electricos pi_13_03_01

 MANUAL DE INSPECCION VOLUMEN 12 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION

PDVSA N°

MOTORES ELECTRICOS (GENERAL)

PI–13–03–01

0

DIC.87

REV.

FECHA

APROBADA

APROB. Raúl Pérez

 PDVSA,

1983

TITULO

DESCRIPCION FECHA DIC.87

6

V.L.

PAG.

REV.

APROB. Alejandro Newski

R.P.

A.N.

APROB. APROB. FECHA DIC.87

ESPECIALISTAS

PROCEDIMIENTO DE INSPECCION

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PDVSA PI–13–03–01 REVI REVIS SION ION

FECH FECHA A

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Indice 1 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

2 CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS BASICAS . . . . . . . . . . . .

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3 CLASIFICACION DE LOS MOTORES ELECTRICOS . . . . . . . . . . .

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ALCANCE Las máquinas eléctricas constituyen una gran variedad de equipos que se caracterizan por transformar la energía eléctrica en mecánica y viceversa. En este procedimiento se describen algunas características básicas de las máquinas eléctricas en general y su clasificación en función de las normas de fabricación americanas, NEMA.

2

CARA CA RACT CTER ERIS ISTI TICA CAS S CONS CONSTR TRUC UCTI TIV VAS BAS BASIC ICAS AS a.

Cap apac acid idad ad diel dieléc éctr tric ica a La principal característica constructiva que permite la correcta operación de un motor está definida por la capacidad dieléctrica del aislamiento (capacidad o propiedad que permite la separación de las partes energizadas de las no energizadas). Para lograr este objetivo diversos sistemas de aislamientos son utilizados en función del tipo de motor y de las condiciones de servicio (véase Tabla 1, para detalles).

b.

Núcleo ma magnético El núcleo magnético está constituido por dos cilindros de láminas de hierro al silicio, separados por un entrehierro. El flujo magnético que pasa de un cilindro al otro, constituye el circuito magnético; el núcleo exterior es estacionario (estator) y el núcleo interno es rotante (rotor).

c.

Arrollados Los arrollados son construidos usualmente de alambre y/o barras de cobre y están localizados en los núcleos magnéticos cercanos al entrehierro (ranuras).

d.

Carcaza Constituye la parte no activa activa de los motores, estando formada por una estructura metálica donde se ubica el núcleo exterior (estator) y dos tapas laterales que permiten mediante la utilización de bases deslizantes o rodamientos, la ubicación del núcleo interior (rotor) con relación al exterior. Igualmente la carcaza provee los medios de aislación del circuito magnético del medio ambiente, mediante variados diseños del sistema de ventilación.

3

CLAS CLASIF IFIC ICAC ACIO ION ND DE E LOS LOS MOT MOTORES ORES ELEC ELECTR TRIC ICOS OS Los motores eléctricos pueden ser clasificados en función de diversos parámetros, tales como: el tamaño o potencia, aplicación o propósito, características eléctricas, velocidad de operación, protección del medio ambiente, métodos de enfriamiento o voltaje de operación. La clasificación


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descrita a continuación se fundamenta en las normas de fabricación americanas, NEMA: a.

Clasificación en función del tamaño o potencia – Motores de potencia potencia integral integral Motores de corriente alterna (AC) construidos en una carcaza de tres dígitos o construidos en una carcaza con una capacidad continua mínima de 1 HP en el intervalo de 1700–1800 rpm o cualquier carcaza no mayor que la requerida para un motor de 500 HP a 1800 rpm. – Motores grandes grandes Motores construidos en carcazas mayores que las requeridas por los motores de potencia integral. – Motores de potencia potencia fraccionaria fraccionaria Motores construidos en pequeños tamaños, con carcazas menores que las de los motores de potencia integral que tienen una capacidad continua de 1 HP en el intervalo de 1700–1800 rpm. Las carcazas de los motores fraccionarios tienen asignados una numeración de dos dígitos. Pueden ser monofásicos o polifásicos.

b.

Clasificación en función de la aplicación – Motores de corriente corriente alterna alterna (AC) (AC) de propósito propósito general Son motores de inducción de potencia de 200 HP o menores (incluyen los de potencia fraccionaria), los cuales tienen adicionalmente las siguientes características: – Construcción Construcción abierta – Capacidad Capacidad definida para régimen régimen continuo – Factor de servicio variando variando entre entre 1,15 Y 1,35 1,35 – Son constru construidos idos con un un aislamien aislamiento to tipo tipo A para para motore motores s fraccion fraccionarios arios,, o tipo B para motores del tipo integral. Estos motores son diseñados para ser utilizados en condiciones usuales de servicio: temperatura ambiente de 0 a 400 °C, altitud no mayor de 1000 m, instalados sobre bases rígidas, variaciones de voltaje de ± 10% a condiciones de carga y frecuencia nominal y variación máxima de la frecuencia de operación en condiciones nominales de carga de ± 5%. – Motores de propósitos propósitos definidos definidos Cualquier motor construido para cualquier aplicación para ser usado bajo cualquier condición de servicio que no sean las usuales definidas anteriormente.


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– Motores de propósitos propósitos especiales especiales Cualquier motor que no encuadra dentro de las definiciones anteriores, tienen características de operación especiales y construcción mecánica especial. c.

Clasificación en función de la protección contra el medio ambiente y del método de enfriamiento – Motores abiertos abiertos Son motores que son construidos con aberturas que permiten el pasaje de aire externo de enfriamiento hacia los arrollados. Dentro de esta categoría, se encuentran los motores clasificados como: a prueba de goteo, a prueba de salpicadura, semiprotegido, protegidos, a prueba de goteo completamente guardado, abiertos externamente ventilados, ventilados por conducto y protegidos del medio ambiente. – Motores totalmente totalmente encerrados encerrados Son aquellos cuya construcción está orientada a evitar el libre intercambio de aire entre la parte interior y exterior de la carcasa de motor. Dentro de este grupo se encuentran: TEFC (totalmente encerrados, enfriados por ventilador), a prueba de explosión, a prueba de explosión por polvo, a prueba de agua, totalmente encerrados ventilados por ductos, totalmente encerrados enfriados por agua, totalmente encerrados enfriados por aire, totalmente encerrados enfriados por intercambiador (agua–aire) y totalmente encerrados enfriados por intercambiador (aire–aire).

d.

Clasificación en función de la variación de la velocidad – Motores de velocidad velocidad constante constante Son motores de velocidades constantes durante su operación normal, tales como los motores sincrónicos o de inducción de bajo deslizamiento. – Motores de velocidad velocidad variable variable Son motores cuya velocidad varía en función de la carga, tales como los de arrollados serie o repulsión. – Motores de velocidad velocidad ajustable ajustable Su velocidad es ajustable dentro de un intervalo considerablemente amplio sin ser afectada por la carga. – Motores de velocidad velocidad ajustable–v ajustable–variable ariable Son motores de velocidad ajustable que puede ser afectada por la carga, tales como los motores de rotor devanado. – Motores de velocidad velocidad múltiple múltiple Motores de varias velocidades en las cuales cada una es prácticamente independiente de la carga, generalmente motores de inducción donde es posible modificar el número de polos.


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e.

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Clasificación en función de sus características eléctricas 1. Motores Motores de de corrien corriente te alterna alterna – Motores de inducción inducción Son motores de corriente alterna (AC) en los cuales el arrollado primario está conectado a la fuente (usualmente el estator) y el arrollado secundario que conduce la corriente inducida, está instalado en el rotor, pudiendo ser polifásico (arrollado devanado) o del tipo jaula de ardilla. Estos motores en operación normal, rotan a velocidades inferiores a la sincrónica. – Motores sincrónicos sincrónicos Son motores que rotan a la velocidad sincrónica, el arrollado primario (estator) está conectado a una fuente polifásica, mientras el arrollado secundario (rotor) está conectado a una fuente de corriente directa (DC) por medio de escobillas y anillos rozantes. – Motores de arrollados arrollados series series Son motores en los cuales los arrollados de armadura y campo están conectados en serie. Estos motores son usados en aplicaciones monofásicas. Los motores de inducción y sincrónicos son construidos en las variantes polifásicos y monofásicos, aplicando adicionalmente otra clasificación para los motores de inducción de jaula de ardilla en función de las capacidades de potencia mecánica en el eje (torque) en el momento de arranque. Motores polifásicos, diseños: A. B, C, D y F; motores monofásicos, diseños: N, O, L y M. 2. Motores Motores de de corrient corriente e continu continua a Los motores de corriente continua son de tres tipos: – Motor de arrollado arrollado paralelo paralelo – Motor de arrollado arrollado serie serie – Motor de arrollado arrollado compuesto compuesto

f.

Clasificación en función del voltaje de operación f.1. Baja f.1. Baja ten tensió sión n (máx (máximo imo 60 600 0 V): V): – Motores monofásicos monofásicos (60 Hz) Hz) 115 115 y 230 V; V; (50 Hz) 110 110 y 220 V – Motores poli polifás fásicos icos (60 Hz) 115, 200 200,, 230, 230, 460 y 57 575 5 V; (50 (50 Hz) 220 y 380 V. f.2.. Alta f.2 Alta tensi tensión ón (sup (superi eriore ores sa1 100 000 0 V): V): – Motores polifásicos polifásicos (60 Hz) 2300, 2300, 4000, 4600 4600 y 6600 V


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TABLA 1. CLASIFICACION NEMA DE LOS AISLAMIENTOS PARA MOTORES Tipo de Aislamiento (NEMA)

Temperatura Máxima “Hot Spot” ( C)

A

1 05

Algodón, seda, papel o materiales orgánicos similares, usualmente impregnados; materiales moldeados o laminados con fibras celulosas, resina ferrólica o similares; láminas o perfiles de acetato de celulosa, esmaltes y barnices aislantes y/o combinaciones. Los aislamientos definidos son básicamente de origen orgánico. este tipo de aislamiento no está siendo utilizado en motores grandes.

B

1 30

Mica, asbesto, fibra de vidrio y materiales inorgánicos similares aglutinados con barnices orgánicos o resinas. Pueden emplearse pequeñas porciones de material orgánico solo para propósitos estructurales.

F

1 55

Mica, asbesto, fibra de vidrio y materiales inorgánicos similares aglutinados con barnices orgánicos o resinas epóxicas. Pueden emplearse pequeñas porciones de materiales orgánicos solo para propósitos estructurales. Se utiliza este sistema de aislamiento para las mismas condiciones térmicas de clase B, cuando se desea mayor confiabilidad y larga vida.

H

1 80

Mica, asbesto, fibra de vidrio o materiales inorgánicos similares aglutinados por compuestos de silicona o combinaciones de estos materiales Se pueden utilizar pequeñas porciones de materiales orgánicos para fines estructurales solamente.

E

1 20

Aislamientos con suficiente estabilidad térmica para permitir su operación a 120 °C

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Materiales

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