Motores eléctricos guia 6_pruebas

ETR Rómulo Gallegos

Taller de electricidad

Motores eléctricos trifásicos. Parte 6. Pruebas básicas y pruebas estándar .

Introducción. Siguiendo con la serie de guías sobre motores vamos a revisar los procedimientos para realizar pruebas sobre motores asíncronos trifásicos. Las dividiremos en dos categorías, las básicas o de rutina y las pruebas estándar. Las primeras deben realizarse rutinariamente en inspecciones o paradas de mantenimiento y sirven para verificar el correcto funcionamiento del motor y detectar posibles fallas antes de que estas se agraven Las puede realizar personal sin capacitación especial o experiencia, con equipos sencillos. Las segundas se realizan más esporádicamente, cuando vamos a instalar un equipo nuevo, o en paradas mayores o inclusive en situaciones de fallas graves cuando necesitemos descartar posibles causas. Deben ser realizadas por personal debidamente capacitado y con equipos e instrumentos de diversa índole, algunos de uso normal, pero otros más especializados. Pruebas básicas.

Estas se pueden dividir en mecánicas y eléctricas. Aunque este material esta elaborado para estudiantes-técnicos electricistas, no esta demás revisar los fundamentos de las pruebas mecánicas. Vamos a describirlas a través de cuadros para facilitar su lectura e interpretación. Pruebas mecánicas

Prueba Ambientación(1) Ambientación(1)

Alineación Alineación

Vibraciones Lubricación

Descripción-Instrumentos Descripción-Instr umentos Verificar si el motor trabaja en un ambiente adecuado a su diseño Comprobar Comprobar correcta correcta alineación. Usar Niveles, vernier. (2) Gaugas mecánicas o electrónicas Para la buena lubricación se debe utilizar el aceite o grasa recomendado, en la cantidad correcta.

Observaciones Ventilación, humedad, polvo, sustancias corrosivas, etc Trabajar colaborativamente con personal mecánico Pueden ser de origen mecánico o eléctrico(3) La ubicación física debe facilitar la inspección y correcta lubricación.

(1) Esta toma gran importancia en los procesos p rocesos de instalación insta lación de nuevos equipos. El personal eléctrico debe estar alerta en esta etapa (2) Ver figura de apoyo Preparado por: Prof. José L. Vásquez

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(3) Hay tendencia a asociar la vibración del motor al equilibrio de sus partes giratorias. Aunque es verdad que un desequilibrio del rotor propicia la vibración del motor, un motor equilibrado puede vibrar por diversas razones. En máquinas de corriente alterna, una causa de las vibraciones puede ser el desequilibrio magnético. Las fuerzas que actúan en el entrehierro entre el estator y el rotor tienden a aproximarlos y producen vibraciones con el doble de frecuencia de alimentación. Aunque en esas condiciones una pequeña vibración sea normal, una asimetría en el entrehierro puede reforzar esa vibración e incluso producir el ruido. Tal asimetría puede originarse por una ovalización de la superficie interna del estator o por deflexiones en el eje. Una transmisión por poleas y correas excesivamente tensada puede causar esa situación. El mismo efecto ocurre cuando hay una asimetría en el arrollamiento estatórico: una región del entrehierro ejerce mayor fuerza de atracción.

Preparado por: Prof. José L. Vásquez

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Pruebas básicas eléctricas.

Prueba

Condición a verificar

DescripciónInstrumento

Observaciones

Conexiones

Correcto conexionado según placa o esquema de trabajo Ajuste correcto, no deben estar flojas, deterioradas Medir voltaje y verificar valores correctos Verificar el consumo al arranque, por fase

Inspección visual, lupa

Sin energía eléctrica Utilizar datos de placa

Corriente de parada

Verificar el consumo a la parada, por fase

Pinza amperimetrica

Corriente de trabajo (2) Temperatura (3)

Verificar el consumo en operación Medir en condiciones de trabajo rutinaria

Pinza amperimetrica

Voltaje de operación(1) Corriente de arranque(2)

Pinzas, Alicates, destornillador. Placa de datos Multímetro

Equipo energizado

Pinza amperimetrica

Equipo en operación normal No deberá exceder a 4xInominal (In) Equipo en operación normal No deberá exceder a 4*In Deberá estar por debajo de la In Debe permanecer por debajo del valor de placa

termómetro

(1) En algunos casos el voltaje y la corriente se monitorean en paneles eléctricos, lo cual facilita las pruebas, pero es bueno no confiarse y efectuar las “pruebas de campo” (2) El registro de datos y la experiencia son importantes en este punto. Es posible que conozcamos que el motor arranque y trabaje rutinariamente con valores relativamente bajos y de repente midamos valores mayores a los acostumbrados y aunque estén por debajo de la zona de alarma, pudiera ser aviso de problemas en curso. (3) Temperaturas altas son el mayor enemigo de los motores y son indicios de problemas mecánicos o eléctricos y se debe actuar con prontitud al detectar subidas anormales. Es importante llevar un registro histórico de las pruebas, de acuerdo a la política administrativa de la empresa. Si esta no la tuviera (en caso de pequeños talleres) es recomendable que el técnico electricista tenga la iniciativa de llevar su registro personal en un cuaderno de anotaciones.


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Pruebas estándar.

Las pruebas descritas acá son solo unas pocas de tantas existentes, seleccionándose aquellas de más utilidad práctica. Estas deben ser realizadas por personal debidamente instruido y con el equipamiento adecuado. Conexión interna de motores de 9 puntas.

Como se explico en la Guía N° 5, algunos motores vienen con nueve terminales y pueden cablearse para trabajar en estrella o delta, según sea su conexión interna. En muchas ocasiones esto no se especifica en su placa característica y hay que determinarlo en forma práctica. Las dos posibilidades de conexión internas se muestran a continuación.

Materiales, equipos e instrumentos: 1. El motor bajo prueba 2. Multímetro (ohmímetro) 3. Marcador indeleble

Procedimiento. 1. Retirar la placa de cubierta de la caja de conexiones y separar las nueve puntas terminales del motor 2. Con un multímetro medir resistencias entre las puntas que indica el cuadro y remarcar el resultado


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Puntas 7-8-9 1-4-9 2-5-7 3-6-8

Resultado Alta Alta

Conclusión Delta interna Y interna

Resultado Baja Baja

Conclusión Y interna Delta interna

Notas: Los resultados de la segunda y cuarta columna son excluyentes, se debe dar uno solo de los dos (resistencia baja o muy alta-abierta), igualmente el de la fila 2 y las siguientes, o es alta 7-8-9 o son altas las demás. 3 Proceder a marcar el motor con el resultado obtenido, preferiblemente en forma permanente, por ejemplo con un marcador a tinta indeleble. Prueba de aislamiento.

Un buen aislamiento es fundamental para la vida de un motor. Esto incluye la parte interna (entre las fases) y la parte interna-externa (aislamiento entre las fases y la carcasa). Materiales, equipos e instrumentos: 1 El motor bajo prueba 2 Megómetro (analógico o digital) Procedimiento. 1 Retirar la placa de cubierta de la caja de conexiones y separar las puntas terminales del motor 2 Con el megómetro medir la resistencia de aislamiento entre las puntas que indica el cuadro y anotar el resultado Puntas Resultado Bajo Medio Alto Conclusión

1-2

1-3

2-3

1-carcasa

2-carcasa

3-carcasa

Notas: Los resultados deben anotarse en (MΩ) Para menos de 2MΩ se debe marcar bajo , entre 2 y 4MΩ se marcará medio Más de 4MΩ alto . Preparado por: Prof. José L. Vásquez

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En la tabla se anotaron tres puntas. Si el motor es de más de tres terminales, deben incluirse. La conclusión debe indicar si el equipo esta critico y requiere su intervención inmediata, si esta en condiciones medias y se recomienda su intervención a mediano plazo o si esta en condiciones optimas de aislamiento. Es posible obtener resultados de medio – bajo aislamiento por razones de estar el motor sucio internamente o húmedo. Se recomienda soplar el motor con aire seco antes de la prueba o en caso de arrojar resultados dudosos y repetirla. Para esta prueba se requiere saber utilizar el Megómetro digital, el cual es potencialmente dañino (trabaja con altos voltajes).


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Medición de resistencias internas.

Consiste en medir la resistencia de los embobinados del estator. Nos puede servir para estimar algunos parámetros importantes, como la corriente de arranque o pérdidas en el alambre, como también para verificar posibles anomalías. Por ejemplo una resistencia mucho mas alta de lo normal podría estar indicando bobinas abiertas.

El OHMETRO dependerá del método que escojamos para medir la resistencia, la cual es de un valor bastante reducido

Procedimiento.

1. Verificar el número de puntas. Si el motor es de 9 terminales, determinar si es Y o Δ interna. 2. Medir resistencia de cada bobina. Vamos a ejemplarizar con un motor de seis puntas. Medimos las resistencias de cada bobina y llenamos el cuadro siguiente:

Terminal Valor Observación

1-4 (U1-U2)

2-5 (V1-V2)

3-6 (W1-W2)

Observaciones

Alternativas para medir la resistencia interna.

Los embobinados de motores generalmente son de valores muy bajos (5ohm o menos), por lo cual obtener valores confiables se hace en ocasiones difíciles y por lo tanto debemos recurrir al método más confiable que tengamos a mano. 1 Con multímetro. Este es el más fácil pero el menos confiable. El valor obtenido es alterado por la resistencia de los cables o la presión que hagamos con las puntas. Este método lo podemos usar para medidas no muy críticas. Hoy en día se Preparado por: Prof. José L. Vásquez

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consiguen multímetros que incorporan la opción para medir bajas resistencias 2 Método del voltio-amperímetro. Es sencillo y bastante confiable. Consiste en inyectar un bajo voltaje y medir la caída de tensión y la corriente en la bobina. Luego aplicamos la ley de Ohm para calcular la resistencia. Para mejorar la exactitud podemos tomar varias parejas de valores V-I, calcular los valores de R y luego promediar. En la figura se muestra un esquema de lo propuesto y una tabla típica.

V

I

R(V/I)

1 2 3 Resistencia =

3 Con un puente de Wheatstone [ Gϋiston] Es el método más confiable, por que nos permite medir resistencias extremadamente bajas. Existen modelos tradicionales, donde debemos ir ajustando manualmente el puente hasta hallar el valor de resistencia medido. Para usarlos se requiere cierta práctica. Actualmente se consiguen también modelos electrónicos confiables y fáciles de utilizar, pero relativamente costosos.


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Prueba a rotor bloqueado.

Esta prueba permite determinar la corriente y el par de arranque. El motor se debe bloquear para que no se mueva. Luego se aplica un voltaje reducido, se toman lecturas de la corriente y el par. La corriente es proporcional al voltaje aplicado y se puede extrapolar la corriente a pleno voltaje, que será la corriente de arranque.

Materiales, equipos e instrumentos: 1. 2. 3. 4.

El motor bajo prueba Multímetro (ohmímetro) Amperímetro Torquímetro (equipo de prueba)

Procedimiento. 1 2 3 4

N° 1 2 3

Bloquear el motor, de acuerdo al método (aparataje que se tenga disponible) Colocar amperímetros y voltímetro como se indica (uno o dos amperímetros son suficientes. Alimentar con una tensión reducida y llenar cuadro de datos (mb motor bloqueado) Aumentar tensión y continuar la toma de datos. Con tres valores es suficiente Voltaje Nominal= Voltaje ( V mb )

Corriente nominal= Corriente (A) ( I mb )

Torque nominal= Torque ( Tmb )

Escoja el juego de datos que considere más confiable Preparado por: Prof. José L. Vásquez

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Nota: Esta prueba puede ser peligrosa si no se asegura bien el motor, sobre todo para motores de alta potencia. Haga las mediciones rápidamente.

5

Proceda a hacer los cálculos de la siguiente manera: a) Relación de voltajes b) Calcule corriente de arranque

Rv = Vn / Vmb Ia = Imb* Rv

c) Porcentaje d) Calcule la relación de voltaje al cuadrado e) Calcule el par de arranque

I % = Ia / In *100 Rv 2 = Rv*Rv Ta = Tmb * Rv 2

f) Porcentaje del par de arranque

T% = Ta / Tn * 100

6 Llene el cuadro Resumen: Vn

In

Tn


Ia

I%

Ta

T%

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