Fallas por sobrecarga en motores eléctricos industriales y cómo resolverlas

Una de las causas más comunes de falla del motor eléctrico es la sobrecarga. Ya sea fallo por sobrecarga mecánica o eléctrica; no importa el tipo, la sobrecarga en motores eléctricos ocurre cuando el par de salida del motor no es suficiente para mover la carga. Este artículo analizará cómo detectar una sobrecarga en motores eléctricos, qué causa la sobrecarga y cómo reemplazar un motor sobrecargado correctamente.

Cómo saber si tu motor ha sido sobrecargado

Un motor eléctrico puede funcionar en una situación de sobrecarga durante un tiempo, días o incluso semanas. De hecho, muchos motores tienen una clasificación llamada factor de servicio que permite ráfagas breves y periódicas de sobrecargas, pero no sobrecargas prolongadas. Una sobrecarga del funcionamiento del motor durante un período prolongado provocará que el motor eventualmente fallará. Los síntomas principales de la sobrecarga en motores eléctricos son el consumo excesivo de corriente, el par insuficiente y el sobrecalentamiento. Aquí hay algunas maneras de detectar una sobrecarga en un motor eléctrico:

• Olor: El motor puede oler caliente o quemado durante y después de la operación.
• Escucha: el motor puede hacer más ruido y tener vibraciones adicionales a medida que el eje trabaja más para hacer girar la carga.
• Observar: el propio motor, los devanados del estator, el rotor o el cableado pueden parecer quemados.

Fallas en motores eléctricos sobrecargados

Si ya has implementado medidas de sobrecarga, encontrarás que el motor ya no arranca debido a un disyuntor disparado o un fusible quemado.

Si has notado un cambio en la eficiencia operativa y deseas probar la sobrecarga antes de que ocurra una falla en el motor eléctrico, hay algunas pruebas diferentes para probar. El uso de un multímetro con un accesorio de abrazadera te permitirá probar situaciones de corriente excesiva, insuficiente o fluctuante que conducen a una sobrecarga del motor eléctrico. El análisis de vibraciones también se puede utilizar para probar rodamientos desgastados e incluso podría ayudar a detectar la desalineación del eje. También puedes intentar probar la temperatura durante la operación del motor para buscar fluctuaciones y aumentos.

Causas de las fallas por sobrecarga del motor eléctrico

Ahora que sabemos que la sobrecarga es una de las principales causas de falla en motores eléctricos. Sabemos que la sobrecarga ocurre cuando el par de salida disponible del motor no coincide con lo que se necesita para la aplicación. Y ahora que sabemos cómo reconocer el daño por sobrecarga en motores eléctricos, echemos un vistazo a los factores que hacen que un motor eléctrico funciona sobrecargado.

Sobrecarga mecánica de motores eléctricos

La sobrecarga mecánica son los problemas no eléctricos que hacen que un motor eléctrico funcione en exceso y consuma corriente adicional para compensar. Esta corriente adicional dañará los devanados y provocará la falla del motor eléctrico.

Algunas de las causas de fallas por sobrecarga mecánica en motores eléctricos son:

• Cuando la carga es demasiado pesada, exigirá una salida de par del motor que exceda la clasificación del mismo.

• Los cojinetes desgastados o dañados debido a contaminantes, lubricación vieja y descompuesta, vibración o sobrecalentamiento ejercerán presión sobre el eje giratorio, lo que requerirá una corriente más alta para mantener el motor en funcionamiento.

• La desalineación de los rodamientos en el eje o la desalineación del eje del motor con respecto a la carga también hará que el motor funcione en una situación de sobrecarga.

Pasos para detectar fallos por sobrecarga en motores eléctricos y soluciones

Algunas de las áreas clave que podrían ser responsables de las sobrecargas del motor que pueden necesitar más investigación son:

• Es posible que exista una sobrecarga mecánica en el motor que provoque disparos repetidos e incluso daños en el bobinado del motor eléctrico. En este caso, es importante reducir la carga lo más rápido posible, ya que comprar un motor nuevo puede ser una propuesta costosa y aumentará los costos operativos.

• La fuente principal de energía del motor debe apagarse inmediatamente para realizar una investigación para identificar el motivo exacto del disparo. También es beneficioso asegurarse de que el sistema de relé de sobrecarga esté ajustado correctamente. Generalmente, esto se establece en el 110% de la capacidad de potencia total del motor.

• En muchos casos, es posible que sea necesario alinear adecuadamente los componentes de la transmisión con el motor para evitar percances de esta naturaleza.

• El voltaje exacto que se suministra al motor debe verificarse periódicamente, incluida la posibilidad de que haya contactos sueltos que puedan provocar disparos o fusibles quemados.

• La fuente real del punto de disparo del relé debe ubicarse y reemplazarse, si se encuentra defectuosa.

• Se debe verificar el cableado eléctrico al motor para garantizar que todas las conexiones se realicen de acuerdo con los requisitos. En el caso de una sola fase o abierta, se deben verificar todas las diferentes combinaciones disponibles para asegurarse de que todas las conexiones estén en orden, especialmente, las fases rojo a azul, azul a amarillo y rojo a amarillo.

• Usar una pinza en el medidor para verificar los amperios cuando el motor está funcionando para identificar si se está produciendo una sobrecarga. Si los amperios que se registran en el medidor reflejan que hay un exceso de lo recomendado por el fabricante del motor, entonces esta es una señal segura de que hay una sobrecarga mecánica, que debe reducirse lo antes posible.

• Puede haber instancias de menor cantidad de potencia o amperios que llegan al motor y, sin embargo, se produce un disparo. Esta es una señal segura de que hay un defecto en el motor.

Sobrecarga eléctrica de motores

La sobrecarga eléctrica se produce cuando la falla por sobrecarga del motor se debe a una situación de voltaje fluctuante, excesivo o insuficiente en la fuente de alimentación o en el controlador del motor. La cantidad de sobrecarga que el motor puede soportar por períodos cortos se indicará en la clasificación del factor de servicio en la placa de identificación del motor eléctrico. Para funcionar en situaciones de bajo voltaje, la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) recomienda hacer funcionar el motor a no menos del 90 % del voltaje nominal de la placa de identificación y al 110 % en situaciones de sobrevoltaje. Los conductores en cortocircuito dentro del motor también pueden causar una falla por sobrecarga.

Ambos tipos de sobrecarga provocan el deterioro del aislamiento térmico y dañan todas las fases de los devanados del motor.

Otras áreas relacionadas con fallas en motores eléctricos y sus remedios

Una vez que se realiza el diagnóstico correcto para identificar la raíz del problema, se gana más de la mitad de la batalla. Sin embargo, puede ser necesario verificar continuamente el voltaje futuro que se suministra al motor.

En un motor trifásico, que se usa más comúnmente con fines comerciales, la cantidad de energía consumida por un motor debe ser igual de todas las fases. Cualquier desequilibrio puede causar un problema. Si existe un desbalance de más del 10% entre alguna de las fases, las causas pueden ser varias, las cuales deben ser localizadas y corregidas de inmediato para evitar mayores percances.

En algunos casos, cuando se instala un motor nuevo, puede negarse a funcionar. Las razones más obvias podrían ser un cableado incorrecto del motor o un problema con el propio motor. La causa de este mal funcionamiento debe establecerse rápidamente y encontrar una solución adecuada. Puede haber casos en los que el motor ha estado funcionando, pero se niega a arrancar en otra ocasión. La razón de esto podría ser que el disyuntor o el fusible se disparó debido a una sobrecarga o que el motor fue a tierra y se cortocircuitó.

Las otras razones que podrían estar detrás de una falla del motor son la fluctuación de voltaje (principalmente bajo voltaje), un capacitor fallando o un estator dañado. Los cojinetes desgastados también pueden ser una causa y deben reemplazarse al detectar el problema.

Cualesquiera que sean las razones por las que un motor eléctrico esté sobrecargado, es esencial que llegues a la raíz del problema lo antes posible para evitar más complicaciones y evitar el aumento de costos resultante que puede hacer mella en su balance

Reemplazo de un motor eléctrico sobrecargado

Una vez que hayas validado que el motor eléctrico ha fallado debido a una sobrecarga, debes hacer algunas cosas antes de comprar un motor de reemplazo. Deberás realizar algunas pruebas para encontrar la causa raíz exacta de la sobrecarga y solucionar cualquier problema que pueda estar presente. Comprender la aplicación prevista es fundamental para evitar otra falla por sobrecarga en el motor eléctrico. Conocer sus capacidades de potencia, comprender las posibles limitaciones de control del motor, leer correctamente la placa de identificación del motor y comprender las capacidades del motor, además de aprender su aplicación prevista, puede ayudarte a elegir el motor eléctrico adecuado y el control de motor con las clasificaciones de salida correctas.

Resumen

La mayoría de los fabricantes de motores eléctricos, si no todos, no ofrecen garantía si el producto se ha dañado debido a una sobrecarga. Es por eso que se debe comprender qué puede causar la sobrecarga del motor, aprender a reconocer y comprender su aplicación prevista para que pueda evitar daños a sus costosos activos. Nuestros expertos en motores eléctricos escriben constantemente en este blog especializado sobre principales problemas eléctricos en los motores industriales para ayudarte a comprender la placa de identificación y la aplicación del  motor, y así puedas obtener un motor de reemplazo que dure.