material que nosotros conocemos como mbar. Se cargaba con una fuerza misteriosa, despus de frotarlo con ciertos materiales. El mbar cargado atraa a los cuerpos livianos tales como hojas secas y viruta de madera.. Los griegos llamaban al mbar elektrn, de donde se ha derivado el nombre de electricidad.

Alrededor del ao 1600, William Gilbert clasificaba los materiales en elctricos y no elctricos, segn se comportaban como mbar o no.

En 1733, un francs Charles DuFay, observo que un trozo de vidrio elctricamente cargado atraa algunos objetos tambin cargados, pero que repela a otros objetos cargados. Concluy entonces que existan dos tipos de electricidad.

Hacia la mitad del siglo XVIII Benjamn Franklin llam a estas dos clases de electricidad positiva y negativa.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.10

Qu es la electricidad?En la poca de Franklin, los hombres de ciencia consideraban que la electricidad era un fluido que podan tener carga positivas y negativas; pero actualmente, la ciencia considera que la electricidad se produce por partculas muy pequeas llamadas electrones y protones. Estas partculas son demasiado pequeas para verlas. Pero existen en todos los materiales.

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COMPARACION DE FLUIDOS

CABLE

127 / 220 / 440

VOLTAJEELECTRICIDAD e

TUBERIA

2 / 4 / 6 Kg/cm2

PRESION

AGUA H2O

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El impulso de CorrienteLa corriente elctrica, en realidad es el impulso de energa elctrica que transmite un electrn a otro, al cambiar de orbita. Cuando se aplica energa a un electrn y este se desprende de su orbita, al salir de ella tiene que toparse con otra orbita de otro tomo, ya que todas las orbitas exteriores se superponen y obstruyen el paso libre del electrn. Cuando el electrn liberado entra en la nueva orbita, su carga negativa reacciona con la carga negativa del electrn que se encontraba en la orbita entes de l. El primer electrn repele al otro, expulsndolo de la orbita y , a la vez, transmitindole su energa. El segundo electrn, al encontrarse en la orbita siguiente, repite lo que hizo el primero. Este proceso continua en todo el alambre. El impulso de energa, transferido de un electrn al siguiente, constituye la corriente elctrica.

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Velocidad de la corriente elctricaPuesto que los tomos estn muy prximos uno de otro y las orbitas se superponen, el electrn liberado no tiene que ir muy lejos para encontrar una orbita nueva. El momento en que entra a la nueva orbita, transfiere su energa al siguiente electrn, liberndolo. La accin es casi instantnea. Lo mismo ocurre con todos los electrones en movimiento, de manera que aunque cada electrn se mueve con relativa lentitud , el impulso de la energa elctrica se transfiere a travs de la lnea de tomos a una velocidad muy grande: 300,000 kilmetros por segundo.Una buena analoga de esta transferencia de impulso seria una larga hilera de bolas de billar. Cuando la bola que juega choca con la que esta en el extremo de la fila, su fuerza se transmite de una bola a la siguiente hasta que salga disparada la bola en el otro extremo. La otra bola se separa de la fila casi en el mismo instante en que es tocada la primera.

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Fuentes de Energa ElctricaCualquiera de los cinco tipos de fuentes descritos arriba se puede utilizar para hacer que una corriente pase a travs de un alambre. La batera y el generador son los ms comunes. La fuente para los enchufes elctricos de su casa en un generador distante.

Cirucito TermoelectricoCircuito Electromagntico o de GeneradorCircuito FotoelctricoCircuito electroqumico o de BateraCircuito piezoelctricoMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.15

EL ELECTROMAGNETISMOMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.16

La electricidad produce magnetismoTal como el magnetismo puede producirse mediante electricidad, as la electricidad es producida por magnetismo. Cualquier conductor en el que fluye la corriente elctrica, se comportara como un imn. A esto se le llama electromagnetismo.

MagnetismoPuesto que un imn siempre se alinea con el polo Norte magntico de la Tierra, se supone que existen ciertas leyes especificas que rigen los efectos magnticos; estas son las leyes de atraccin y repulsin. Las leyes de atraccin y repulsin que se aplican en el magnetismo son las mismas que las de las cargas elctricas, excepto que se usan los conceptos de polaridades N y S en lugar de Negativo y Positivo. Las leyes son: polos semejantes se repelen, polos distintos se atraen.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.17

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Campo magntico ( lneas de fuerza )El campo magntico de un imn esta formado por lneas de fuerza que se extienden en el espacio partiendo del polo N del imn y dirigindose al polo S. Estas lneas de fuerza no se cruzan y se van apartando al alejarse del imn. Cuando ms cercanas sean las lneas de fuerza y sea mayor el numero de ellas, ms intenso ser el campo magntico.

La existencia de lneas de fuerza se puede demostrar rociando limaduras de hierro sobre una superficie plana y luego colocando un imn de barra sobre ellas. Las limaduras de hierro se orientan siguiendo las lneas de fuerza y dan una imagen del campo magntico o espectro magntico. A estas lneas de fuerza se les llama tambin lneas de flujo.

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Que es electromagnetismo?

En 1819, Hans Christian Oersted, al observar la forma en que un conductor con corriente influa en una brjula, descubri que la corriente elctrica produce un campo magntico.

Puesto que el campo magntico de un electrn forma una trayectoria cerrada a su alrededor, los campos de los electrones se combinan para formar una serie de tales trayectorias alrededor del alambre. La direccin del campo magntico depende de la direccin del flujo de la corriente. Al mover una brjula alrededor de un alambre, esta se alineara con las lneas de flujo.

Se puede usar la regla de la mano izquierda para determinar la direccin del campo magntico. Si se cierran los dedos alrededor del conductor y el pulgar seala la direccin del flujo de la corriente elctrica, entonces los dedos indicaran la direccin del campo magntico.

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Las conclusiones que se sacan del experimento de Oersted y sus resultados son los siguientes:

1 .- Un conductor con corriente elctrica produce un campo magntico; asi pues, la electricidad se puede convertir en magnetismo. Gracias a esta informacin, los hombres de ciencia de la poca de Oersted inventaron el electroimn.

2 .- El Campo magntico originado por la corriente elctrica puede interactuar con el campo de un imn para producir MOVIMIENTO. Por lo tanto, la energa elctrica se puede transformar en energa mecnica. La invencin del motor elctrico fue resultado directo de esta observacin.

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Cuanta ms corriente pase por un conductor, ms intenso ser el campo magntico. As como el campo magntico, las lneas de flujo son ms densas cerca del alambre y se apartan una de la otra al alejarse de este. El campo, pues, es ms intenso cerca del conductor y es ms dbil al aumentar la distancia.El numero de lneas de fuerza por unidad de rea disminuye en proporcin inversa a la distancia del conductor. Por ejemplo, a un centmetro del conductor, la densidad de fuerza es la mitad de lo que seria a medio centmetro de distancia. Ver dibujo

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Interaccin de los campos magnticos

Si se aproximan dos conductores en los cuales la corriente fluye en direcciones opuestas sus campos magnticos tendern a oponerse entre s, ya que las lneas de flujo van en direcciones opuestas. Las lneas de flujo no se pueden cruzar y los campos tienden a separar los conductores unos de otro.

Cuando se aproximan dos conductores recorridos por corrientes que fluyen en la misma direccin, los campos magnticos se suman, ya que las lneas de flujo llevan la misma direccin. Las lneas de flujo se unen y forman trayectorias cerradas alrededor de ambos conductores y los campos tienden a acercarlos. Las lneas de flujo de ambos conductores se suman para originar un campo magntico ms intenso. Tres o cuatro conductores juntos en esta forma, originaran un campo magntico an ms intenso.

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El electromagnetismo en una espira

Si el alambre se tuerce para formar una espira, los campos magnticos producidos alrededor del conductor se orientarn de tal manera que todos entrarn el la espira por un lado y saldrn por el otro. En el centro de la espira las lneas de flujo se comprimen para crear un campo ms denso y , por consiguiente, ms intenso. Esto determina los polos magnticos: el norte se encuentra en el lado del que salen las lneas de flujo y el sur en el lado por el que entran.

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EL

MOTOR ELECTRICOMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.25

QUE ES UN MOTOR ELECTRICO?Puede definirse como un dispositivo que convierte la ENERGIA ELECTRICA en ENERGIA MECANICA por medio de induccin magntica generada en las bobinas del equipo.

El Motor Elctrico es una mquina que puede convertir la Electricidad en movimiento rotatorio, con objeto de que efecte un trabajo til. Por lo tanto, el Motor Elctrico representa uno de los mayores avances logrados para controlar las fuerzas naturales y hacer que desarrollen algn trabajo para el hombre.PARTES PRINCIPALES

Esta constituido por dos componentes bsicos:

Una parte estacionaria que se llama ESTATOR. Una parte giratoria que se llama ROTOR. Una Carcasa o cuerpo del Motor

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TAPA DE VENTILADORVENTILADORCAJA DE CONEXIONESBALERO DELANTEROBALERO TRASEROTAPA DELANTERATAPA TRASERACUACABLES DE CONEXIONBASE DE SUJECIONPLACA DE DATOSMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.28

DESPIECE DEL MOTOR

ARILLO DE AJUSTERETEN DE GRASA Y POLVOTORNILLO DE SUJECIONTAPA DE BALEROMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.29

Principios del funcionamiento de los Motores

El motor elctrico trabaja debido al efecto que tiene un campo magntico sobre un conductor con corriente elctrica. La corriente que fluye en el conductor produce un campo magntico propio alrededor del conductor.. Este campo distorsionar las lneas de flujo que existen entre dos polos magnticos. En la regin donde las lneas de flujo tienen la misma direccin que las lneas de fuerza, las primeras tienden a desplazarse hacia un lado del conductor. Pero las lneas distorsionadas de flujo tienden a enderezarse, de modo que ejercen una fuerza de repulsin sobre el conductor. Por lo tanto, en la regin donde las lneas de flujo son ms dbiles, empujan el conductor hacia fuera del campo. En este principio se basa el funcionamiento del motor elctrico. Para encontrar la direccin en que se mover el conductor, se puede usar la regla de la mano derecha.

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NS

__+

EMPUJE DE LAS LINEAS MAGNETICASEMPUJE DE LAS LINEAS MAGNETICASXLINEAS MAGNETICASMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.31

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P R A C T I C A

C O N U N M O T O R

E L E M E N T A LMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.33

P E L I C U L AMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.34

TIPOS DE MOTORESMOTOR HORIZONTAL

MOTOR VERTICAL

MOTOR SUMERGIBLE

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MOTOR HORIZONTAL

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MOTOR VERTICAL

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MOTOR SUMERGIBLE

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MANTENIMIENTO

PREVENTIVOMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.39

ACTIVIDADES DE UN MANTENIMIENTO PREVENTIVO

DESENSAMBLADO DEL MOTOR

LAVAR EL DEVANADO Y HORNEAR

VERIFICAR AJUSTES

SUSTITUCIN DE BALEROS

PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLANTE

BARNIZAR EL DEVANADO

ENSAMBLE Y PINTURA

PRUEBAS DE ARRANQUEMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.40

DESENSAMBLADO DEL MOTOR

El motor se desacopla del cabezal para desarmarlo por partes y revisar todas sus piezas visualmente, reparar y cambiar piezas daadas.PROCEDIMIENTO:

Desenergizar la alimentacin elctricaDesconexin de los cables de alimentacinDesacoplamiento del conjunto motor-bombaDesmontaje del motorDesensamblado de partes MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.41

HERRAMIENTA Y EQUIPO NECESARIO PARA REALIZAR EL MANTENIMIENTO

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DESTAPAR CAJA DE CONEXIONES

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DESMONTAJE DEL VENTILADOR

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DESACOPLAMIENTO DE TAPAS

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MOTOR EN PARTES

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DESPIECE DEL MOTOR

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LAVAR EL DEVANADO Y HORNEAR. Se lava el devanado con un solvente dielctrico para quitarle la suciedad y grasa que pudiera tener y se mete al horno para su secado hasta alcanzar la resistencia adecuada PROCEDIMIENTO:

Inspeccin visual de las bobinas, estator y rotorLimpieza con solvente dielctricoSecado en horno de luz infrarroja

BOBINAMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.48

INSPECCION DE PIEZAS

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INSPECCION INTERIOR DE BOBINAS Y RANURAS

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BOBINA CON PROBLEMAS EN LAS RANURAS

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INSPECCION EXTERIOR DE BOBINA

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LIMPIEZA E INSPECCION DEL ROTOR

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En la limpieza de las bobinas se utiliza una brocha suave y un solvente dielctrico que pueda eliminar la suciedad y las sustancias corrosivas que se acumulan durante el trabajo del motor. Al estar limpiando o lavando las bobinas se tienen que fijar detalladamente en las ranuras del estator, porque en esas partes es donde mayormente empiezan los problemas de corto circuito, revisar que no tengan rasgaduras el alambre, que no haya objetos extraos entre cada bobina y que se les quite toda la mugre que este acumulada en todo el estator. Despus de lavar y limpiar muy bien las bobinas, hay que poner el estator en una posicin y en un lugar seguro para que escurra el lquido, despus lo ms conveniente sera sopletearlo con aire a presin y meterlo al horno para que seque y se evapore el lquido sobrante. De esta manera aumentamos el tiempo de vida de un motor.

BOBINA Y TAPA POSTERIORMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.54

LIMPIEZA Y LAVADO DE BOBINA

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LAVADO DE BOBINA CON DIELECTROL

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SE PONE A ESCURRIR EL SOBRANTE

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CHECAR AJUSTES. Se verifican los ajustes y tolerancias en flechas, chumaceras y portabaleros, en caso de desgaste se procede a su reparacinPROCEDIMIENTO:

Medir holguras entre pistas externas y alojamientosMedir holguras ente pistas internas y flechasDeterminar el ajuste de flechas y alojamientos, segn recomendaciones del fabricanteRectificado de partes en caso de no cumplir las tolerancias especificadas

Antes de montar las piezas nuevamente, ya sea las mismos o nuevas se tiene que revisar los ajustes de la flecha y de la caja, para que ensamblen correctamente y no presenten problemas en poco tiempo. El ajuste permitido en estos casos son de 2 milsimas de pulgada. Cuando se montan los baleros en el eje lo adecuado es utilizar la herramienta indicada, si no se tiene se debe improvisar una herramienta que al golpear el balero lo haga uniformemente en el arillo interior para que se vaya introduciendo en la flecha. No hay que darle golpes a los lados porque as se daa tanto el balero como la flecha.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.58

CHECAR AJUSTES DE BALEROS DEL ROTOR

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REVISION DE LA PISTA DE BALEROS

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REVISION DE AJUSTES EN TAPAS

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CHECAR AJUSTES DE CAJA DE BALEROS

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LIMPIEZA DE ORILLAS DE TAPAS

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SUSTITUCION DE BALEROS. Se revisa los rodamientos, se proceden a desmontarlos y a cambiarlos.PROCEDIMIENTO:Desmontaje de los balerosInspeccin visual del balero nuevo. Verificar que esta en buenas condiciones.Lubricacin en el caso de baleros desarmables MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.64

Herramienta para la extraccin y colocacin de Baleros

Kit de montaje de Baleros marca SKF Cat: TMFT-33Extractor de Baleros de 8 PatasMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.65

Rodamientos: Los cuidados que se deben de tener al desmontar los baleros de un motor son especiales y delicados porque en este procedimiento podran resultar daados el mismo rodamiento o la flecha del rotor, se tiene la costumbre de golpear el balero para sacarlo y no se imagina que al hacer esto est daando la pieza.

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Para tener un mejor resultado se realiza el desmontaje con un extractor de baleros que viene en variados modelos y formas segn la necesidad, y usndolos correctamente se hace un buen trabajo sin daar las piezas y tambin se facilita el trabajo.

En estos casos se necesita el apoyo de un compaero para que se facilite la extraccin y evitar un posible accidente, o dao de alguna piezaMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.67

Despus de desmontarlos se precede a limpiarlos y revisar que est en buenas condiciones. Segn los procedimientos escritos un balero no se debe lavar con gasolina y nunca se deben hacer girar en seco porque se daan.

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Para la limpieza se recomienda tener mucho cuidado para no daar el balero y despus de hacerlo revisar cuidadosamente las pistas y dar el visto bueno para que se vuelva a instalar el mismo en caso de que est en buenas condiciones. La lubricacin aplicada ya sea grasa o aceite, sta debe ser la adecuada y que la aplicacin sea la correcta que no sea excesiva en el caso de la grasa y en el caso del aceite que el nivel sea el indicado.

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Evitar el 16% de los fallos prematuros de los rodamientos

Aproximadamente el 16% de todos los fallos prematuros de los rodamientos estn causados por un montaje inadecuado o el uso de tcnicas de montaje incorrectas. Distintas aplicaciones pueden requerir mtodos de montaje mecnicos, hidrulicos o por calentamiento para lograr un montaje correcto y eficiente de los rodamientos. Seleccionar el mtodo de montaje apropiado para su aplicacin ayudar a prolongar la vida til de sus rodamientos y a reducir los costos generados por el fallo prematuro de los mismos, as como los posibles daos a la aplicacin.Montaje de rodamientos en fro

Los rodamientos de tamao pequeo y mediano generalmente se montan en fro. Tradicionalmente, el rodamiento se monta con un martillo y un trozo de tubo. Esta prctica puede provocar la transmisin de fuerzas a travs de los elementos rodantes, daando los caminos de rodadura. Las herramientas de montaje evitan daar los rodamientos aplicando las fuerzas al aro con el ajuste de interferencia. MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.70

Montaje de rodamientos en caliente

Los baos de aceite se suelen usar para calentar los rodamientos antes del montaje. No obstante, este mtodo puede contaminar el rodamiento, provocando el fallo prematuro del mismo. Hoy en da, el calentamiento por induccin es el mtodo ms comn para calentar los rodamientos, ya que permite un alto grado de control, eficiencia y seguridad.

Montaje de rodamientos en fro

El fallo prematuro puede ocasionarse como consecuencia del dao producido al montar un rodamiento incorrectamente.

Los problemas tpicos que pueden causar fallos prematuros son:

Daos causados durante el procedimiento de montajeEjes y soportes incorrectos: ajustes demasiado fuertes o demasiado flojosLas tuercas de retencin se aflojan durante el funcionamientoEjes y soportes araados y daadosRodamientos montados incorrectamente

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Ajustes de interferencia: Ejes cilndricos

La mayora de los rodamientos se montan en su aplicacin con uno de sus aros con ajuste de interferencia o en algunos casos, los dos.

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Montaje incorrecto

Cuando los rodamientos se montan en fro se debe asegurar que las fuerzas de calado se aplican al aro con el ajuste de interferencia. Se pueden producir daos en el rodamiento que provocarn fallos prematuros si se transmite la fuerza de montaje a travs de los elementos rodantes causando daos a los caminos de rodadura .

La distribucin desigual de las fuerzas puede ocasionar daos en las pistas de rodadura

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Montaje Correcto

La forma correcta de minimizar el dao en un camino de rodadura es utilizar las herramientas especificas diseadas para el adecuado montaje. Estas herramientas aseguran que las fuerzas de calado se aplican efectiva y suavemente al componente con el ajuste de interferencia evitando daos en los caminos de rodadura. Con las correctas herramientas se evitan daos en las pistas

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El principio del calentamiento por induccinUn calentador de induccin puede asemejarse a un transformador, el cual tiene una bobina con un gran nmero de espiras, denominada primaria, y una segunda bobina con slo una o varias espiras, llamada secundaria. Dichas bobinas atraviesan una misma masa de hierro llamada ncleo. La relacin entre la tensin a la entrada en la primaria y a la salida en la secundaria es igual a la relacin entre el nmero de espiras de dichas bobinas, siendo constante la energa. Consecuentemente, por la secundaria circular una corriente de baja tensin y alta intensidad. En el caso del calentador de induccin, la primaria se encuentra dentro del calentador, el rodamiento que se quiere calentar constituye la secundaria que forma una sola espira y los yugos forman el ncleo. Como el rodamiento no presenta discontinuidades, se est cortocircuitando la secundaria. Este hecho provoca un gran y rpido calentamiento del rodamiento, mientras que el calentador y los yugos permanecen a la temperatura ambiente. Como este tipo de calentamiento induce una corriente elctrica a travs del rodamiento, ste se magnetiza.Es muy importante asegurar que al final del calentamiento, el rodamiento sea desmagnetizado evitndose as la atraccin de numerosas y perjudiciales partculas metlicas hacia el rodamiento.

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Montaje en caliente

La diferencia de temperatura requerida entre el aro interior del rodamiento y su asiento (eje) depende de la magnitud del ajuste de interferencia y el tamao del rodamiento. Normalmente, una temperatura en el rodamiento de 80 a 90 C por encima de la temperatura del eje es suficiente para el montaje. En general, no debe calentarse un rodamiento a ms de 125C, porque el material puede cambiar estructuralmente y producir alteraciones en dimetro o dureza. Los sobrecalentamientos locales deben ser evitados, en particular los producidos por el uso de sopletes o equipos de llama abierta.Usense guantes termorresistentes y limpios cuando se monten rodamientos en caliente. Con aparatos elevadores se puede facilitar enormemente el montaje. Empuje el rodamiento hasta el resalte del eje y mantenga presionando el rodamiento en dicha posicin durante algn tiempo hasta obtener el ajuste fuerte en el eje.SKF puede suministrar herramientas de calentamiento, tales como calentadores de induccin y placas elctricas con termostato ajustable y tapa, para todas las necesidades ms comunes.

Uso de aparato elevadorNunca calentar un rodamiento con llama

Montaje en caliente

Montaje en caliente La diferencia de temperatura requerida entre el aro interior del rodamiento y su asiento (eje) depende de la magnitud del ajuste de interferencia y el tamao del rodamiento. Normalmente, una temperatura en el rodamiento de 80 a 90 C por encima de la temperatura del eje es suficiente para el montaje. En general, no debe calentarse un rodamiento a ms de 125 C, porque el material puede cambiar estructuralmente y producir alteraciones en dimetro o dureza. Los sobrecalentamientos locales deben ser evitados, en particular los producidos por el uso de sopletes o equipos de llama abierta.sense guantes termo resistentes y limpios cuando se monten rodamientos en caliente. Con aparatos elevadores se puede facilitar enormemente el montaje. Empuje el rodamiento hasta el resalte del eje y mantenga presionando el rodamiento en dicha posicin durante algn tiempo hasta obtener el ajuste fuerte en el eje. Uso de aparato elevador Nunca calentar un rodamiento con llama MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.76

PRUEBAS

DE

RESISTENCIAMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.77

PRUEBAS DE RESISTENCIA Y CONTINUIDAD. Datos del equipo: (Megger de 500 V.C.D)PROCEDIMIENTO:

Separar las puntas del motor.

Colocar el cable de lnea a una punta del motor y la lnea de tierra a la carcaza.

Realizar la medicin segn sea el modelo del magger y tomar nota.

Realizar la misma operacin con las otras puntas del motor.

La Prueba de continuidad se realiza colocando el cable de lnea y el de tierra en dos puntas del motor y la resistencia se debe de ir a cero.

Si la resistencia de aislamiento medida es optima se procede a Barnizar el devanado.

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PRUEBAS ELECTRICAS A UN MOTORPREVENTIVO ELECTRICO.

Bsicamente, los enemigos de los equipos elctricos son la suciedad, el calor, la humedad y la vibracin, todos estos causan dao excesivo al aislamiento de los motores, a los baleros, a los contactores y a la mayora de las partes en movimiento, por lo tanto, el alma de cualquier programa de mantto efectivo es:

Una inspeccin visual.Pruebas de aislamiento como respaldo.

SE SEPARAN LAS PUNTAS DEL MOTORMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.79

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TECNICAS DE PRUEBA DE AISLAMIENTOSe pueden desarrollar varias pruebas bsicas para probar el aislamiento, cualquiera de ellas, ofrecen una evaluacin excelente de las condiciones del aislamiento del motor. Dichas pruebas tienen algo en comn, la UNIDAD DE MEDIDA, la cual esta dada en ().

Hablando burdamente, la resistencia describe la tendencia de un material para impedir el flujo de cargas elctricas a travs de l. La unidad de medida de la resistencia, R, es el ohm (). Por tanto si un circuito o dispositivo necesita el efecto que produce una cantidad especifica de resistencia (como limitar la corriente que pasa a travs de l se emplea un elemento que aumenta la resistencia total del circuito, (como es el caso de una bobina quemada) ya que las mediciones de resistencias se encuentran con frecuencia en la prueba y localizacin de fallas de circuitos.

En una lectura de prueba cuando da valores que van al infinito como es el caso de un instrumento analgico o OL en un instrumento digital, el circuito esta CERRADO. Y cuando el circuito esta ABIERTO la lectura es cero.Nota: Las pruebas deben ser en un periodo constante y en un tiempo d 60segundos y el voltaje no debe ser mayor ni menor al recomendado. Norma IEEE No43MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.80

Esta prueba, conocida como prueba de aislamiento SPOT, es la prueba de resistencia de aislamiento ms simple, durante sta el voltaje de salida del aparato probado se eleva hasta el valor deseado, y a un tiempo determinado se toma lectura de resistencia de aislamiento.Para obtener el valor de la resistencia, es prctica comn que la prueba de resistencia de aislamiento spot se desarrolle por un tiempo de 60 segundos (1 minuto), porque en muchos casos la lectura de la resistencia de aislamiento se contina elevando para un periodo de tiempo mayor. Si la prueba siempre se suspende a los 60 segundos, se establece un parmetro consistente para cada mquina.Esta prueba se realiza cuando se desea obtener una evaluacin rpida de referencia de las condiciones de un motor.PRUEBAS DE AISLAMIENTO DE CORTA DURACION

Se Coloca el cable de lnea a una punta del motor y la lnea de tierra a la carcaza.

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El procedimiento de lectura que se deben tomar para esta prueba es la siguiente:

Desconectar el suministro de energa.Destapar la caja de conexin del motor.Desencintar las terminales de ste y separarlos de tal manera que ninguno de ellos se unan entre si.Conectar el megger entre cada fase del motor y tierra de la carcasa.Despus de cada prueba, drenar la corriente parsita.Por ultimo realizar la prueba entre las tres fases unidas temporalmente contra tierra.Si los valores de lectura estn arriba de los valores mnimos aceptables, el motor se considera en condiciones de operacin para un periodo de tiempo preseleccionado segn programa de mantenimiento ( por lo general de 6 meses a un ao).Para motores de 460 V tensin nominal, el valor mnimo aceptable es de 1 Megohm, Tambin se establece que no debe ser menor de 1 Megohm del valor obtenido con la siguiente expresin:

Realizar la medicin segn sea el modelo del magger y tomar nota.

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Tensin en terminales R aislamiento = --------------------------------- = (Megohms). Potencia en KVA + 100

Donde KVA por simplificacin se reduce a la igualdad de: 1Hp es igual a 1KVA.Por ejemplo, si se desea probar un motor de 200 Hp a 480V, trifsico, el valor de resistencia de aislamiento mnimo por obtener seria la siguiente: Con la expresin anterior sera

R aislamiento = ______480_________ = 1.6 M (200 + 100)

El valor de resistencia de aislamiento debera ser de alguna manera mayor, dependiendo del historial de aislamiento; sin embargo, los valores aceptables pueden variar de acuerdo con otros factores, tales como: voltajes nominales de los motores y tipos de aislamiento, altura de operacin sobre el nivel del mar, potencia nominal del motor y el medio ambiente en el lugar de la instalacin como es la limpieza del rea donde est instalado el motor, la temperatura y la humedad. En la actualidad, las normas de la industria aceptan un Megohm como valor mnimo absoluto de la resistencia de aislamiento en un motor de 460V.

Pero la resistencia mnima por experiencia normalmente debe ser ms alta, del orden de 400 a 600 Megohms o ms.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.83

BARNIZAR EL DEVANADO. Cuando el devanado sale del horno, se le aplica una capa de barniz dielctrico para mejorar la resistencia dielctrica de la bobina.PROCEDIMIENTO:Aplicacin del barniz de impregnacin rojo, dielctricoSecado a temperatura ambienteMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.84

ENSAMBLE Y PINTURASe arma el motor, se le aplica una capa de pintura anticorrosiva, se acopla mecnicamente y se conecta a los cables de alimentacin elctricaPROCEDIMIENTO:Se procede a concluir el ensamble del motor Reposicin del aceite de lubricante.Se conecta a la lneas de alimentacin elctrica Retiro de la pintura anterior Limpieza con solventes Aplicacin de base primaria Cromato de ZincAplicacin de pintura esmalte anticorrosivo MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.85

ENSAMBLE DEL MOTOR

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PRUEBA DE ARRANQUE Con el equipo de medicin (voltamperimetro) se toman lecturas de voltaje y amperaje en las lneas de alimentacin elctrica al motor, despus del mantenimiento para verificar que se encuentre operando dentro de los parmetros correctos.PROCEDIMIENTO:Se verifica que el equipo ya se encuentre en condiciones de arranque.Se verifica la presencia de voltaje Se arranca el equipo por un instante y se verifica que el sentido de rotacin sea correctoSe instala el ampermetro, se arranca el motor en vaco y se verifica que los parmetros de operacin sean correctos Se procede a acoplar el conjunto motor-bomba.Se mide el amperaje y se verifica que los parmetros sean correctos y se registran los datos en la bitcora de mantto.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.87

Se toman lecturas de voltaje

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Se toman lecturas de amperaje

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PROTECCIONES PARA EL MOTOR

INTERRUPTORTERMOMAGNETICORELEVADOR DESOBRECARGARELEVADOR DE FALLA Y DESBALANCE DE VOLTAJEPROTEGE CONTRA CORTO CIRCRUITOPROTEGE CONTRAAUMENTO DE AMPERAJEPROTEGE CONTRA FALTA Y ALTERACION DE DE VOLTAJEMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.90

TIPOS DE CONEXIONES EN UN MOTORConexiones: En este caso nos referiremos especialmente en el cuidado que se debe tener cuando se va a conectar el motor a la lnea de alimentacin. Antes de conectar se deben limpiar muy bien las puntas igualmente con un solvente dielctrico.Se deben revisar cuidadosamente las nueve puntas en caso de ser un motor trifsico. Al revisar los cables, stos deben de estar bien, sin resequedad, sin resquebraduras en el forro y que el espagueti est en buenas condiciones. Ya sea un motor con conexin a 220 volt o 440 volt. Deben tener en las puntas de conexin zapatas ponchables que permitan una mejor sujecin para que no presenten falseos y recalentamiento durante su operacin, por eso antes de hacer la conexin se tiene que limpiar con dielctrico y raspar muy bien las partes que van a estar en contacto y que el torque aplicado a los tornillos sea el adecuado.En los motores trifsicos se conectan a los tres conductores L1, L2, L3 la tensin nominal del motor en la conexin de servicio que tiene que coincidir con la tensin compuesta de la red. El encintado: Este es de especial cuidado porque unas conexiones mal encintadas con seguridad traer ms adelante una falla por corto circuito. Por eso cuando se encintan las puntas la cinta tiene que estar bastante ajustada y uniformemente aplicada, porque de no ser as la temperatura que genera el motor hace que sta quede suave y se desprenda produciendo un corto circuito inevitable que podra daar el motor. MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.91

El diagrama de conexin de la figura 4 corresponden a motores tipo RGZE (alta eficiencia) hasta armazn 256T; para motores RGZE armazn 284T-405T considerar la figura 5.

Cambio de sentido de giro: Se consigue invertir el sentido de giro intercambiando la conexin de dos conductores de alimentacin.Con L1 y L3.

Tipos de conexiones en motores trifsicos corriente alterna

ESTRELLADELTA440 V.220 V.440 V.220 V.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.92

Anlisis de las Zonas de Fallas en MotoresEL personal de mantenimiento ha estado sumamente limitado al tratar de diagnosticar fallas en motores elctricos. Las herramientas ms comunes han sido un medidor de aislamiento (megger) y un ohmimetro. Aunque recientemente el anlisis de vibraciones ha ayudado a determinar fallas de tipo elctrico en motores, no se puede asumir que un pico a 2 veces la frecuencia de lnea es una falla de tipo elctrico. Se deben de tomar en cuenta otras variables antes de sacar un motor de servicio. Aun con el megger muchas anomalas pueden ser pasadas por alto. El determinar problemas en motores debe ser confiable y seguro, por esto un anlisis de motores elctricos debe contener resultados en las siguientes zonas de falla:

Circuito de Potencia, Aislamiento, Estator, Rotor, Entrehierro y Calidad de energa.

Las pruebas ha realizar deben de contemplar pruebas tanto conmotor detenido como con motor energizado.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.93

Comnmente las nicas herramientas usadas por el personal de mantenimiento para detectar fallas en motores han sido un megger (medidor de aislamiento) y un ohmimetro.Desdichadamente la informacin brindada es muy general y no precisa la zona de falla del motor en estudio. Es muy fcil el diagnstico errneamente si se confa solo en los resultados de un megger. Por ejemplo, un corto entre espiras o entre fases puede perfectamente estar disparando un motor y al medir el aislamiento este esta en buen estado. Ya que estas fallas aunque son un problema de aislamiento en el devanado podran estar aisladas completamente de tierra y por lo tanto el megger no las detecta. Este tipo de anomalas deteriora rpidamente el devanado lo cual resultara en un futuro reemplazo u overhaul del motor. Tambin se ha usado el anlisis por vibraciones para detectar fallas en el rotor, estator y excentricidad. Por ejemplo en el rotor se encuentran a la frecuencia de paso de polo (barra) para el caso de motores con rotor jaula de ardilla (motores de induccin de CA), con bandas laterales alrededor de esa frecuencia, y excentricidad y cortos en el estator a 2 veces la frecuencia de lnea sin ninguna banda lateral. Sin embargo, el anlisis a 2 veces la frecuencia de lnea no detalla cual de las dos fallas es la que esta afectando mas al motor. Y estas son determinadas por especialistas en vibraciones muy experimentados y pueden ya sea pasar desapercibidas por completo o confundirse con otro tipo de influencia.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.94

Ilustracin 1: Estudio de Fallas en MotoresElctricosLa ilustracin 1 muestra un estudio realizado entre el Electric Power Research Institute (EPRI) y General Electric en 1985. El propsito de este estudio fue el mostrar las verdaderas fuentes de falla en motores elctricos. Entonces no preguntamos, estamos realmente diagnosticando todas las zonas posibles de falla en un motor? Realmente la respuesta es simple, ni vibraciones, ni un ohmimetro ni un megger logran revisar todas las zonas de falla de un motor, entonces, la tecnologa predictiva que esta aplicando en su planta es suficiente para evaluar todos los componentes que pueden causar la falla de un motor?. MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.95

Las pruebas elctricas aplicadas a un motor deben de ser confiables y nos deben dar un diagnostico completo de todas las zonas o reas de falla de un motor. Las pruebas a realizar deben incluir pruebas tanto con motor energizado como con motor detenido. Las pruebas con motor detenido son de particular importancia en aquellos casos en que un motor s este disparando y su puesta en funcionamiento puede terminar de daarlo, o en el caso de pruebas de puesta en marcha al instalarse un nuevo equipo de produccin. Para el diagnstico de un motor, se han establecido las siguientes zonas o reas de fallas.

Circuito de Potencia Aislamiento Estator Rotor Excentricidad (entrehierro) Calidad de energaEl anlisis de estas 6 zonas nos permite distinguir entre un problema mecnico o elctrico.Y en el caso de un problema elctrico detallar la solucin.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.96

Zonas de FallasCircuito de Potencia

Generalmente se establece desde el Centro de Control del Motor (CCM) hasta la caja de bornes del mismo, e involucra a todos los conductores con sus bornes, interruptores, protecciones trmicas, fusibles, contactores y cuchillas. La ilustracin 2 muestra un tpico circuito de potencia, se ha demostrado por EPRI que los falsos contactos han sido la fuente de un 46% de las fallas en motores, por lo que aunque muchas veces el motor este en excelente estado, este se instala en un circuito de potencia defectuoso, que a la postre lo daa. Los problemas de conexiones de alta resistencia (se oponen al paso de la corriente) son variados, entre ellos, Generacin de armnicas Desbalances de voltaje Desbalances de corrienteTpicamente las conexiones de alta resistencia son causadas por: Terminales corrodos Cables sueltos Barras sueltas Prensa fusibles corrodos Hilos abiertos Conexiones entre Aluminio cobre Diferentes tamaos de conductoresMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.97

Uno de los mtodos que usamos para detectar defectos en el circuito de potencia en un motor / generador, trifsico es la medicin de resistencia entre fases, es una prueba esttica con motor detenido. En un equipo en buen estado las tres lecturas entre las fases deberan ser casi idnticas, su desbalance resistivo debe ser menor a un 5%. Dinmicamente, con motor energizado el circuito es evaluado completamente al detectarse desbalances de voltaje en cualquiera de las fases. Otro de los mtodos utilizados para complementar el diagnostico del circuito de potencia es la termografa IR, sin duda una de las tcnicas mas conocidas para detectar falsos contactos.

: Desbalance resistivo falso contacto severoMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.98

II. Calidad de energaLa calidad de energa ha sido ignorada en muchos casos por el personal demantenimiento y sin duda es una zona de falla con mucha influencia en la vida de unmotor.Existen varios factores involucrados en la calidad de energa; distorsin armnica tanto de voltaje como de corriente, picos de voltaje, desbalances de voltaje y factor de potencia son algunos de estos. Sin embargo, con relacin a las fallas en motores elctricos nos concentraremos en dos de estos factores:

Desbalance de Voltaje

Cuando los voltajes de lnea aplicados a un motor no son equilibrados se desarrollan corrientes desbalanceadas en los devanados del estator, a estas se les conoce como corrientes de secuencia negativa y reducen el torque del motor. Se producen dos efectos importantes, aumenta la temperatura en el devanado y aumenta su vibracin. Un aumento de la temperatura por encima de su valor permitido provocara danos al aislamiento, y el aumento en los niveles de vibracin provocara en algn grado solturas mecnicas, desgaste en los rodamientos y aflojamiento de las bobinas. Con desbalances de voltaje presentes, la potencia de placa de un motor debe ser multiplicado por un factor de reduccin. De acuerdo a NEMA ningn motor debe ser operado con desbalances de voltaje mayores a un 5%.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.99

ArmnicasCon la popularidad de los "drives" de CA y CD para motores (Aresep habla sobre alguna regulacin especfica) se crean distorsiones importantes en la forma de onda de voltaje, a estas se les conoce como armnicas. El parmetro ms conocido es la distorsin armnica Total (THD, en ingls) en trminos simples es el valor RMS de la seal con la frecuencia fundamental removida. O sea, una onda sinusoidal perfecta de 60Hz tendra un THD de 0%. Cualquier otra onda presente junto con la fundamental se le considera distorsin armnica.Entonces, los armnicas son seales que distorsionan a la onda fundamental, tienen una forma sinusoidal y estn presentes en mltiplos de la fundamental. El siguiente grfico muestra la onda fundamental a 60Hz pero con otra onda sobrepuesta, esta ltima completa 2 ciclos en el mismo tiempo que la fundamental completa uno. Si se observa la fase 1 de la fundamental (gris), la armnica forma los dos ciclos (verde) A la onda sobrepuesta se le conoce como la 2da. Armnica 2x60Hz = 120Hz

Las armnicas existen en todos los sistemas trifsicos y son generadas por cargas no-lineales como: o Convertidores de potencia electrnicos: rectificadores y variadores de frecuencia (VFD)

o Fluorescenteso Hornos de arcoo UPSo etc.MOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.100

Existen tres tipos de armnicas: Secuencia positiva: Crea un campo magntico en la direccin de rotacin, por lo tanto ayuda al torque del motor.

Secuencia negativa: Se opone a la rotacin del motor e incrementa la demanda de corriente a una carga determinada.

Secuencia cero: No produce ningn trabajo, pero causacalentamiento y retorna al transformador de alimentacin y sobre carga al nuestro. Produce por lo tanto calentamiento en eltransformador tambin.

El fenmeno de las armnicas que ms afecta para el caso de los motores elctricos es el excesivo calor que se produce por las demandas de corriente anormales. Un motor diseado para consumir a plena carga 150amp. Podra consumir 180 A. S el THD es alto. Este aumento de corriente perfectamente podra no ser tolerado por el motor y provoca daos severos al aislamiento yposible colapso del mismo.

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Si este alto THD no es corregido, al instalarse un nuevo motor en este circuito, el fenmeno se repetira y sera de nunca acabar, por esto un anlisis de la calidad de energa que le llega a un motor es irremplazable. Existe un factor de reduccin conocido como el factor de voltaje armnico (HVF, en ingles), el cual se utiliza para reducir la potencia del motor en presencia de un THD alto. El estndar IEEE519-1992 reconoce que son las cargas las que introducen armnicas al sistema y nos da ciertos limites que se deberan de manejar en las industrias. En este caso la distorsin armnica de voltaje es ms importante,segn la tabla 3.3.1 de este estndar, el THD para sistemas operando a menos de 69KV debera ser no mayor a 5%.Aun recomiendan que cada armnica de voltaje individual no exceda de un 3%. Una correcta identificacin de las armnicas presentes en el circuito de distribucin permitir a los ingenieros de calidad de energa, disear filtros pasivos y activos para eliminar el efecto anteriormente discutido.

Medicin de armnicasMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.102

FINDE PRESENTACIONGracias por su participacionMOTORES ELECTRICOS. Fausto A. Ramos Puc.103