mantenimiento_de_motores_eléctricos

7/30/2019 Mantenimiento_de_motores_elctricos

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MotoresRogelio Jos Lucas

Pablo Daniel Fernndez

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Mantenimiento de Motores

IntroduccinUn motor, es una mquina que convierte energa enmovimiento o trabajo mecnico. La energa sesuministra en forma de combustible qumico, comogasoil, vapor de agua o electricidad, y el trabajomecnico que proporciona suele ser el movimientorotatorio de un rbol o eje.


El motor ElctricoLos motores elctricos, son mquinas que se utilizanpara convertir la energa elctrica en mecnica, conmedios electromagnticos

Dos principios fsicos relacionados entre s sirven debase al funcionamiento de los motores.Si un conductor se mueve a travs de un campomagntico se induce una corriente elctrica.Si una corriente pasa a travs de un conductorsituado en el interior de un campo magntico, steejerce una fuerza mecnica sobre el conductor.


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El motor elctrico trifsicoConstitucin.

La mquina de induccin est constituida por:

-una corona estatrica de chapas magnticas:de 0,35 a 0,5mm de espesor aisladas entre s, ranuradas interiormente yconvenientemente prensadas y sujetas a una carcasa de aluminio,fundicin de hierro o a un marco de acero soldado;-un devanado polifsicodistribuido, alojado en el ranurado del

paquete estatrico.-una corona rotrica, de chapas magnticas apiladas

directamente sobre el eje en las mquinas pequeas, o sobre unalinterna de acero soldada al eje en las maquinas de potenciasmedias y grandes, ranurada exteriormente, o cerca de laperiferia;-un devanadodispuesto en las ranuras del rotor.




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Estator Terminado



Carcasa de alumini o


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Las ranuras del rotorpueden presentar una mayor diversidad ensu formato dependiendo del tipo de arrollamiento que se adopte.Estas ranuras pueden ser bsicamente semicerradas en losmotores de rotor bobinado y cerradas en los de jaula de ardillade fundicin de aluminio Cabe aclarar que para los motores de

jaula con espiras de cobre se emplean tambin ranurassemicerradas

Ranuras rotricas cerradas (rotor de jaula)



Cada una de las lminas del rotor se monta defasada de lasiguiente, este defasaje es de un paso.

Varillas de Aluminio

fundido Aletas de

ventilacin

Aro de A lum ini o

Chapas de hierro silici oAro fr ont al de aluminio

fundido


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Rotor Terminado



Ventilacin

EscudosCarcasa

Arandela de

sujecin

Rotor

Estator

RodamientosCaja de

conexiones


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El motor elctrico trifsicoPrincipio de funcionamiento

El campo magnticoes la base del funcionamiento de las

mquinas elctricas, en funcin del tipo de alimentacinpodemos tener:

Campo fijo:Son los que no varan su direccin en elespacio. S pueden cambiar su sentido, lo que depende deltipo de alimentacin (continua o alterna) a los devanados.

Campo giratorio:Son campos de valor constante perogiratorios en el espacio a una cierta velocidad angular ws yse obtienen por combinacin de campos alternativos.

Los motores trifsicos emplean campos giratorios para su funcionamiento


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El motor elctrico trifsicoPrincipio de funcionamiento

Campo giratorio:Si tenemos tres bobinas iguales conectadas auna red trifsica y colocadas a 120 geomtricos entre s, elcampo resultante ser la suma en cada instante de los campos decada una de las bobinas. Al mismo tiempo estos campos sonproporcionales a las corrientes que circulan por ellas.


MantenimientoMantener un motor es:

Preservar que las condiciones de uso yde accionamiento sean aproximadamentelas mismas que se fijaron para sueleccin.Esto implica una serie de verificaciones, la reposicin de lubricantes yelementos desgastados y la reparacin de daos incipientes quepudieran detectarse.Podemos separar las tareas en dos: Mantenimiento Elctrico yMecnico


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Mantenimiento MecnicoReengrase de los rodamientos.

La experiencia y el conocimiento de los elementos que pueden afectar elcorrecto estado de la grasa son los mejores indicadores para establecerlos lapsos de reengrase.

Si no se cuenta con una evaluacin concreta de esto, es convenienteefectuar inspecciones a menudo, observando el estado de la grasamediante el retiro de las tapas que dejan al descubierto el rodamiento.

El reengrase debe efectuarse entre 500 y 200 horas de servicio delmotor, y se efectuar retirando la grasa usada, desmontando elrodamiento y lavndolo.

El deterioro del lubricante se reconoce por el cambio de consistencia odel color, o por la presencia de suciedad.


Mantenimiento MecnicoAuscultacin de los rodamientos.

Con la ayuda de un estetoscopio o de un destornillador se obtiene,mediante el ruido escuchado, una idea del estado de los rodamientos.Como para el diagnstico es necesaria cierta pericia, es aconsejable eluso de unprobador de rodamientos, el cual mediante el anlisis de lasvibraciones seala claramente el estado y la eventual necesidad delcambio del rodamiento. Sin embargo, antes del reemplazo es necesariolavarlo y probarlo con grasa nueva para establecer si subsiste laanomala.


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Mantenimiento MecnicoRevisin de los cojinetes a friccin.

En los casos que se tengan cojinetes a friccin, se vigilar sutemperatura. Las causas de una elevacin inadmisible podrn ser:

- Excesiva tensin de la correa si la hubiera.

- Inmovilidad de alguno o varios anillos levanta aceite

- Superficie spera de los cojinetes y del eje.

- Perdidas de alineacin del eje.

Las inspecciones a realizar consistirn en verificar el nivel del lquido, laausencia de prdidas y el correcto funcionamiento de los anillos. Seproceder a renovar el aceite cada 6 10 meses, o antes si se vierasucio.


Mantenimiento MecnicoVibraciones.

IEC 60034-14 e ISO 2373 admiten 1.8mm/s en motores chicos

2.8 a 3.5 en motoresmedianos y grandes

La permanencia en valores bajos de las vibraciones, indica que no haycambios en la geometra de las masas rotantes ni en la alineacin yfijacin del motor.

Conviene tener presente que vibraciones elevadas o mantenidas por largotiempo daarn sensiblemente los rodamientos y los cojinetes.


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Mantenimiento MecnicoFijacin del motor y de los elementos de acoplamiento o transmisin.

Ser conveniente verificar peridicamente las condiciones de fijacin delmotor a su base, con ms frecuencia durante los primeros meses de sufuncionamiento. Adems, como algunas veces los inconvenientes en loselementos accionados por el motor derivan problemas de ste, esaconsejable extender la revisin mecnica sobre el acoplamiento o latransmisin. Se mencionan a ttulo de ejemplo algunos controles:

alineacin y tensado de la correa, lubricacin de los reductores y cajasde velocidad, alineacin y fijacin de los pernos en los acoples, etc.


Mantenimiento ElctricoCaractersticas de la corriente consumida.

Se verifica la constancia de la intensidad de corriente consumida por elmotor cuando funciona con carga estable y, simultneamente, en el casodel motor trifsico, si son prcticamente iguales las corrientes en lastres fases.

Si se observan fluctuaciones de la corriente con carga constante, seproceder a revisar la jaula del rotor.

Si se aprecian diferencias entre las intensidades de corriente de lastres fases, se revisar el bobinado estatrico.

Esta observacin puede hacerse mediante instrumentos ubicados en eltablero de control, si los hubiera, o con una pinza amperomtrica.


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Mantenimiento ElctricoTensin de la red y carga del motor.

Se controlan los valores de tensin en bornes del motor y de lacorriente consumida a plena carga, para comprobar que elfuncionamiento se desarrolla en las condiciones prefijadas. Corrientesmayores que la nominal llevan a calentamientos que reducen la vida tildel motor.

Arranque.Observar un arranque para verificar su correcta accin, controlando laactuacin de los elementos de maniobra. Deben revisarse los contactosde los guardamotores, interruptores y contactores, reemplazndolos aestos ltimos cuando sea necesario.


Mantenimiento ElctricoElementos de proteccin.

Verificar las protecciones termomagnticas, para comprobar que estn

bien reguladas.Conexionado y puesta a tierra.

Conviene controlar peridicamente el apriete de todas las conexiones yla rigidez de los empalmes y terminales, para asegurar que no quedenelementos flojos que originen calentamientos localizados excesivos, quepodran provocar incluso el incendio del motor.

del borne M5 M6 M8 M10 M12 M16Mnimo 1.8 3.0 8.0 10 20 60

Mximo 2.5 4.0 9.0 17 30 73

Valores de apriete recomendados, en Nm.


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Mantenimiento Elctrico

Estado del aislamiento.

Un indicador del estado del aislamiento es la resistencia de aislamientode los bobinados. Este valor a temperatura de rgimen (entre 80 C y100 C aproximadamente) deber superar al obtenido con la siguienteexpresin:

Y no debe ser menor a 1 MW.

El elemento de medicin ser un meger, de un valor de tensin similar ala de la tensin nominal del motor.

[ ][ ] 1000

minRe

+

=

KVAmotordelPotencia

VmotordelalnoTensinaislacindesistencia


Mantenimiento ElctricoEstado del aislamiento. (Cont.)

En el supuesto caso de no alcanzar el valor indicado, deber procederse a:

- La limpieza del bobinado, puesto que el depsito de suciedad es lo quems comnmente reduce la resistencia de aislamiento, si este paso no daresultado;

- Se procede al secado, considerando que la causa es la presencia dehumedad.

La tarea de limpieza del bobinado se realizar con el motor abierto,mediante el sopleteado de aire a presin, o la aplicacin de un cepillosuave. Ante la presencia de aceite o grasa, se sopletear con algnsolvente, asegurndose que ste no ataque qumicamente la aislamiento. Serecomienda el tetracloruro de carbonoya que, adems, no es inflamable.


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La aplicacin de un nuevo barnizado no debe entenderse como necesaria.Cuando se midan valores relativamente altos de la resistencia deaislamiento, no se ejecutar. (El aumento del recubrimiento de materialaislante reduce la capacidad de disipacin trmica). Solamente seprocede a barnizar cuando se vean claras muestras de erosin qumica omecnica del aislamiento y se asegure que el barniz penetre a los

lugares ms necesarios, que en general no son las cabezas de lasbobinas.



Si fuera menester la operacin de secado, se puede emplear cualquiera

de los siguientes mtodos, en funcin del volumen del motor y de lasinstalaciones con que se cuente:

- Cubriendo el motor con una lona y distribuyendo interiormentelmparas o resistencias calefactoras. Se dejar camino a la aireacinde manera de evacuar la humedad o se agregar un ventilador.

- Mediante horno o estufa.

- Por circulacin de corriente continua o alterna, requirindose un valormenor que el nominal y una tensin de alimentacin reducida.NOTA: controlar la temperatura de los arrollamientos para que no superen los valoreslmites correspondientes a su clase de aislamiento. Para ello se ubiican varios termmetrossobre el bobinado. Como regla general puede considerarse que no se deben superar los 90C durante el secado, ni los 5 C por hora de incremento mientras llega a esa temperatura.


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Mantenimiento ElctricoLimpieza.

En ambientes de gran suciedad o con partculas en suspensin, seinstalarn motores del grado de proteccin adecuado. An en este caso,ser necesaria una permanente vigilancia, con revisiones peridicas paraevaluar y prevenir las consecuencias de la accin de partculas sobre laaislamiento. En motores abiertos, lo dicho es esencial.

La limpieza peridica, realizada en la forma ya indicada, ser la primera

accin a seguir, el agregado de sistemas filtrantes en el circuito delaire de ventilacin ser solucin cuando aquella sea requerida con muchafrecuencia. En este ltimo caso ser conveniente verificar que laventilacin no se ha empobrecido, lo que provocara incrementos delcalentamiento.


Mantenimiento ElctricoRevisin de rotor.

Motores de Jaula: La revisin de la jaula podr prevenir en algunamedida un futuro defecto. En general solo cabr una inspeccin visual,buscando algn indicio de anormalidades. En caso de jaulas de cobre, seobservarn sus soldaduras y rigidez mecnica.

Revisin de otros elementos del motor: Centrfugo y condensadores.

Centrfugo:Se controlar su accionamiento: carrera suave y suficientesuperficie de contacto elctrico. En el caso que esta ltima sea escasa,se podr corregir aplicando cuidadosamente una lima para eliminarprotuberancias.

Condensadores:Cabr verificar la correcta conexin de los terminales.Si ha habido prdidas de lquido electroltico, se aconseja el recambiodel elemento.


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Mantenimiento ElctricoMedicin de la resistencia hmica de los bobinados.

Servir para verificacin de las conexiones, particularmente en los casos en quehaya sido necesario abrirlas.

Prueba de la rigidez dielctrica.

Slo se justificar en los casos en que se dude acerca del estado de laaislamiento y siempre que la circunstancia de una eventual falla posterior delmotor detenga un mecanismo imprescindible.

Si la resistencia de aislamiento tiene un valor elevado, no ser necesaria la

prueba de rigidez dielctrica, en los casos en que aquella no se pueda elevar conlos procesos de limpieza y secado, cabr realizarla para eliminar la duda queeste fenmeno se debe a un defecto incipiente localizado, que puede repararsepreventivamente, o haber llegado al extremo de la vida del aislante, lo queimplica la necesidad de un rebobinado. El ensayo se realiza al 75% de la tensinde prueba de un motor nuevo, aplicada durante un minuto. Si esta prueba seejecuta para agregar confiabilidad a la medicin de la resistencia de aislamiento,podr tener una duracin de slo unos segundos.


Programa de MantenimientoNo es posible definir un nico programa de mantenimiento para todos los

motores elctricos. La experiencia en el tema, como el conocimiento delmedio en que se ha instalado, son los elementos fundamentales para laeleccin de las tareas a realizar y su periodicidad. Por esto, slo amodo de gua, se presenta el siguiente programa de mantenimiento.


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Programa de MantenimientoTarea de mantenimiento Frecuencia

Reengrase de rodamientosEn motores de aparatos electrodomsticos no es necesarioEn motores de hasta 50 HP, cada 1000 a 2000 horas de servicio.En motores mayoresa 50 HP, cada500 a 100 horas de servicio.

Auscultacin de losrodamientos

En motores de aparatos electrodomsticos cada 500 horas de servicio.En los dems motores, cada vez que se realiza el reengrase.

Revisin de los cojinetes africcin

Mensualmente verificar prdidas de aceite y temperatura de cojinetes.Cada 6 10 meses, el estado del aceite. Anualmente medir el huelgo yobservar las superficies de friccin.

Vibraciones Ocasionalmente, cuando se realice otra tarea de mantenimiento con elmotor en marcha.

Fijacin del motor yalineacin

Ocasionalmente, cuando se realice otra tarea de mantenimiento con elmotor parado.

Caractersticas decorriente consumida

Ocasionalmente, cuando se realice otra tarea de mantenimiento con elmotor en marcha.



Tensin de red y carga delmotor

Ocasionalmente, cuando se realice otra tarea de mantenimiento con elmotor en marcha.

Arranque Ocasionalmente, cuando se realice otra tarea de mantenimiento con elmotor en marcha.

Elementos de proteccin Anualmente

Conexionado y puesta atierra.

Ocasionalmente, cuando se realice otra tarea de mantenimiento con elmotor parado.

Estado del aislamiento Anualmente

Limpieza En funcin del medio ambiente (semanalmente / anualmente)

Revisin del rotor Cuando por alguna causa se abra el motor.

Revisin de otroselementos del motor

Cuando por alguna causa se abra el motor.


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Medicin de la resistenciade los bobinados

Slo cuando en las tareas de mantenimiento se han abierto lasconexiones

Prueba de rigidezdielctrica

Slo cuando se entienda imprescindible


Proteccin de motores

elctricosEl conjunto de aparatos que asegura el comando y la proteccin de unreceptor elctrico es llamado SALIDA. Cuando el receptor es unmotor, dicho conjunto es llamado SALIDA MOTOR. Dicha salida,tiene como funcin extra, la de proteger al conjunto de aparatos quela conforman. En consecuencia la salida motor debe proteger ademsdel motor, al conjunto de aparatos que lo componen yfundamentalmente privilegia la proteccin de las personas, esteconcepto importante se conoce como Coordinacin..


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Proteccin de motores elctricos

Los elementos destinados a una salida motor deben cumplir conlas siguientes funciones bsicas:

Funcin de seccionamiento.

Funcin de interrupcin.

Funcin de conmutacin. Funcin de proteccin contra cortocircuito.

Funcin de proteccin contra sobrecargas.


Proteccin de motores elctricos

Proteccin contrasobrecargas

Conmutacin

Proteccin contra corto-circuitos

Interrupcin

Seccionamiento

Proteccin contra corto-circuitos

Interrupcin

Seccionamiento

Distribucin elctrica de baja tensin

Variacin velocidad Arr anque progresivo


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Sistemas de arranque


Arranque directo.

Arranque estrella triangulo.

Sistemas de arranque


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Sistemas de arranqueArranque directo

Arrancador simple y econmico. Presentapicos de corriente de arranque elevados, quedeben ser soportados por la red dealimentacin. No reduce la tensin y, por lotanto, tampoco reduce el par de arranque.


Sistemas de arranqueArranque Estrella Tringulo

Se emplea en motores donde estn accesibleslos dos extremos de todos los arrollamientos.As en una red 3x380 V el motor debe ser380/660 V y en una red de 3x220 V elmotor debe ser 220/380 V (La tensin menorindicada en la chapa caracterstica,corresponde a la tensin de diseo de cadaarrollamiento).

Consiste en arrancar el motor con tensin reducida 3, con loque se reduce el par y la corriente a una tercera parte delvalor que corresponde al arranque directo.


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Sistemas de arranqueComparativa

Tensin aplicadaen el arranque

Corriente dearranque con

Tensin reducida

Par de arranquecon Tensin

reducidaMtodo deArranque % de la nominal % de la corriente en directo % del Par en directo

Directo 100 100 100

Estrella - Tringulo 58 33 33


Arrancador SuaveEl avance en la tecnologa de fabricacin de dispositivoselectrnicos, favoreci notablemente el desarrollo y fabricacinde equipos para el arranque de motores utilizando

semiconductores.Hoy en da puede obtenerse a un costo razonable, productos quemejoran la performance del arranque, para motores de pequeay alta potencia, haciendo obsoleto el empleo de sistemas dearranque electromecnicos a tensin reducida, quedando comovigente solo el sistema estrella tringulo para pequeas ymedianas potencias.


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Arrancador SuaveEsquema circuital


Arrancador SuaveATS48 caractersticas

Prestaciones del accionamiento:

Control de par.

Control del par suministrado al motor durante todo el perodo deaceleracin y deceleracin (reduccin significativa de los golpes deariete).

Facilidad de ajuste de la rampa y del par de arranque.

Posibilidad de by-pass del arrancador con un contactor al final delarranque con mantenimiento de las protecciones electrnicas(funcin by-pass).

Amplia tolerancia de frecuencia para las alimentaciones por grupoelectrgeno.


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Variacin de velocidadEntre los controladores electrnicos de motores trifsicos de

jaula, los variadores de velocidad merecen una especialatencin. Los variadores de velocidad son dispositivoselectrnicos que nos permiten variar la velocidad y la cupla delos motores convirtiendo las magnitudes fijas de frecuencia y detensin de la red de distribucin en magnitudes variables.

Como ventajas de la variacin de velocidad podemos citar:Economa de energa.

Incremento de la produccin.Economa de los materiales.Reduccin de los costos de mantenimiento.Mejora del tratamiento y de la calidad

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