Monitoreo de motores eléctricos y variadores de frecuencia industriales

El monitoreo de motores eléctricos es una de las tecnologías para el mantenimiento predictivo que han tenido mayor evolución en las últimas décadas superando la innovación con RMS por sus siglas en inglés Root Mean Scuare (Raíz de la Media de los Cuadrados), que es la instrumentación utilizada para obtener un valor eficaz de las medidas eléctricas de corriente alterna, así como también, las medidas de tensión.

Es importante tener en cuenta que el análisis de firma de voltaje y corriente es ahora la base para a instrumentación moderna, debido a que tiene mayor visibilidad en las aplicaciones de los variadores de frecuencia industriales sin la necesidad de proximidad adyacente a un motor.

Esta tecnología brinda la capacidad del monitoreo de motores eléctricos en línea que estén funcionando, así como el control y monitoreo de variadores de frecuencia, a través de un sensor transparente que produce firmas de torsión del eje, permitiendo así controlar el gabinete del motor y realizar un MCC (Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad) avanzado para diagnosticar voltaje y condiciones del sistema.

Anteriormente, el mantenimiento del motor eléctrico era realizado por profesionales del área utilizando un medidor de megohmios en una mano y en la otra empleaban el multímetro digital, sin embargo, con las pruebas de aislamiento realizadas a voltajes inferiores dos veces, la tensión nominal se observó que esta práctica no cumple con los estándares profesionales.

Por lo que surge, el monitoreo de motores eléctricos en línea consiste en evaluar con precisión la carga de un motor desde el sistema eléctrico, terminales de un motor, sensores de voltaje y análisis adecuado de las señales obtenidas. Este enfoque para monitorear la carga no solo muestra la velocidad precisa en estado estable y el par de operación, sino que proporciona visibilidad del par instantáneo en el eje.

Ahora bien, ¿De qué nos sirve esta información? Estos datos son invaluables cuando se quiere determinar qué problemas pueden ser causados por fallas mecánicas o eléctricas. Por otra parte, tenemos las unidades de frecuencia variable que son consideradas en gran medida como alternativas viables a las unidades de corriente continua para todos los sectores de la industria.

Se ha demostrado que el ahorro de energía en sistemas de bombeo con el uso de los variadores de velocidad y frecuencia es significativo, es por ello que estas unidades suelen ser más atractivas, porque no solo reducen los requisitos de mantenimiento, sino que mejoran el control y tienen potencial para aumentar la eficiencia del sistema.

Sin embargo, el reto que presentan es lograr el monitoreo de motores eléctricos, debido a una escasez de tecnología disponible que puedan aprovechar los profesionales de mantenimiento. Las frecuencias variables y los niveles de voltaje presentes con el uso de variadores de frecuencia industriales crearon un desafío tanto para la instrumentación de campo estándar como las evaluaciones exigentes del personal de campo.

Este artículo transmite lo que se puede esperar de la prueba y el uso de instrumentos modernos para lograr el monitoreo de motores eléctricos en línea, reconocer los problemas más frecuentes y los impactos que pueden causar en los estos equipos. La idea es mostrarte cómo se puede obtener una gran cantidad de información con el uso de una instrumentación moderna para la resolución de problemas en los sistemas.

Los variadores de frecuencia y los motores eléctricos se pueden monitorear con precisión, independientemente de su implementación como dispositivos de control de frecuencia, velocidad o par (ya sea en aplicaciones de control vectorial de bucle abierto o cerrado). Las funciones de estado estable, estado variable y Variadores de frecuencia dinámico pueden ser adecuadamente monitoreado con instrumentación portátil capaz.

Demostración del rendimiento que se obtuvo con el monitoreo de motores eléctricos en un entorno controlado

Para investigar las capacidades de un moderno monitor de rendimiento de motores eléctricos en línea, fue necesario operar motores de tamaño industrial en un entorno controlado, se realizó una prueba de capacidad de carga del motor en los bancos de pruebas del laboratorio, la cual consistió en crear una aplicación de carga emulada del motor a partir del nivel tensión, distorsión de tensión y rampas de desequilibrio en tensión de forma independiente.

Por lo que se requirió un control dinámico suficiente de la operación de variadores de frecuencia para evaluar las capacidades de estas unidades en línea y el monitoreo de motores eléctricos en línea. Para verificar esto se utilizó un dinamómetro de impulsión vectorial de cuatro cuadrantes de 300 hp en varias condiciones operativas destinadas a este propósito.

El instrumento de monitoreo en línea se conectó a los conductores del vector drive con pinzas de corriente y voltaje regulando tanto la carga como la dirección de rotación positiva y negativa, con frecuencias y amplitudes variables, incluidos los cambios de la desviación del par.

Estas pruebas y diagnósticos han hecho que el dinamómetro sea casi obsoleto para un éxito programas de mantenimiento predictivo, demostrando más bien que las técnicas de estimación se conviertan en una herramienta útil e intuitiva para la evaluación y motores eléctricos en línea.

Obtener los valores eficaces de la tensión del eje con el monitoreo de motores eléctricos en línea es de suma importancia para las industrias si queremos reducir los tiempos de mantenimiento y los costes asociados a esta actividad, ya que la tensión de una onda senoidal varía en el tiempo y por tanto no es igual a la tensión que alcanzan sus picos.

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