Posibles fallos de un motor eléctrico

Mantenimiento de motores eléctricos
Los motores eléctricos son uno de los componentes más utilizados e importantes en el sector industrial. La confiabilidad de estos equipos depende en mucho de darles el mantenimiento adecuado en el momento en que realmente lo necesiten. Estudios de confiabilidad indican que aproximadamente el 50 % de las fallas en motores son del tipo mecánico y el 50% restante son del tipo eléctrico.
Vibratec tiene las herramientas necesarias para verificar tanto la parte mecánica (vibraciones, ultrasonido y termografía) como la parte eléctrica (análisis de circuito eléctrico y termografía).

Falla de Rodamientos  

Entre las fallas eléctricas, se pueden dividir en 5 grandes zonas de falla, las cuales son:

• Circuito de alimentación
• Embobinado del estator
• Rotor del motor (fallas de barras)
• Entrehierro
• Aislamiento

Uno de los métodos mas utilizados en la actualidad para la detección de fallas eléctricas en motores es el análisis de circuito eléctrico ó MCA motor circuit analysis por sus siglas en inglés.
El método del MCA consiste en analizar 15 variables eléctricas del motor, entre ellas la impedancia entre fases, ángulo de fase, desbalance de fases, relación corriente frecuencia, inductancia mutua entre el rotor y el estator, resistencia del aislamiento, etc. El motor es analizado en este caso como si fuera, que de hecho lo es, un circuito eléctrico.

Fallas a ser detectadas con el MCA y que están englobadas dentro de las 5 zonas de falla ya mencionadas.

• Circuito de alimentación
  • Contactos flojos
  • Falla en los cables


• Estator
  • Corto en la espira
  • Corto entre vueltas
  • Corto entre fases
  • Desbalance de fases


• Rotor
  • Barras rotas o en mal estado
  • Porosidades


• Entrehierro
  • Falta de concentricidad entre el rotor y el estator


• Aislamiento
  • Falla de aislamiento

Arranque mediante disminución de la tensión en el estator

Arranque mediante disminución de la tensión en el estator

Todos los métodos que vamos a ver en este apartado se basan en disminuir la tensión de alimentación durante el arranque, con lo cual disminuye el flujo del campo magnético estatórico y el motor se convierte en un motor más débil. De esta forma  se reducen los valores de par y de intensidad, para los mismos valores de velocidad del rotor.

Puedes observar en la figura como se reduce la intensidad en el arranque (punto de velocidad nula); pero que también disminuye el par, con lo cual estos métodos pueden no servir ante cargas de elevado par de arranque (cargas a las que cuesta arrancar). Se demuestra matemáticamente que las variaciones del par y de la intensidad con la tensión, en el arranque son

• V: tensión inferior a la nominal.
• V_N: tensión nominal.
• M_A: par de arranque a la tensión V.
• M_AN: par de arranque la tensión nominal.
• I_A: corriente de arranque a la tensión V.
• I_AN: corriente de arranque la tensión nominal.

Estas ecuaciones quieren decir que la I_A disminuye de igual  forma  que la tensión y M_A lo hace de forma cuadrática. Por ejemplo si la tensión se reduce la mitad tenemos:

Por tanto si la tensión disminuye la mitad, I_A disminuye la mitad y M_A la cuarta parte.

Los métodos de arranque   que usan este sistema son:

• Arranque por resistencias rotóricas
• Arranque por autotransformador.
• Arranque estrella-triángulo (con matices)
• Arrancadores estáticos.

Actividad

Si un método de arranque por disminución de tensión la reduce en un 75 %, ¿cuánto disminuyen en porcentaje el par y la corriente de arranque respecto a sus valores a tensión nominal?

Arranque por resistencias estatóricas

Arranque por resistencias estatóricas

Si en el momento del arranque conectamos en serie resistencias, estas producirán una caída de tensión que consigue que la tensión del motor sea inferior a la nominal. Una vez que este se acerca a la velocidad de funcionamiento, las resistencias se cortocircuitan y el motor queda alimentado a tensión nominal. La secuencia de funcionamiento es la siguiente:

1. Se cierra el contactor KM1, quedando el motor a tensión nominal.
2. Tras un tiempo prefijado, se cierra KM2 cortocircuitando las resistencias.

Ventajas

• Muy sencillo y barato.

Desventajas

• El par de arranque disminuye de forma cuadrática, luego solo es válido ante cargas de bajísimo par de arranque. Hoy está casi obsoleto.

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