Types of faults in three-phase electric motors and how to solve them

Actualmente, hemos estado utilizando en la industria dos tipos de motores con respecto a sus voltajes de suministro, el primero son los motores de CC que funcionan con voltajes de CC (corriente continua) y el segundo son los motores de CA o motores trifásicos de inducción que funcionan con CA (corriente alterna). Pero aquí solo hablaremos de los tipos de fallas en motores de inducción trifásicos, que se han utilizado ampliamente en aplicaciones domésticas e industriales.

En general, se utilizan dos tipos de motores de inducción en nuestra industria, como el rotor bobinado y el rotor de jaula de ardilla, pero sus fallas son casi las mismas. Aquí hemos clasificado estas fallas en motores trifásicos  en tres tipos, pero estas se subdividen a su vez.

Tipos de fallas en motores eléctricos trifásicos

• Fallas eléctricas

• Fallas Mecánicas

• Fallas Ambientales

Fallas eléctricas en motor de inducción trifásico

Estas fallas se subdividen en seis tipos:

• Falla de fase única: Se produce una falla de fase única cuando se pierde una fase del voltaje de suministro porque se requiere suministro de voltaje trifásico para el funcionamiento normal del motor de inducción trifásico. Debido a esta falla, el motor podría quemarse o calentarse.
• Falla de secuenciación de fase inversa: la falla de secuenciación de fase inversa se produce cuando se invierte cualquier fase del suministro de voltaje trifásico, lo que significa que se intercambia el orden de fase de los voltajes de suministro. Debido a esta falla, la dirección de rotación del motor ha cambiado.
• Falla de voltajes de suministro insuficientes o excesivos: este fallo se produce cuando los voltajes de suministro están por debajo o por encima del límite específico. El límite de los voltajes de suministro de corriente alterna CA trifásicos es de 380 a 440, por lo que cuando los voltajes de suministro superan este límite, el motor podría quemarse o fallar.
• Falla de sobrecarga: esta falla en motores eléctricos trifásicos ocurre cuando el motor está sobrecargado, lo que significa que la carga más alta está conectada en el lado de salida del motor y, debido a esta carga, el motor podría calentarse o vibrar en exceso. Puedes saber más sobre fallas por sobrecarga en motores eléctricos y sus soluciones suscribiéndote al newsletter de tecnología para la industria.
• Falla a tierra: La falla a tierra se produce cuando cualquier fase de los voltajes de suministro se conecta a la carcasa del motor y luego el motor se cortocircuita por completo. En esta condición, cuando alguien toque este motor, sentirá un fuerte impacto al lado de este, el motor tomará una corriente que podría ser peligrosa para el motor de inducción.
• Falla de cortocircuito entre vueltas: La falla de cortocircuito entre vueltas es el tipo de falla cuando se cortocircuitan dos vueltas de la misma fase o fases diferentes. Durante esta falla, el motor podría dañarse totalmente o las bobinas de esa fase específica podrían dañarse.

Fallas mecánicas en motores eléctricos trifásicos

• Fallas mecánicas: las fallas mecánicas son tipos de fallas que generalmente ocurren en la carcasa interna del motor de inducción trifásico. Estas fallas se subdividen en tres tipos:
• Falla de barra de rotor rota: el motor de inducción de jaula de ardilla consta de barras de rotor y anillo de extremo en cortocircuito. Si estas barras están dañadas o parcialmente agrietadas, este tipo de falla se denomina falla de barra rota del rotor. Hay muchas razones para que ocurra esta falla, pero principalmente se ha observado que esta falla se debe a un defecto del fabricante. Debido a que durante el proceso de soldadura, se puede producir una tensión metalúrgica no uniforme en las barras del rotor, lo que puede provocar la falla de las barras del rotor durante la rotación del rotor.
• Falla de desequilibrio de masa del rotor: si nos concentramos en la construcción del motor de inducción trifásico, podemos saber fácilmente que el rotor del motor de inducción se coloca dentro del orificio del estator y gira coaxialmente con el estator. En motores pesados, está alineado centralmente con el estator y su eje de rotación también es el mismo que el eje geométrico del estator. Entonces, el espacio de aire entre el interior del estator y el exterior del rotor es el mismo. De igual forma, si este entrehierro no es el mismo entonces se daría la situación referida a la excentricidad. En esta situación de excentricidad se produciría la falla del rotor que se denomina falla de desbalance del rotor.
• Falla de cojinete en motores eléctricos trifásicos: en el motor de inducción trifásico, se instalan dos juegos de cojinetes dentro de la carcasa del motor, para soportar el eje del motor. Los propósitos principales de estos rodamientos son girar el eje del motor libremente y reducir la fricción. Se componen de un anillo exterior e interior que se denominan carreras y un conjunto de elementos rodantes que se denominan bolas. Las bolas están fijadas en un lado interior y exterior del anillo y reducen la fricción del eje. La fricción podría reducirse aún más por la lubricación de estas bolas. En algún momento, las bolas, el anillo exterior o interior del rodamiento se dañan debido a algún problema físico y luego se produce la falla. Esta falla se llama falla de cojinete y debido a esta falla, el motor se atasca o golpea totalmente. Puedes conocer más aquí sobre el reemplazo de cojinetes desgastados en motores eléctricos industriales o suscribirte a nuestro newsletter.

Fallas ambientales en motor de inducción trifásico

En un motor eléctrico  trifásico se pueden producir diferentes fallas simultáneamente y, en estas fallas, la falla ambiental también es muy importante. El entorno circundante del motor de inducción, como la temperatura ambiente y la humedad, etc., afecta el rendimiento del motor de inducción. Estos factores reducen el rendimiento del motor de inducción. Además de esto, la vibración en el motor de inducción que podría deberse a cualquier motivo, como una instalación incorrecta, también afecta el rendimiento del motor de inducción. Por lo tanto, durante la instalación de inducción trifásica se debe tener en cuenta este factor.

Soluciones a fallos en motores eléctricos trifásicos

Aunque un motor de inducción trifásico es más confiable si operamos el motor dentro de sus criterios de operación. El motor es más vulnerable si operamos el motor bajo condiciones de sobrecarga.

La sobrecarga hace que el motor tome más corriente. El consumo de corriente del motor por encima de su corriente nominal provoca el calentamiento del devanado y, finalmente, la falla del aislamiento. La sobrecarga intermitente hace que el aislamiento se deteriore con el tiempo. El aumento de la temperatura atmosférica como hemos visto, también dificulta el enfriamiento adecuado del motor y eventualmente reduce la vida útil del aislamiento.

En pocas palabras, cualquier factor que aumente la temperatura y reduzca el enfriamiento del motor es vulnerable para el funcionamiento del motor.

Aquí tienes las soluciones que debes aplicar a cada una de las fallas comunes en motores eléctricos trifásicos:

Three-phase motor does not start

Funcionamiento ruidoso del motor después del arranque

Cojinete sobrecalentado

Fallas en motores eléctricos trifásicos sobrecargados

El motor funciona por debajo de su velocidad nominal