Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos Ingeniería Mecánica
Nombre del A lumno:____V lumno:____V alenci lencia a______ Rem R emig ig io__________ B runo Anto A ntonio nio Apellido Paterno
Apellido Materno
Nombre(s)
UNIDAD 2: MANTENIMIENTO A MOTORES ELÉCTRICOS.
Nombre de de la la A s ig natura natura:: MANT MA NTTO TO:: E L E C TR IC O Y ELECTRONICO
No. C ontrol: ontrol:
15081 15081409 409
Nombre del Docente Doc ente::
S emestre: emestre:
MENDOZA A pellido P aterno
Periodo: _ FE B R E R O/J O/J UNIO UN IO 2019_
8Vo
G rupo:
VAZQUEZ A pellido Materno
8AM
ERIK DE JESUS Nombr e(s )
INTRODUCCION Obtener los conocimientos necesarios para efectuar mantenimiento preventivo y correctivo a motores eléctricos.
DESARROLLO 2.1 CONTROL Y PROTECCION A MOTORES DE INDUCCION. Protección de Motores Eléctricos PROTECCIÓN
DE
MOTORES
ELECTRICOS
SEGÚN
EL C.E.N
En el Código Eléctrico Nacional se establecen los requisitos mínimos para la protección de
motores
en
baja
tensión.
En todo circuito ramal de motores debe existir al menos: 1.- El Seccionamiento. Lo provee un dispositivo que sea capaz de abrir el circuito con indicación visual de ON – OFF. El propósito es garantizar la apertura del circuito ramal con seguridad, para proteger a los usuarios y operadores. 2.- La Protección Automática contra Cortocircuito. Se trata de un dispositivo de acción instantánea (magnético o electrónico) capaz de detectar y cortar cualquier corriente superior a la corriente de arranque del motor, la cual puede ser varias veces la corriente nominal, dependiendo de la Letra de Código del motor. Esta puede ser se r una protección de fusible, bobina magnética o relé electrónico acoplado a un transformador de corriente. 3.- El
Dispositivo
para
Maniobras. Habitualmente
se
utilizan
contactores
electromagnéticos o arrancadores de compuerta electrónica. Realmente no es una protección, aunque puede soportar las corrientes de arranque. Aunque es para controlar el arranque y parada del motor, de hecho es el dispositivo que abre y cierra el circuito ramal del motor tanto en operación normal normal como en sobrecarga.
4.- La Protección contra Sobrecarga. Sobrecar ga. Este dispositivo está llamado a detectar las corrientes de sobrecarga comprendidas por encima de la corriente nominal; pero inferiores a las corrientes de cortocircuito. Aunque sensa también a estas últimas, su accionamiento es retardado y no actúa suficientemente rápido para despejarlas. Esto lo debe hacer la protección de cortocircuito. En este caso suelen utilizarse relés bimetálicos, fusibles de acción retardada y relés electrónicos.
Inclusive se han desarrollado dispositivos que son capaces de cubrir todas juntas las exigencias de la norma. Son los llamados protectores integrales o “salva motores”
Modernamente, se fabrican relés o dispositivos electrónicos multifunción para la protección de motores. Los más modernos incorporan puertos de comunicación serial para transmitir en forma digital todos los datos del circuito motor donde están instalados. Los datos se envían a un microprocesador o computador para producir las señales de alarma y acciones correctivas necesarias. Con este tipo de relés pueden detectarse las siguientes condiciones de falla: Temperatura Máxima El aislamiento es la parte más vulnerable de los motores. Se afirma que la vida de un motor está en relación directa con la vida de su sistema aislante. Si no se sobrepasa la máxima temperatura que éste puede soportar, el motor podría prestar servicio durante muchos años. SELECCIÓN Y AJUSTE DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN Las recomendaciones que siguen a continuación, tienen por objeto orientar a los usuarios en la selección a priori de los dispositivos de protección más adecuados para
cada caso. Los ajustes, son los l os ajustes máximos que permiten las normas (C.E.N). Queda claro, que cada caso es un problema particular que debe resolverse con un estudio más minucioso que debe realizarlo el profesional del ramo. 1.- Fusibles Aplicación: Protección contra Cortocircuito. Muy recomendables en la protección de transformadores y también como protecciones de respaldo de otros dispositivos de protección. En motores, puede utilizarse un fusible de doble elemento para ofrecer una gama de protección que incluya el rango de sobrecarga. Selección: En base a la corriente nominal y atendiendo también a la Capacidad de Interrupción. Ajuste: No tienen ajuste. El valor máximo permitido por las normas es el 300% de la corriente nominal. 2.- Relais Bimetálicos Aplicación: Ampliamente utilizados en la protección de sobrecarga en motores de baja tensión. Selección: Se seleccionan en atención a la corriente nominal del motor a la tensión de trabajo. Ajuste: Se pueden ajustar entre en tre el 80% y el 125 % de la corriente nominal no minal del motor. El valor máximo de ajuste es el 125% de la corriente nominal del motor. La recomendación es ajustarlo a un valor menor, permitiendo el arranque normal del mismo. Capacidad de Interrupción. Es la máxima corriente de Cortocircuito que el dispositivo puede interrumpir en forma segura, sin explotar. 3.- Interruptores Magnéticos Aplicación: Recomendables en la protección contra cortocircuitos, especialmente en motores. Selección: En atención al valor de la corriente de cortocircuito y la curva de daños del aislamiento. Normalmente se selecciona en atención al valor máximo esperado de la corriente de arranque Ajuste: No todos tienen ajuste. En caso de tenerlo, la recomendación es ajustarlo al mínimo posible, siempre y cuando se permita el arranque del motor. El ajuste máximo
permitido por las normas es el 700% de la corriente nominal, dependiendo de la Letra de Código (*) y el Factor de Servicio (**) del motor 4.- Interruptores Termo-magnéticos Aplicación: Ampliamente utilizados en las protecciones de baja tensión. Son útiles en la protección de cargas generales de iluminación, hornos, tomacorrientes, etc. No resultan tan eficientes en la protección de motores a causa del rango de las corrientes de sobrecarga y arranque. Selección: En atención a la corriente nominal de la carga y a la Capacidad de Interrupción de cortocircuito. Ajuste: No todos tienen ajuste. Algunos de mayor precio, permiten ajustes del disparo instantáneo para la protección en el rango de las corrientes de cortocircuito; más propiamente, en el rango de las corrientes de arranque. Versiones más modernas y sofisticadas, permiten ajustes de ambos rangos. El valor máximo del ajuste del disparo por cortocircuito permitido por las normas es el 700% de la corriente nominal y el de sobrecarga, el 250% de la corriente nominal.
2.1.1 ARRANCADOR MAGNETICO A VOLTAJE PLENO Y VOLTAJE REDUCIDO. Uno de los métodos más sencillos de arranque a voltaje pleno, es el del llamado Interruptor de acción rápida, que básicamente tiene dos posiciones: “cerrado” y “ab ierto”.
En este tipo de arrancador, el motor mo tor se conecta directamente a través de la línea du rante el arranque, lo cual es válido para motores monofásicos pequeños, hasta de 1 HP, esto se puede lograr también con un simple desconectador de navajas, pero en este caso no se tiene la protección contra sobrecarga. El arranque de motores a voltaje pleno, generalmente, se hace por medio de arranca de los manuales, que están definidos por: su capacidad en HP, el número de polos, el voltaje y el número de fases. Las ventajas de usar arrancadores manuales son su bajo costo, que son mecánicamente sencillos y de operación silenciosa. De acuerdo con las normas, los arrancadores manuales para motores se deben montar en un gabinete protector. El switch de arranque debe estar físicamente localizado cerca del motor y del circuito de control.
Los arrancadores manuales se pueden clasificar como sigue: Arrancadores manuales de HP fraccionarios. Estos se usan para controlar motores Monofásicos de 1 HP o menores en 115 o 220 volts. Tienen un sensor técnico que abre los contactos del arrancador. Cuando se detecta alta corriente, se provee de una protección contra sobrecarga. El relevador de sobrecarga se debe restablecer manualmente antes que los contactos se puedan volver a cerrar. El arrancador manual con switch o estación de botones de arranque-par, ya sea para motores monofásicos o trifásicos, no requiere protección de sobrecarga. En forma for ma típica, los switches manuales se usan para controlar cargas distintas a motores.
Los arrancadores manuales integrales de HP controlan motores de dos o tres fases, con potencias de 10 HP o menores, o bien motores monofásicos hasta de 5 HP. En la versión trifásica, se requiere de un relevador de sobrecarga sobreca rga con tres sensores de sobrecarga, sobrecar ga, un sensor para cada una de las fases, de acuerdo con las normas. Los arrancadores manuales con protección para bajo voltaje, tienen un solenoide de ciclo de trabajo continuo que se energiza con el voltaje. Algunos equipos industriales se deben arrancar en forma gradual, como es el caso de Maquinas que procesan productos frágiles. En otras aplicaciones industriales no se pueden conectar los motores directamente a la línea, debido a que la corriente de arranque es muy elevada, en este tipo de casos el voltaje de arranque aplicado al motor se debe reducir, ya sea conectando resistencs (también reactancias) en serie con la línea de alimentación al motor, o bien, empleando un auto transformador. En el arranque a voltaje reducido se debe tener a consideración que: La corriente a rotor bloqueado es proporcional al voltaje, es decir, si se reduce el voltaje a la mitad, la corriente se reduce a la mitad. El par a rotor bloqueado es proporcional al cuadrado del voltaje, es decir, si se reduce el voltaje a la mitad, el par se reduce a la cuarta parte.
2.1.2 METODOS DE ARRANQUE A TENCION REDUCIDA DE MOTORES DE INDUCCION. Esta manera de arrancar los motores obedece a alguna de las siguientes razones: •
Disminuir la corriente de arranque. • Acelerar suavemente la carga. Principales métodos de arranque: – Resistencias primarias – Reactancias – Autotransformador – Estrella Delta – Devanado Partido
A través de un grupo de resistencias, produciendo una caída de tensión en ellas, reduciendo la corriente y el par durante el arranque. Una vez que el motor alcanza una velocidad superior al 70 % de d e la nominal se desconecta las resistencias, dejando dejand o el motor funcionando con la tensión plena de alimentación. Este método de arranque consiste en cone ctar el motor a la línea a través de reactancias colocados en cada una de las fases. Como resultado el par de arranque es muy bajo, además de que el reactor disminuye aún más el Factor de Potencia durante la aceleración. Los reactores van provistos de derivaciones, para conseguir en los bornes del motor tensiones del 50%, 65% y 80% de la tensión plena de alimentación. El arranque con tensión reducida de un motor de inducción CA permite incrementar la velocidad del motor en etapas pequeñas, lo que resulta en una menor cantidad de corriente requerida que en el caso de un arrancador tradicional. Debido a la tensión reducida, el par es también reducido, lo que resulta en un arranque más suave o más fácil. Los arrancadores de tensión reducida se utilizan en todos los tipos de motores CD y CA debido a su simplicidad, resistencia y confiabilidad. El arranque con tensión reducida
se requiere por dos razones: razone s: 1.- Para evitar la sobrecarga para el e l sistema de distribución de energía eléctrica. 2.- Para evitar un desgaste innecesario del equipo mediante la reducción del par inicial de arranque. Para evitar la sobrecarga para el sistema de distribución de energía eléctrica. Un motor de diseño B según NEMA típico puede tomar 6 a 8 veces la corriente de operación de plena carga cuando arranca. Esta irrupción de corriente puede ser enorme cuando la operación del cliente tiene numerosos motores eléctricos grandes. Si la red de distribución de energía eléctrica ya está cerca de su capacidad, la irrupción de corriente causada por el arranque de grandes motores puede resultar en parpadeo de luces hasta reducción de la intensidad. (Puede también causar disparos de interruptores y dispositivos de protección en el sistema). Por esta razón, muchos proveedores de energía eléctrica imponen límites a la cantidad de energía que sus clientes pueden tomar en un momento dado, permitiendo mantener un equilibrio en su sistema de distribución. La reducción de la tensión a las terminales de motor al arranque reduce el pico de corriente. Para evitar un desgaste innecesario del equipo Un motor de inducción B de diseño NEMA típico genera aproximadamente 150% de su par de carga de plena carga normal al arranque. Este par es aplicado casi instantáneamente al equipo excitado. En algunas ocasiones, la fuerza de este choque de arranque puede causar un desgaste excesivo del equipo. La reducción de la tensión aplicada al motor al arranque reduce también el par producido por el motor, y el choque transmitido a la carga.
Esta manera de arrancar los motores obedece a alguna de las siguientes razones: se desea disminuir la corriente de arranque demandada por el motor, o bien, acelerar suavemente la carga, esto es disminuir el par. Algunas cargas a las que somete un motor en la industria se deben arrancar en forma gradual, como es el caso de máquinas que procesan productos frágiles u otras aplicaciones donde no se pueden conectar los motores directamente a la línea debido a la gran corriente demandada. Este tipo de arranque consiste en suministrar al motor un voltaje menor al nominal en los arrollamientos del motor. Al reducirse la tensión se reduce prop orcionalmente la corriente, la intensidad del campo magnético y el par. Por lo tanto, este método de arranque es utilizado en motores que no necesiten un gran par de arranque. Este tipo de arranque opera para potencias fraccionarias mayores a 10 HP y utilizan diversos métodos de arranque que en forma gradual, van aumentando la tensión de la carga a alimentar. A continuación se describen los más comunes.
2.2 MANTENIMIENTO PREVENTIVO A MOTORES TRIFASICOS DE CORRIENTE ALTERNA. El mantenimiento preventivo ha adquirido una enorme enor me importancia, ya que al considerarlo como parte de la conservación de los equipos, con un eenfoque nfoque a la productividad, permite obtener mayores y mejores beneficios. En este contexto, el llamado mantenimiento preventivo juega un papel importante, ya que cambia la función de simplemente reparar al equipo o reemplazar al que se considera desechable por el estado que guarda. Ahora, se trata de diagn osticar el estado que tiene un equipo antes de que falle, y de esta manera evitar su salida de producción, o bien contar con las técnicas de reparación apropiadas cuando hubiera que hacer esta función. Una carga excesiva puede llevar rápidamente a una falla en el motor. Es posible que se seleccione correctamente al motor para su carga inicial; sin embargo, un cambio en su carga o en el acoplamiento de accionamiento, se manifestará como una sobrecarga en
el motor. Las rodamientos o baleros comenzarán a fallar, los engranes están expuestos a presentar fallas en los dientes, o bien se presentará algún otro tipo de fricción que se manifieste como sobrecarga. Cuando se presenta una sobrecarga, el motor demanda más corriente, lo cual incrementa la temperatura del mismo, reduciendo la vida del aislamiento. Los problemas en baleros y rodamientos son una de las causas más comunes de fallas en los motores, también la alineación errónea de éstos y la carga,
Malos acoplamientos por poleas y bandas, o bien errores en la aplicación de engranes o piñones, son causas de fallas mecánicas. Por otro lado, se debe hacer un correcto balanceo dinámico para evitar problemas de vibración. Así mismo, una incorrecta alimentación de voltaje al motor, puede reducir la vida o causar una falla rápida si la desviación del voltaje es excesiva. Un voltaje bajo soporta una corriente mayor que la normal. Si el voltaje decrece en una forma brusca, se presenta una corriente excesiva que sobrecalienta al motor. Un voltaje alto en la línea de alimentación a un motor reduce las pérdidas, pero produce un incremento en el flujo magnético, con un consecuente incremento de las pérdidas en el entrehierro. En los motores antiguos, a veces se desprenden los dispositivos para inspección de l nivel de aceite al cambiarlos de lugar. Si se instalan conexiones de repuesto, hay que determinar que el nivel no esté muy alto ni muy bajo. Si está e stá muy alto, el exceso de aceite ac eite se escapará y habrá acumulación de polvo y mugre, y puede mojar el aislamiento de los devanados. El manejo brusco o descuidado de un motor puede producir grietas en el depósito de aceite, y al poco tiempo ocurrirán fugas, las cuales se notan por el goteo de aceite de los cojinetes cuando el motor está parado. Para localizar las grietas, hay que limpiar el exterior de la cubierta de cojinete con un disolvente y secarlo bien con trapos. Después de que el motor ha h a estado parado algunas horas, será fácil localizar las posibles grietas.
La quemadura total de los contactos puede impedir que se cierre el devanado auxiliar o de arranque, o que los contactos se suelden entre sí. Cuando el interruptor de arranque se queda abierto, el motor no puede pue de arrancar y, si no tiene protección pr otección adecuada, se puede quemar el devanado principal; en el segundo caso, se puede que mar el devanado auxiliar o de arranque. Si el motores del tipo de arranque con capacitor, éste se puede fundir antes de que se queme el devanado de arranque. En muchos casos, los capacitores tienen fusible de seguridad que se puede sustituir. 2.2.1 MEDICION DE RESISTENCIA OHMICA POR CAIDA DE VOLTAJE CON USO DE VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO. Esta prueba es utilizada para conocer el valor de la r esistencia óhmica de los devanados de un transformador. Es auxiliar para conocer el valor de pérdidas en el cobre (I²R) y detectar falsos contactos en conexiones de boquillas, cambiadores de derivaciones, soldaduras deficientes y hasta alguna falla incipiente en los devanados. La corriente empleada en la medición no debe exceder el 15% del valor nominal del devanado RECOMENDACIONES PARA REALIZAR LA PRUEBA DE RESISTENCIA OHMICA DE DEVANADOS. Retirar los conductores de llegada a las boquillas. c) Desconectar los neutros del sistema de tierra en una conexión estrella. d) Limpiar las terminales perfectamente, a fin de que cuando se efectúe la conexión al medidor se asegure un buen contacto. Como no se conoce la resistencia óhmica del transformador bajo prueba, el multiplicador y las perillas de medición (décadas) deben colocarse en su valor más alto. f) Al circular la corriente directa por el devanado d evanado bajo prueba, se origina un flujo magnético que de acuerdo con la Ley de Lenz induce un potencial el cual produce flujos opuestos. Lo anterior se refleja en el galvanómetro por la impedancia que tiene el devanado. Pasado un cierto tiempo la aguja del galvanómetro se mueve hacia la izquierda, es to es debido a que comienza a estabilizarse la corriente en la medición de la resistencia. g) Medir la Resistencia de cada devanado y en cada posición del cambiador de derivaciones, registrando las lecturas en el formato de prueba Es una prueba que está influenciada por el canal de dispersión en los transformadores de potencia y es indicativa para detectar deformación o distorsión de los devanados de vanados y sus sistemas de sujeción en un transformador, debido a:
Impactos y movimientos severos durante su transporte o maniobra.
Esfuerzos mecánicos por fallas externas de cortocircuito soportadas por el transformador.
Defectos derivados del diseño, fabricación o reparación del transformador
Debido a que es una prueba de reciente desarrollo y aplicación, no existe aún un criterio definido para evaluar los resultados; considerándose permisibles aquellas desviaciones entre el 3% y el 5% dentro de las cuales se considera que un equipo se encuentra en buen estado (valores que corresponden a los criterios americano y europeo respectivamente). Una variación en el porciento de la reactancia de dispersión (mayor a la de los criterios indicados anteriormente) entre una prueba anterior y una posterior puede ser indicativo de un cambio en la geometría de la parte activa del transformador, lo cual puede interpretarse como una probable falla incipiente en el conjunto núcleobobinas con una posibilidad de evolucionar hacia una probable falla mayor futura.
2.2.2 PRUEBA DE CORTO CIRCUITO A ROTOR BLOQUEADO EN MOTORES DE INDUCCION CON ROTOR DEVANADO. Las pruebas en los motores de corriente alterna, como las pruebas en otras máquinas eléctricas, tienen dos propósitos fundamentales:
Verificar que las maquinas maquinas cumpla con las solicitaciones o condiciones a que estarán sometidas durante su operación ya sea de calentamiento, de voltaje y mecánicas.
Verificar las las características de diseño de las las maquinas e indicadas indicadas normalmente en la placa de características.
Por medio de esta prueba se determina la potencia y corriente, así como el factor de potencia, que tiene un motor cuando su rotor está ce rrado en corto circuito y tiene su rotor
bloqueado, de manera que manera que se le impida girar, de aquí que se conozca también como prueba de rotor frenado. A partir de estos datos se puede calcular:
La impedancia, resistencia y reactancia del motor.
El factor de potencia en corto circuito.
La corriente a tensión nominal.
Las perdidas en los devanados a tensión nominal.
Determinar:
Las perdidas en los devanados del motor (estator y rotor).
La corriente de corto circuito.
El voltaje de corto circuito.
2.2.3 PRUEBA PARA LA DETERMINACION DEL RENDIMIENTO EFECTIVO. Los motores eléctricos, en la industria y en el sector terciario, consumen gran parte de la energía eléctrica en el mundo. Son los responsables de la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica, y pequeñas mejoras en su eficiencia pueden generar un ahorro importante en costes de energía. He aquí algunas sugerencias: 1. Utilizar motores de elevado rendimiento. Para una misma potencia, puede haber diferencias en la eficiencia entre un 3% y un 8% de un motor a otro. 2. Seleccionar adecuadamente la potencia del motor según los requerimientos de la la carga, siendo conveniente trabajar entre un 75% y un 100% de plena carga. Para índices de carga inferiores al 75%, el rendimiento del motor disminuye considerablemente. 3. Usar variadores de velocidad donde sea apropiado, para ajustar ajustar la velocidad y el par a los requerimientos de la carga. Es especialmente interesante su utilización para el ahorro energético en el caso de bombas y ventiladores.
4. Programar correctamente las operaciones de mantenimiento y reparación. Un adecuado mantenimiento ayuda a minimizar pérdidas por rozamiento y calor, consiguiendo además alargar la vida útil del motor. Bajo este potencial de ahorro y mejora del medio ambiente, diferentes países han desarrollado políticas energéticas para incentivar el uso de motores eléctricos de elevado rendimiento. En la Comunidad Europea se han establecido diferentes categorías de motores atendiendo a su rendimiento Los diferentes niveles y categorías en cuanto a la eficiencia de los motores de inducción no están armonizados. Así pues, nos encontramos con diferentes categorías según el país, cuestión que genera confusión e incrementa las barreras del mercado a los fabricantes, además de problemas de adaptación.
Puede decirse que el rendimiento rend imiento de un motor eléctrico es la medida de la capacidad que tiene el motor para convertir la energía eléctrica en energía mecánica. En el proceso de conversión se presentan pérdidas, por lo que se determina el rendimiento de un motor a partir de Las pérdidas que aparecen en el motor de inducción son: 1. Pérdidas eléctricas (pérdidas por efecto Joule): Son proporcionales al cuadrado de la corriente que circula por las bobinas y se incrementan rápidamente con la carga del motor. Aparecen como consecuencia de la resistencia eléctrica de los bobinados del estator (Pj1) y de las barras conductoras del rotor (Pj2). 2. Pérdidas magnéticas: Se producen en los núcleos de chapa magnética del estator y del rotor, debidas al ciclo de histéresis y a las corrientes de Foucault (Pfe). Dependen básicamente de la frecuencia y de la inducción, por lo que prácticamente son independientes del índice de carga. 3. Pérdidas mecánicas: Son debidas a la fricción entre rodamientos y a las pérdidas por resistencia del aire al giro del ventilador y otros elementos rotativos del motor (Pfreg). Dependen de la velocidad, por lo que en el motor de inducción alimentado desde la red se consideran prácticamente constantes. 4. Pérdidas adicionales en en carga: Estas pérdidas están relacionadas con la carga y generalmente se supone que varían con el cuadrado del par de salida (Pad). La
naturaleza de estas pérdidas es muy compleja influyendo, entre otros, el diseño del devanado, la relación entre la magnitud del entrehierro y la abertura de las ranuras, la relación entre el número de ranuras del estator y del rotor, la inducción en el entrehierro; las condiciones de superficie del rotor, el tipo de contacto superficial entre las barras y las laminaciones del rotor.
2.3 MANTENIMIENTO CORRECTIVO A MOTORES ELECTRICOS. Cada día las fábricas de motores eléctricos buscan nuevos materiales para construirlos y obtener ventajas como las siguientes: 1.- Menor tamaño con igual eficiencia. 2.- Precios competitivos con las demás fábricas. 3.- Diversidad de tipos para trabajos especiales, tales como para trabajar en lugares calurosos, húmedos, con altitudes con más de 2000 20 00 Metros. Sobre el nivel del mar o para trabajos dentro de pozos profundos, dentro del agua, así como de tipos horizontales y verticales. Es importante tomar en cuenta los siguientes detalles, para la reparación de motores. 1.-si el motor es común y corriente, es, decir que no esté trabajando en algún lugar especial. 2.- Si el tipo de motor es especial, informarse bien de las características que dio inicialmente el fabricante teniendo en cuenta que actualmente los aislamientos para el devanado de motores se divide en tres o más clases siendo estas las más importantes. Los motores monofásicos a diferencia de los trifásicos cuentan con dos devanados el de trabajo y arranque , esto se debe a que los motores monofásicos jaula de ardilla carecen de par de arranque, por lo que necesitan un devanado auxiliar para producir el par de arranque, este devanado solo funciona por un par de segundos por medio de un contacto c ontacto que es accionado por un mecanismo llamado interruptor centrífugo, que consta de un juego de platinos platinos y un disco con unos contrapesos que se accionan al aumentar la fuerza centrífuga por la velocidad del rotor, esto provoca que se abra el platino y se desconecte el devanado de arranque, quedando en servicio únicamente el devanado de trabajo o régimen. Los diagramas que se pueden obtener de un motor monofásico son tres:
Diagrama de pasos.- Para este tipo de diagrama es necesario conocer el número de ranuras del estator y el paso de bobinas que forman el grupo. los devanados van desfasados entre si 90º eléctricos. Diagrama de segmentos.- Es necesario conocer el número de polos y con unas flechas se indica el sentido de la corriente si es alternado o consecuente, para determinar esto se emplea la sig. Fórmula: N.P = 120 x F RPM
1750 rpm
Sí el resultado es igual al número de polos reales del motor (físicos), entonces los polos son alternados y si es desigual será polos consecuentes. Diagrama circular.- El diagrama circular es la representación total del motor y los datos anteriores sirven para realizarlo. Los motores trifásicos por su alto par de arranque solo tienen un devanado que se le conoce como devanado de trabajo o régimen y tiene su devanado de fases a 120 º convenientemente repartidos a fin que en el interior del estator forme un campo magnético giratorio que obliga al rotor a girar girar a determinada velocidad afectada afectada por el deslizamiento. CONEXIONES.- Los diagramas de conexión interna son muy variables en estos motores, moto res, dado que influye la tensión, la velocidad número de ranuras número de polos, etc. En el sistema trifásico balanceado conectado en delta, los voltajes de fase y línea son iguales mientras que la corriente de línea es igual a la de fase por la raíz cuadrada de tres.
2.3.1 EL MOTOR NO ARRANCA. Esto puede deberse a diversos factores, por ejemplo, que la red no esté bajo tensión o que algún circuito esté cortado. Si esta situación se presenta, verifica los fusibles, contactos, conexiones del motor (como (c omo la estrella-triángulo), etc. Otro aspecto importante es checar las tensiones del rotor.
En este caso, lo más probable es que tu batería esté “muerta”, por lo lo que es necesario una recarga o sustitución antes de volver a tratar de arrancar el motor.
2.3.2 EL MOTOR ESTA RUIDOSO. Esto puede deberse a vibraciones de ciertos órganos. Para entender qué es lo que está pasando, pon atención al ruido: si se produce solamente en reposo, puede deberse a un cortocircuito en el rotor; si para cuando cortas la corriente, se puede tratar de alguna irregularidad en un entrehierro (es decir, el espacio entre los electrodos de las, armaduras de motor y generado, etc.) Tampoco olvides verificar fijaciones, cojinetes y barras del rotor.
2.3.3 EL MOTOR SE CALIENTA. Es probable que esto esté sucediendo por culpa de un cortocircuito. Recuerda revisar constantemente que el motor esté bien ventilado, checar los devanados y mantener siempre limpios los circuitos de ventilación.
MEDICION DE PARAMETROS
Por medio de esta imagen podemos ver las especificaciones del fabricante esta es una bomba centrifuga.
Estas son tomas de lo que sería el objeto de medición (bomba centrifuga).
En este se puede mostrar el voltaje nominal de la toma de corriente el que dará la energía a la bomba. El cual tiene un valor de 117 V.
Por pro siguiente procederemos a ver si el voltaje que presenta en la toma de corriente es el mismo que se establece en la bomba.
Podemos notar que el voltaje en la bomba a la hora de entra r disminuye y nos da un valor final de 115 V. Vamos a seguir con la medición de la resistencia de la bomba.
En este caso podemos ver que la lectura que nos dio el multímetro es de 2.8 ohms. o hms. Por ultimo vamos a probar o a medir la corriente o amperaje de la bomba. El valor que nos da de corriente es 02.9 A
FACTORES QUE IMPLICAN EN EL MANTENIMIENTO CORRECTIVO DE MOTORES. Existen factores que influyen influyen a la hora de implementar implementar un sistema de mantenimiento y que, por lo general, no se tienen en cuenta. Evidentemente estos factores suponen una carga adicional de trabajo, sin embargo es mucho mayor el beneficio económico y de tiempo que podemos obtener. A continuación se comentan algunos de estos factores que pueden tener gran incidencia.
CODIFICACIÓN: Es uno de los sistemas más eficaces y que se suelen ignorar. Es muy importante impo rtante el tener un sistema de codificación tanto para la documentación, gamas de mantenimiento,
equipos y repuestos. Nos facilitará tener localizado el equipo, ver a qué sistema pertenece, qué documentación tiene asociada (datos técnicos, planos y manuales de reparación), los repuestos asignados al equipo y su ubicación en el almacén, las tareas que tiene asignadas. Todo esto supone un gran trabajo, evidentemente, pero los resultados son realmente positivos, obtendremos un gran ahorro de tiempo (y el tiempo es dinero) a la hora de localizar documentación y los repuestos adecuados en la reparación de una avería, nos facilitará la obtención de un histórico de mantenimiento o de reparación, que nos ayudará para detectar averías repetitivas y erradicar la causa, hacer estimaciones de costes para una posterior negociación de contratos, control de las tareas e intervenciones en los equipos, actualizaciones de documentación.
SEGURIDAD: Un factor imprescindible. Las tareas de mantenimiento han de realizarse con unas medidas de seguridad adecuadas, el mayor activo de cualquier empresa son los empleados y es una obligación cuidar de ellos. Si los operarios se sienten seguros realizarán las tareas de forma más rápida y eficaz. En ocasiones las medidas de seguridad suponen un aumento en el tiempo de intervención, pero mayor es el tiempo perdido por un accidente y una baja.
MEDIOAMBIENTE: Este factor nos puede ahorrar dinero con una correcta gestión de los residuos o de ciertos materiales. Íntimamente ligado en muchas ocasiones con la seguridad. En
ocasiones se pierde un tiempo precioso en intentar gestionar los residuos, cuando debe ser algo de sentido común y previsto con anterioridad.
ALMACÉN: Consiste en realizar una correcta discriminación de repuestos, existen críticos, comerciales y de plazo de entrega admisible. Es decir, no es necesario tener repues to de todo, esto genera un inmovilizado excesivo. Hay que realizar una discriminación de
repuestos necesarios por su criticidad o plazo de entrega, ver si una avería puede suponer una parada de la producción. Se puede hablar con los proveedores la posibilidad de almacenaje por su parte, ver los plazos de entrega. Optimizando los repuestos y firmando contratos de suministro a medio-largo plazo, puede suponer un gran ahorro
de costes. DOCUMENTACIÓN: Disponer de la documentación adecuada, actualizada y de fácil acceso, es fundamental a la hora de realizar intervenciones eficaces, tanto a nivel de reparación como de tarea de mantenimiento. Documentación adecuada al equipo o material, actualizada con las últimas modificaciones que se hayan podido realizar y de fácil acceso, lo que supone
disminuir los tiempos de actuación. GMAO: Con GMAO nos referimos a un programa de gestión de mantenimiento , no tiene por qué ser excesivamente sofisticado y caro, basta con tener ordenados y disponibles ciertos parámetros necesarios, identificar equipos, asociar repuestos y documentación, historial de intervenciones, etc. Supone disponer de una base de datos necesaria para la
correcta sistematización del mantenimiento. RELACIÓN ENTRE DEPARTAMENTOS: El mantenimiento no se puede considerar como sistema aislado, necesita de una colaboración
con
otros
departamentos,
Producción,
Compras,
Seguridad,
Medioambiente, Recursos Humanos, etc. Si se favorece la comunicación entre los departamentos se potenciará la colaboración, lo que mejorará la eficacia del trabajo y
se aumentará la rentabilidad. Hay que ver a los otros departamentos como complementarios, no como rivales, algo que sucede con frecuencia.
FORMACIÓN: Es necesario mantener al personal informado y actualizado con la correcta formación. Formación sobre equipos, sistemas, materiales, seguridad, etc. Todo aquello que sea necesario para realizar y comprender el e l trabajo, mejoraremos la disposición del empleado y aumentaremos su motivación puesto que percibirá p ercibirá que la empresa invierte en él para que tenga todos los medios a su alcance para realizar un trabajo óptimo. Trabajando con sentido común estos factores obtendremos resultados óptimos, mejoraremos la eficacia del sistema, disminuiremos incidencias y tiempos de respuesta y lograremos mayor rentabilidad en la empresa.
ANÁLISIS DE LOS TEMAS YA INVESTIGADOS. 2.1. CONTROL Y PROTECCION A MOTORES DE INDUCCION. Podemos encontrar que para la protección de motores eléctricos se cuenta con códigos o un código nacional establecido en los cuales ya mencionamos anterior mente se encuentran se debe de tener en cuanta para la protección el seccionamiento el cual lo provee un dispositivo que es capaz de abrir el circuito con indicación visual. Otro punto que se trato es la protección automática contra cortocircuito que este consta de un depósito de acción inmediata.
El dispositivo para maniobra este habitualmente se utiliza contactores electromagnéticos o arrancadores de compuerta electromagnética esto es un dispositivo muy común en los motores eléctricos. Otro punto importante es la protección contra sobre carga este están echo o diseñado para detectar las corrientes de sobrecarga que van por encima de la corriente nominal. Se pueden mencionar algunos de los dispositivos que estos incluyen que son el fusible que este ayuda a la protección contra el cortocircuito, otro dispositivo es o son los relais bimetálicos estos son ampliamente utilizados en la protección de sobre carga en los motores de baja tensión, los interruptores magnéticos estos de igual forma son común mente utilizados para la protección contra cortocircuito, los termo-magneticos son utilizados en la protección de baja tensión.
2.1.1 ARRANCADOR MAGNÉTICO A VOLTAJE PLENO Y VOLTAJE REDUCIDO. El arranque de voltaje pleno es también llamado o conocido como interruptor de acción rápida, que este básicamente tiene dos posiciones como ya se menciona antes con exactitud una es cerrado y la otra abierto. Este tipo de arranque, el motor se conecta dir4ectamente a través de la línea durante el arranque, lo cual es válido para motores monofásicos pequeños, que pueden llegar hasta 1HP que de igual forma se puede lograr con un desconectador de navajas pero en estos casos no se tiene protección contra una sobrecarga. Vamos a ver lo que es la clasificación de los arrancadores manuales los cuales mencionare pero no explicare del todo: Arrancadores manuales de HP fraccionarios estos son utilizados para motores
monofásicos de 1HP o menores en 115 o 220 volts.
Arrancadores manual con swich o estación de botones de arranque-par estos son para los motores monofásicos o trifásicos, no requiere protección de sobrecarga
Arrancadores manuales integrales de HP estos controlan motores de dos o tres fases, estos tienden a tener potencia de 10HP o menores o de igual forma motores monofásicos de 5HP.
Ahora hablando del arranque a voltaje reducido se toma en cuenta que la corriente a rotor bloqueado es proporcional al voltaje, y el par a rotor bloqueado es proporc ional al cuadro del voltaje. Esto es lo más importante que se verá en este tema de arranques.
2.1.2
MÉTODOS DE ARRANQUE ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA REDUCIDA DE MOTORES DE
INDUCCIÓN. Este tipo de arrancadores los motores obedecen alguna razón o acción como lo son disminuir la corriente de arranque y acelerar suavemente la carga. Los cuales podemos decir que existen e xisten determinados o específicos tipos de arranque que son los siguientes: 1. Resistencias primarias 2. Reactancias 3. Autotransformador 4. Estrella delta 5. Devanado partido A través de un grupo de resistencias, produciendo una caída de tensión en ellas, reduciendo la corriente y el par durante el arranque. Una vez que el motor alcanza una velocidad superior al 70 % de la nominal se desconecta las resistencias, dejando el motor funcionando con la tensión plena de alimentación. Los reactores van provistos de derivaciones, para conseguir en los bornes del motor tensiones del 50%, 65% y 80% de la tensión plena de alimentación. El arranque con tensión reducida de un motor de inducción CA permite incrementar la velocidad del motor en etapas pequeñas, lo que resulta en una menor cantidad de corriente requerida que en el caso de un arrancador tradicional. Debido a la tensión reducida, el par es también reducido, lo que resulta en un arranque más suave o más fácil. La reducción de la tensión aplicada al motor al arranque reduce también el par producido produc ido por el motor, y el choque transmitido a la carga.
Esta manera de arrancar los motores obedece a alguna de las siguientes razones: se desea disminuir la corriente de arranque demandada por el motor, o bien, acelerar suavemente la carga, esto es disminuir el par. Algunas cargas a las que somete un motor en la industria se deben arrancar en forma gradual, como es el caso de máquinas que procesan productos frágiles u otras aplicaciones donde no se pueden conectar los motores directamente a la línea debido a la gran corriente demandada. Este tipo de arranque consiste en suministrar al motor un voltaje menor al nominal en los arrollamientos del motor. Al reducirse la tensión se reduce pr oporcionalmente la corriente, la intensidad del campo magnético y el par. Por lo tanto, este método de arranque es utilizado en motores que no necesiten un gran par de arranque. 2.2 MANTENIMIENTO PREVENTIVO A MOTORES TRIFÁSICOS DE CORRIENTE CORRIENTE ALTERNA. El llamado mantenimiento preventivo juega un papel importante, ya que cambia la función de simplemente reparar al equipo o reemplazar al que se considera desechable por el estado que guarda. Ahora, se trata de diagnosticar el estado que tiene un equipo antes de que falle, y de esta manera evitar su salida de producción, o bien contar con las técnicas de reparación apropiadas cuando hubiera que hacer esta función. En los motores antiguos, a veces se desprenden los dispositivos para inspección del nivel de aceite al cambiarlos de lugar. Si se instalan conexiones de repuesto, hay que determinar que el nivel no esté muy alto ni muy bajo. Si está e stá muy alto, el exceso de aceite ac eite se escapará y habrá acumulación de polvo y mugre, y puede mojar el aislamiento de los devanados. 2.2.1 MEDICION DE RESISTENCIA OHMICA POR CAIDA DE VOLTAJE CON USO DE VOLTIMETRO Y AMPERIMETRO. Esta prueba es utilizada para conocer el valor de la r esistencia óhmica de los devanados de un transformador.
Es una prueba que está influenciada por el canal de dispersión en los transformadores de potencia y es indicativa para detectar deformación o distorsión de los devanados de vanados y sus sistemas de sujeción en un transformador. Debido a que es una prueba de reciente desarrollo y aplicación, no existe aún un criterio definido para evaluar los resultados; considerándose permisibles aquellas desviaciones entre el 3% y el 5% dentro de las cuales se considera que un equipo se encuentra en buen estado. 2.2.2 PRUEBA DE CORTO CIRCUITO A ROTOR BLOQUEADO EN MOTORES DE INDUCCION CON ROTOR DEVANADO. Estas pruebas en los motores de corriente alterna como pruebas en otras máquinas o equipos eléctricos, tienen dos propósitos fundamentales que son los siguientes verificar que las maquinas cumplan con las soluciones o condiciones a que estarán sometidas durante la operación. Verificar las características de diseño de las maquinas e indicadas normalmente en la placa de características. Y por medio de esto se puede calcular la impedancia, resistencia y reactancia del motor, el factor de potencia en corto circuito, la corriente a tensión nominal y por ultimo las perdidas en los devanados a tensión nominal. Por medio de esto determina las perdidas en los devanados del motor (estator y rotor), la corriente de corto circuito y por último el voltaje de corto circuito. 2.2.3 PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DEL RENDIMIENTO EFECTIVO. Los motores eléctricos, en la industria y en el sector terciario, consumen gran parte de la energía eléctrica en el mundo. Estos son responsables de la conversión de la energía eléctrica en mecánica. Algunas sugerencia para ahorrar costos de energía, energía, en primer lugar esta que se debe de utilizar motores de elevado rendimiento, en segundo lugar se debe de seleccionar adecuadamente la potencia del motor, en tercero se debe usar variaciones de velocidad donde sea apropiado, y por ultimo programar correctamente las operaciones de mantenimiento y de reparación.
Pasemos a lo que son algunas perdidas que se llegan a presentar en el motor de inducción son las siguientes, perdidas eléctricas, perdidas magnéticas, perdidas mecánicas, perdidas adicionales en carga. Todas estas pérdidas son especificadas en la investigación redactada anteriormente. 2.3 MANTENIMIENTO CORRECTIVO A MOTORES ELÉCTRICOS. Por medio de este mantenimiento en los motores m otores se logra llevar un control especifico del mismo ya que con el chequeo que se le da al momento de presentar algún tipo de falla se toman notas de todo lo posible a fallar cabe aclarar que cada empresa toma diferentes formas de llevar acabo su mantenimiento guiándose de sus normas y reglas como empresa de mantenimiento. Algunas ventajas que presenta este mantenimiento como precios competitivos con las fábricas, diversidad de tipos para trabajos especiales.
2.3.1 EL MOTOR NO ARRANCA. Este suceso puede deberse a diferentes cuestiones como lo son que este bajo tensión la red o que este cortado algún circuito. Si esto llega a pasar se debe de verificar los fusibles, contactos, conexiones del motor etc. También es muy importante checar las tensiones del rotor. 2.3.2 EL MOTOR ESTA RUIDOSO. Observamos este tipo de situación en vibraciones de ciertas partes del motor, se debe de poner cierta atención al ruido mediante él se establecerá la situación, esto se debe llevar a cabo viendo en que formas fo rmas se produce el ruido para con el e l identificar que sucede porque y en dónde. 2.3.3 EL MOTOR SE CALIENTA.
Esto normalmente sucede o se genera por un corto circuito, se puede prevenir o estar checando mediante la buena ventilación del motor así como el chequeo de los devanados d evanados y un punto muy importante tener en completa limpieza los circuitos de ventilación del mismo. BIBLIOGRAFIAS:
