Tener un programa de mantenimiento preventivo es la mejor manera de vigilar la salud de un motor eléctrico, ya que nos permite identificar, evaluar y resolver aquellos problemas que surgen con el tiempo y que pueden requerir un servicio de reparación, que, a posteriori, se traduce en un incremento de costes.
Los motores eléctricos son equipos complicados y complejos. Por tanto, pueden dejar de funcionar por muchas razones. Tanto los motores de CA como los motores de CC pueden desarrollar problemas similares. Ya sea por falta de mantenimiento, desgaste o simplemente por vejez, las fallas ocurren debido a varias causas.
En este sentido, los principales problemas eléctricos en los motores industriales se pueden clasificar en cuatro categorías básicas:
- Efectos de desbalance de voltaje,
- Efectos de operación en una fase,
- Efectos de sobrecarga, y
- Efectos ambientales y de mantenimiento.
Pero veamos, en detalle, todos y cada uno de estos problemas eléctricos en los motores industriales que pudiéramos encontrar en nuestra instalación:
- Problemas eléctricos en los motores industriales: Efectos de desbalance de voltaje
Existe una buena cantidad de literatura con el tema de desbalance de voltaje y el asociado desbalance de corriente. En general, se puede establecer que cuando los voltajes están desbalanceados se presentan corriente inducidas mayores en el rotor, debido a que tiene una menor impedancia a las componentes de voltaje de secuencia negativa.
Por ejemplo, para un desbalance de voltaje de 3%, el desbalance de corriente puede ser del 18% al 24%. El incremento en la corriente del estator es usualmente pequeño, por lo tanto, la protección de sobrecarga no opera a tiempo para proteger daños debidos a las altas corriente inducidas en el rotor. Este calor adicional en el rotor, se puede presentar por un periodo de tiempo considerado, y debido a que las laminaciones del rotor y su eje constituyen un elemento metálico continuo, este calor se transmite a las chumaceras, reduciendo la vida de estas.Los problemas de desbalance de voltaje se pueden presentar de la red de alimentación a la industria o instalación, o bien en el propio sistema de distribución de la planta o industria. Los problemas potenciales son los siguientes:
- Problemas potenciales en la red de alimentación. Estos problemas tienen que ver con el desbalance de voltaje en la línea, el uso reducido de transposiciones en la líneas, deltas abiertas en los de transformadores, situaciones que causan efectos de desbalance de voltajes, específicamente calentamiento del estator (falta del devanado) y calentamiento del rotor (problemas con chumaceras vibradoras, etc,).
- Problemas potenciales en el sistema de distribución de la propia planta. Desde grandes cargas monofásicas, cargas de alumbrado desbalanceadas, diferente impedancia en los conductores, fusibles fundidos en una fase de un banco de capacitores para corrección de factor de potencia y ampliaciones sin contar con la capacidad adicional requerida. Esto causa efectos como desbalance de voltaje, es decir, calentamiento del estator (falla del devanado) y calentamiento del rotor (problemas con chumaceras vibraciones, etc,).
- Problemas eléctricos en los motores industriales: Efectos de la pérdida de una fase
Los efecto potenciales a los que puede conducir a pérdida de una fase son similares a aquellos producidos por el desbalance de voltaje; sin embargo, la pérdida de una fase representa uno de los peores casos de desbalance de voltaje. Adicionalmente, en los devanados de las dos fases que quedan en operación, se presenta un sobrecalentamiento excesivo. El desbalance de fase ocurre cuando las líneas de alimentación están fuera o “defasadas”.
En forma natural, el desbalance en los motores trifásicos ocurre cuando se aplican cargas monofásicas, lo que ocasiona que una o dos de las líneas lleven más o menos carga. Las cargas trifásicas en las instalaciones trifásicas se balancea desde proyecto e instalación. El desbalance comienza cuando se agregan cargas monofásicas adicionales al sistema. Este desbalance produce que las líneas trifásicas no se encuentren desfasadas 120 “eléctrico” en sus corriente y voltajes, que los motores trifásicos operan a temperaturas superiores que las indicadas como valores nominales.
Un motor trifásico que opera en un circuito desbalanceados no puede entregar su potencial nominal, para esto se deben aplicar factores de degradación. Esto genera problemas potenciales en la red de alimentación, es decir:
- Pérdida de una fase en la red de alimentación.
- Fusible fundido en una fase de la red de alimentación.
- Falla en una fase de la linea de alimentación.
Durante la pérdida de una fase, existe un calentamiento excesivo en los devanados de las fases restantes y un calentamiento en el motor (barras del motor y problema con chumacera y lubricantes).
- Problemas eléctricos en los motores industriales: Efectos de las sobrecargas
La mayoría de los problemas que generan las sobrecargas solo se reflejan como un sobrecalentamiento en el estator, en tanto que dos problemas: arranques repetidos y paros repetidos, generan también esfuerzo mecánicos sobre los cabezales de los boinas y las boinas en forma individual.
Estas fuerzas mecánicas generadas vía el proceso de operaciones de motor (arranque-paro, etc.), se reflejan como un esfuerzo físico en los cabezales de las bobinas y terminales de las espiras de cobre, incrementando los problemas potenciales por fractura del aislamiento de las partes conductoras.
Ya que estás interesado en saber más sobre cuáles son los problemas eléctricos en los motores industriales, te invitamos a conocer cómo se pueden detectar las señales de fallas mecánicas en equipos industriales, así como también a suscribirte a nuestro Newsletter, un boletín que te brinda contenido técnico acerca de las mejores soluciones tecnológicas para plantas industriales, enfocadas en automatización y mantenimiento.
