Motores, transformadores y

aplicacionesIng.Víctor Manuel Salinas Jarquín

¿Tensión o Corriente? Tensión, que se mide en Volts:

Fuerza electromotriz necesaria para hacer fluir los electrones a través de un conductor.

Corriente, que se mide en Amperes: La cantidad de electrones que pasan por un punto del circuito en

determinado tiempo

¿Sin Tensión existiría la Corriente? Comentarios

Tensión Continua Se encuentra en las pilas, baterías, dínamos, salidas de las fuentes de

la alimentación de los aparatos electrónicos (celulares, laptops,etc). La dirección de la corriente es en un solo sentido, por convención es

de + a -.

Tensión Alterna Se encuentra en alternadores, transformadores, en el tendido

eléctrico domestico, industrial La dirección de la corriente es continuamente cambiante, es decir

cambia continuamente de polaridad, en México la cantidad de ciclos por segundo de la tensión alterna es de 60 hz/seg.

Motores Eléctricos. Un motor eléctrico convierte energía eléctrica en energía mecánica.

Un motor eléctrico convierte energía eléctrica en energía mecánica. Existen motores eléctricos para Tensión Continua, así como para Tensión

Alterna

Este motor está formado por una armadura que gira en un campo magnético, esta a su vez tiene una bobina enrollada alrededor de un núcleo de hierro.

La fuente de electricidad se conecta a las escobillas, que hacen contacto son el conmutador de la armadura, este conmutador es un tipo de interruptor que cambia la dirección de la corriente en la bobina según va girando

Estos tipos de motores son los más usados en la industria, ya que se alimentan con los tipos de sistemas de distribución de energías normales, además en su mayoría son de buen rendimiento, bajo costo de mantenimiento y sencillez para su construcción.

Dentro de las características fundamentales de los motores eléctricos, éstos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor.

PARTES DE UN MOTOR C.A.

¿Cuál es la importancia para un ingeniero?

Los motores eléctricos en la industria proporcionan los medios para convertir la energía eléctrica en una producción $$$$$$ignificativa y mensurable.

Si sus operaciones se basan en motores eléctricos, es posible que desee poner al día su cuidado y alimentación. Debido a que son tan relevantes y críticos para la industria, la capacidad para diagnosticar con precisión, predecir y tratar eficientemente los problemas de los motores, es esencial para el personal de mantenimiento, ingeniería y operaciones.

Uno de los desafíos más grandes es ser capaz de reconocer, diagnosticar y reparar un motor sin problemas, hasta el punto de evitar un evento catastrófico inesperado. Comprender las técnicas básicas de mantenimiento mecánicas y eléctricas, le ayudará en esta lucha por mantener los motores eléctricos en línea y produciendo.

En Primer Lugar: Comprender los Peligros.

Trabajar sobre o cerca de equipo eléctrico es, por su propia naturaleza, una tarea peligrosa. Antes de inspeccionar cualquier equipo o llevar a cabo cualquier tipo de mantenimiento, la persona que realizará las tareas debe ser calificada y capacitada para evaluar todos los riesgos asociados con el alcance del trabajo a realizar. Si la persona que realiza el trabajo no está calificada, el resultado final podría generar importantes daños a los equipos.

“Algunas tareas de mantenimiento requieren que el trabajo a realizar, se haga sobre equipos conectados mientras se encuentran en funcionamiento normal.”

Siempre que realice el mantenimiento a un motor sin corriente y antes de tocarlo físicamente, hay que estar seguros de que la unidad en cuestión no presenta un riesgo de descarga eléctrica.

Componentes Básicos y Sus Elementos de Falla Un informe del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI)

estudio las fallas de los motores eléctricos indicando que el 53% de los fallos de un motor eléctrico están relacionados con componentes mecánicos y 47% a fallos eléctricos. Las averías mecánicas se detectaron mediante el diagnostico on-line, análisis de vibración y termografía infrarroja, mientras que los defectos eléctricos se detectaron con las pruebas off-line de balanceo resistivo, pruebas de aislamiento, pruebas de alto potencial, pruebas de comparación de carga y pruebas de descargas parciales en motores de media tensiòn.

Cuatro Componentes Básicos de Motores Eléctricos.

Mientras que los materiales y sistemas de aislamiento han cambiado, los principios básicos y el funcionamiento de un motor eléctrico no han cambiado mucho en los últimos 100 años. Un motor eléctrico se compone de cuatro componentes básicos:

1. Bobinado del estátor 2. Conjunto del rotor 3. Rodamientos 4. Eje

Elementos clave de fallo en un motor Éstos componentes están expuestos a condiciones de estrés, por lo que puede producirse un fallo en el

motor. Los ocho elementos clave de estrés que pueden conducir a un fallo del motor son:

1. Térmico 2. Eléctrico / Dieléctrico 3. Mecánico 4. Dinámico 5. Vibración / Choque 6. Residual 7. Electromagnético 8. Ambiental

Para contrarestar estos elementos de estrés, uno de los parámetros clave de un programa eficaz de mantenimiento de motores eléctricos, es el de establecer los procedimientos de ensayo e inspección que permiten obtener los datos en tiempo. Estos datos mostrarán la tendencia que ayudará en el diagnostico de la salud general del motor. Echemos un vistazo a las pruebas, inspecciones visuales, inspecciones mecánicas y pruebas eléctricas que se pueden realizar en los motores eléctricos.

Ensayos Eléctricos para Motores de Inducción AC.

Las pruebas eléctricas realizadas a motores eléctricos pueden proporcionar información importante sobre la salud general del motor.

Algunas de las pruebas y procedimientos eléctricos más comunes incluyen:

1. Las mediciones de resistencia tomadas a través de las uniones atornilladas con un óhmetro de baja resitencia comprobando que el desbalance resistivo no sea mayor a 5%.

2. Las pruebas de resistencia de aislamiento a masa. 3. Pruebas de resistencia del estator fase a fase en los motores de 2300 voltios y mayores. 4. Pruebas del factor de potencia. 5. Pruebas de comparación de carga. 6. Las pruebas y la inspección de los dispositivos de protección contra sobrecargas. 7. Las prueba y la inspección de los arrancadores del motor. 8. Las pruebas de resistencia en circuitos detectores de temperatura. 9. Pruebas periodicas de vibración para verificar tendencias después de que ha iniciado a trabajar.

Inspecciones Visuales y Mecánicas.

Un aspecto importante en el mantenimiento de motores eléctricos es la inspección visual y mecánica.

• Inspeccione la condición física y mecánica del motor. • Busque signos de aceite o fugas de agua. • Verifique que las entradas de aire no están obstruidas. • Compruebe sonidos u olores anormales. • Compruebe la tuberia del drenaje. • Observe la condición de los pernos de anclaje, extensiones de eje, acoplamientos y guardias. • Compruebe el entorno de cualquier aspecto medioambiental que pueda afectar al rendimiento o vida útil. • Inspeccione el anclaje, la alineación, la conexión a tierra del motor y la base. • Inspeccione los deflectores de aire, los ventiladores de refrigeración, los anillos colectores y las escobillas. • Inspeccione las conexiones eléctricas atornilladas de alta resistencia. • Mientras la unidad esté a plena carga, lleve a cabo un estudio termográfico. • Verificar el uso de sistemas de lubricación y engrasado apropiados.

• Verifique el nivel de aceite del rodamiento o chumacera y los periodos adecuados de reengrase. • Compruebe la lubricación inadecuada, el tipo de aceite equivocado, si la viscosidad es demasiado pesada

o demasiado clara en caso de chumaceras y en caso de rodamientos verifique no mezclar tiposde grasa diferentes.

• Verifique existencia de aceite sucio o viejo (debe sustituirse y/o probarse). • Verifique que los anillos lubricadores de aceite giren (especialmente a bajas temperaturas). • Compruebe si hay agua u otros contaminantes en el sistema de lubricación. • Compruebe que la alimentación del aceite esté conectada a los puertos correctos. • Verifique el espacio del sello y condiciones. • Asegúrese de que no hay asentamiento incorrecto del eje en el rodamiento o si no existe un eje doblado. • Verifique la ausencia de ruidos o señales de sobrecalentamiento mecánico o eléctrico inusual. • Asegúrese de que no hay superficies de rodamiento áspero debido a la manipulación de la corrosión o por

descuido. • Compruebe que no tenga una mala alineación. • Verificar que los circuitos detectores de temperatura de resistencia se ajustan a los planos y funcionan

correctamente.

Resumen

Siguiendo esta serie de pruebas visuales, mecánicas y eléctricas, puede ayudar a mantener sus motores eléctricos en perfecto estado. La clave está en realizar las pruebas de mantenimiento predictivo e inspecciones con personal calificado que comprenda los criterios de seguridad, así como la interpretación de tendencia de datos obtenidos que se utilizarán en los próximos ciclos de mantenimiento y así poder decidir alguna intervención de mantenimiento preventivo a buen tiempo y evitar en lo posible mantenimientos correctivos debido a paros no programados.

potencia: Es la rapidez con la que se realiza un trabajo. En física la Potencia = Trabajo/tiempo, la unidad del Sistema Internacional para

la potencia es el joule por segundo, y se denomina watt (W). Sin embargo estas unidades tienen el inconveniente de ser demasiado pequeñas para propósitos industriales.

Por lo tanto, se usan el kilowatt (kW) y el caballo de fuerza (HP) que se definen como:

1 kW = 1000 W 1 HP = 747 W = 0.746 kW 1kW = 1.34 HP