Averías típicas en motores eléctricos industriales y cómo resolverlas

De manera similar a cualquier dispositivo mecánico, un motor eléctrico puede sufrir una variedad de problemas, que incluyen componentes internos dañados hasta fallos por exposición a la contaminación. En realidad, hay una serie de razones que pueden causar averías en el funcionamiento del motor eléctrico trifásico. Pero para ayudarlo a abordar y comprender las averías más comunes de los motores eléctricos industriales , proporcionamos una lista de problemas cotidianos que se solucionan mejor con la ayuda de un experto.

¿Qué causa averías en los motores eléctricos industriales?

Un motor eléctrico averiado es el resultado de varios problemas clave. Esto puede variar desde un desequilibrio de voltaje hasta una sobrecarga operativa. Cuando lleve su motor al taller de reparación de motores eléctricos, éstos le ayudarán a diagnosticar el problema que causa la falla de su motor.

Esto puede ir desde una serie de problemas muy comunes:

• El voltaje transitorio hace que el aislamiento del devanado del motor se rompa.

• Un desequilibrio de voltaje crea demasiado flujo de corriente, aumentando las temperaturas y la ruptura total del aislamiento.

• La distorsión armónica hará que el motor sea mucho menos eficiente.

• Un problema con la corriente Sigma puede resultar en un disparo de circuito.

• Un problema muy común son las sobrecargas operativas, en las que un motor se ve abrumado por la carga, lo que provoca una avería del motor.

• La desalineación puede causar un desgaste prematuro del motor debido a una desalineación angular, una desalineación paralela o una desalineación compuesta.

• Un desequilibrio del eje provocará un desgaste excesivo de los componentes de accionamiento mecánico del motor.

• La holgura del eje da como resultado un desgaste excesivo y una falla prematura.

• Cuando se produce una carga más pesada o una lubricación incorrecta, el desgaste grave de los cojinetes puede provocar fallas costosas en los cojinetes.

Muchas veces, el mantenimiento regular y el cuidado adecuado evitarán la falla total del motor. Sin embargo, a veces el desgaste normal o el descuido pueden causar averías  costosas en el motor eléctrico.

Averías comunes en motores eléctricos industriales

1. Averías comunes por sobrecalentamiento y Altas Temperaturas

   Los motores eléctricos generan calor de forma natural durante el funcionamiento y este es un efecto secundario común que no debería causar alarma. Pero, si bien parte de la emisión de calor es natural, puede ocurrir un sobrecalentamiento excesivo e incluso causar daños además del deterioro de los componentes que se alojan dentro del propio motor.

   Lo que la mayoría de la gente no sabe es que incluso un par de grados adicionales de calor dentro del motor industrial pueden ser suficientes para comenzar a desgastar algunos de los elementos importantes del equipo. Ejemplos de esto podrían incluir partes como los cojinetes y el rotor. La clave para reducir el riesgo de averías inesperadas del motor eléctrico es verificar periódicamente si hay sobrecargas operativas.

2. Averías por sobretensiones

   Todos los dispositivos eléctricos requieren una cantidad específica de energía para funcionar correctamente, y esto no es una excepción cuando se trata de motores eléctricos. Pero si la cantidad de energía que acumula un dispositivo termina excediendo el límite para el dispositivo o motor eléctrico específico, entonces existe una alta probabilidad de que el dispositivo no funcione correctamente. Esto a menudo se llama una subida de tensión. Para evitar averías de sobretensiones en los motores eléctricos industriales, muchas empresas instalarán unidades de velocidad variable para mitigar el daño de cualquier subida de tensión inesperada.

   Si su motor eléctrico no tiene unidades de velocidad variable preinstaladas, debería considerar hablar con un experto sobre las opciones disponibles para programar, configurar y poner en marcha un variador de frecuencia.

3. Averías en motores eléctricos por desgaste y daño de los cojinetes

   Los rodamientos son componentes comunes pero a menudo pasados por alto que son fundamentales para el funcionamiento de un motor eléctrico. Aunque es pequeño, si uno de estos cojinetes falla, puede generar una serie de problemas que pueden incluir sobrecalentamiento, lubricación inadecuada y mayor resistencia. Las averías típicas en motores eléctricos con los rodamientos pueden ocurrir por múltiples razones, y algunas de las más comunes incluyen la desalineación dentro del motor, el manejo excesivo de la carga y un ajuste incorrecto.

   Según los expertos, hasta el 13% de todas las fallas en los motores eléctricos son el resultado de fallas en los rodamientos. Para identificar signos de daños o fallas en los cojinetes desde el principio, verifique si hay vibraciones excesivas en el motor. Esta es una excelente manera de evaluar los daños en los rodamientos antes de que tengan un impacto significativo en el rendimiento general de su motor eléctrico.

4. Exposición a la humedad

   La maquinaria eléctrica y el agua o la exposición al agua no se mezclan. Y la parte difícil es que es complicado evitar que se acumule cualquier tipo de humedad en su entorno de trabajo. El agua (y una mayor exposición al agua) puede dañar el aislamiento de su motor eléctrico, lo que a su vez reduce la vida útil general del motor.

   Por lo tanto, es importante buscar un lugar cálido y seco para guardar el motor. La instalación de dispositivos de monitoreo de humedad puede ayudar a mantenerse informado sobre las condiciones ambientales, mientras que los dispositivos de control de humedad pueden ayudar a mantener bajos los niveles de humedad, lo que ayuda a reducir el riesgo a largo plazo de daños y corrosión causados por el agua o la humedad.

5. Distorsión armónica

   Los armónicos, que son voltajes y corrientes eléctricas en un sistema, pueden ser un problema significativo cuando se trata de su sistema eléctrico. Estos problemas se refieren a cualquier fuente no deseada de voltios de CA de alta frecuencia que podría afectar el rendimiento del motor. Debido a que el motor no puede usar este exceso de energía de manera efectiva, se distribuye a los devanados y cojinetes, lo que provoca pérdidas internas de energía.

   Con el tiempo, la distorsión armónica puede disminuir el rendimiento del aislamiento de los devanados dentro del motor eléctrico, lo que puede hacer que su motor sea más susceptible a fallas en el rendimiento. Puede reducir las averías por distorsión armónica instalando un variador de frecuencia o puede intentar usar un filtro para ayudar a mantener al mínimo el daño de la distorsión armónica.

6. Contaminación y Corrosión

   La contaminación también es un problema común cuando se trata del mantenimiento de su motor eléctrico. Los contaminantes están en todas partes y aparecen en forma de suciedad, polvo y sustancias abrasivas. Desafortunadamente, cuando estas sustancias ingresan a las partes internas del motor, pueden causar corrosión adicional y desgaste con el tiempo.

   La buena noticia es que puede prevenir la contaminación y la corrosión implementando estándares de trabajo seguros y usando lubricantes dentro de la propia máquina. También es importante recordar a sus ingenieros que mantengan sus espacios de trabajo limpios y que también tomen medidas adicionales para colocar el motor lejos de máquinas que puedan contribuir a la contaminación del aire.

Tomarse el tiempo para proteger al motor eléctrico de averías

En última instancia, hay muchos elementos y factores contribuyentes que pueden causar interrupciones en un motor eléctrico o dificultar su rendimiento. Es importante conocer y comprender las averías de los motores eléctricos para definir los dispositivos de protección más adecuados para cada caso.

Al ser máquinas no estáticas, los motores están sujetos a esfuerzos eléctricos y mecánicos.

Al pensar en los elementos de protección debemos tener en cuenta primero las fallas del motor, éstas vienen en tres tipos básicos: eléctricas, mecánicas y mecánicas que progresan a eléctricas.

Las fallas comunes del motor son:

• Calentamiento excesivo

• Avería del aislamiento

• Sobrecargas (eléctricas y mecánicas)

• El desequilibrio de fase y cualquier desequilibrio de voltaje conducirá a un desequilibrio de corriente aún mayor.

• Falla del rodamiento

• Desalineación del eje

• Rotor bloqueado

• Vibración

El sobrecalentamiento puede ocurrir por subdimensionar el motor, enfriamiento insuficiente a baja velocidad cuando se usan variadores de velocidad, cambios en la carga del motor, como equipos atascados y condiciones ambientales calientes.

La ruptura del aislamiento, que conduce a la quema de los devanados, implica un cortocircuito dentro del motor o dentro del circuito de alimentación del motor, y puede ser causado por sobrecalentamiento, sobrecargas y sobretensiones.

Alrededor del 80% de las fallas de los motores eléctricos son el resultado de daños en el devanado del estator del motor y fallas en los cojinetes.

La falla de los cojinetes en los motores puede ser una indicación de los cojinetes incorrectos para la aplicación.

Un motor montado verticalmente necesita rodamientos diferentes a los de un motor horizontal. Un motor que impulsa una transmisión grande o de correas múltiples requerirá rodamientos capaces de manejar  grandes cargas radiales. Un motor atornillado a una placa base deformada se torcerá.

Los rodamientos suelen ser pequeños en comparación con otros componentes principales del motor, lo que los hace especialmente vulnerables a daños y desgaste; algunos estudios atribuyen más de la mitad de todas las averías de los motores eléctricos industriales al mal funcionamiento de los rodamientos, la mayoría de los cuales se deben a una lubricación demasiado escasa o excesiva. Otra causa importante de fallas en los rodamientos es la desalineación.

La desalineación del eje destruirá los rodamientos mucho antes de su vida útil completa.

El eje del motor debe estar directamente en línea con el eje que está impulsando.

Esto solo se puede lograr utilizando técnicas de alineación de precisión como el láser.

Otros problemas que pueden ocurrir con los motores son la entrada de agua y polvo en las bobinas del estator o en la carcasa de terminales que provocan cortocircuitos, las patas blandas del motor están atornilladas fuera de nivel), montaje del motor o tipo de carcasa incorrectos y desequilibrio eléctrico o mecánico. .

El ruido indica problemas en el motor, pero normalmente no causa daños. Sin embargo, el ruido suele ir acompañado de vibraciones.

La vibración puede causar daños de varias maneras. Tiende a soltar los devanados y daña mecánicamente el aislamiento al agrietarse, descascararse o desgastarse el material. La fragilización de los cables conductores por el movimiento excesivo y las chispas de las escobillas en los conmutadores o los anillos colectores de corriente también se debe a la vibración. Finalmente, la vibración puede acelerar la falla de los cojinetes al hacer que las bolas se «brinnell», que los cojinetes de manguito se golpeen y pierdan su forma o que las carcasas se aflojen en las carcasas.

Siempre que se encuentren ruidos o vibraciones en un motor en funcionamiento, la fuente debe aislarse y corregirse rápidamente. Lo que parece ser una fuente obvia de ruido o vibración puede ser un síntoma de un problema oculto. Por lo tanto, a menudo se requiere una investigación exhaustiva.

El ruido y las vibraciones pueden ser causados por un eje del motor desalineado o pueden transmitirse al motor desde la máquina accionada o el sistema de transmisión de potencia. También pueden ser el resultado de un desequilibrio eléctrico o mecánico en el motor.

El desequilibrio eléctrico ocurre cuando la atracción magnética entre el estator y el rotor es desigual alrededor de la periferia del motor. Esto hace que el eje se desvíe mientras gira creando un desequilibrio mecánico. El desequilibrio eléctrico generalmente indica una falla eléctrica, como un devanado abierto del estator o del rotor, una barra o un anillo abiertos en los motores de jaula de ardilla o bobinas de campo en cortocircuito en los motores síncronos. Un entrehierro desigual, generalmente debido a cojinetes de manguito muy desgastados, también produce un desequilibrio eléctrico.

Las causas principales de las averías en motores eléctricos por desequilibrio mecánico incluyen un montaje distorsionado, un eje doblado, un rotor mal equilibrado, piezas sueltas en el rotor o cojinetes defectuosos. El ruido también puede provenir del golpe del ventilador contra el marco, la cubierta o de objetos extraños dentro de la cubierta. Si los cojinetes están defectuosos, como lo indica el ruido excesivo de los cojinetes, determine por qué fallaron los cojinetes.

Otro problema que pueden enfrentar los motores es un tiempo de arranque prolongado.

Si un motor se somete a muchos arranques sucesivos, los devanados del rotor o las barras del rotor pueden calentarse hasta el punto en que se dañen las conexiones eléctricas entre las barras del rotor y los anillos de los extremos.