All Test Pro

Consejos técnicos

Explore nuestros consejos técnicos

En ALL-TEST Pro estamos comprometidos con brindarle lo más reciente en información y conocimientos de pruebas de motor.

Cuando se detecta una falla de bobinado desde el centro de control del motor o una desconexión utilizando MCA, se debe llevar a cabo una prueba en el motor, ya que las mediciones del análisis del circuito del motor de Test Value Static, el ángulo de fase y la respuesta de corriente/frecuencia & el aislamiento a tierra pueden detectar fallas del cable también.

Si las pruebas de bobinado salen bien en el motor, entonces el cable tiene una falla; si la prueba mejora pero la falla persiste, entonces es una falla tanto del cable como del bobinado; y si la prueba muestra los mismos resultados en el motor, la falla está en el bobinado del estator.

De energized Bench Testing in place

El enfoque multitecnológico para los diagnósticos de motor significa que está utilizando diferentes tecnologías que se complementarán y validarán entre sí. Un ejemplo es que su técnico de vibración sospecha de un posible problema en el rotor en una aplicación crítica, pero el costo de reemplazarlo implica un apagado general en la producción, y en este caso el costo del motor es pequeño en comparación con los costos incurridos por el apagado.

En una situación como esta, muchas personas se rehusarían a tomar la decisión de un reemplazo, porque si el diagnóstico está equivocado, el costo será demasiado alto. Por lo tanto, este motor puede hacerse funcionar hasta que falle, debido a la incertidumbre del diagnóstico. En este caso, para poner el enfoque multitecnológico en práctica, utilice el análisis de firma eléctrica (prueba energizada) para confirmar o descartar los hallazgos preliminares (falla del rotor). Si el eje del motor instalado puede girar o si la carga se desconecta rápidamente, entonces se puede llevar a cabo una prueba de Motor Circuit Analysis (desenergizada) para evaluar la condición del rotor, del estator y de las conexiones. Al utilizar el enfoque multitecnológico, tendrá más confianza en sus hallazgos y, por lo tanto, un nivel más alto de certidumbre de que ha determinado las fallas reales.

Multi-Technology Approach to Motor Diagnostics

El aislamiento del bobinado se degrada con el tiempo. MCA™ (Motor Circuit Analysis) detecta estas fallas en desarrollo de forma muy oportuna. La detección temprana de estas fallas permite realizar acciones correctivas antes de que se conviertan en catastróficas y resulten en una reconstrucción importante o incluso en un reemplazo.

Estas fallas del bobinado interno son el principio del fin de la mayoría de los motores.Utilizar Motor Circuit Analysis (MCA™) puede ayudarle a identificar estos tipos de fallas del bobinado interno. MCA™ es un método de prueba desenergizada que puede iniciarse desde el centro de control del motor (MCC) o directamente en el motor.

tech-tip-8-2017

Para un técnico que evalúa un motor, un megaohmímetro es como el medidor de presión sanguínea para un médico. Es una medición que tiene que hacer. Proporciona información importante, y cuando algo está mal, está mal. Pero es una prueba dimensional que evalúa sólo la integridad del sistema de aislamiento a tierra. Por sí misma, no proporciona suficiente información para diagnosticar el estado general del motor. Una lectura de megaohmios alta no descarta problemas eléctricos en el motor más de lo que una lectura de presión sanguínea normal descarta enfermedades graves.

Además, una prueba de megaohmios no detectará fallas entre giros en el bobinado ni conexiones defectuosas, puede fallar al detectar una falla abierta y no se ve afectada por problemas en el rotor. Entonces, ¿debe medir la resistencia del aislamiento? Por supuesto, pero debe tener en cuenta que hay mucha más información que es necesaria para evaluar el estado eléctrico del motor. Combinar la resistencia del aislamiento con otras pruebas basadas en CA tales como Motor Circuit Analysis puede ofrecerle un panorama completo del estado eléctrico del motor, ya sea para solución de problemas o supervisión de la condición del motor.

tech-tip-1-2019rlc

En los motores de inducción de CA, las fallas del bobinado pueden comenzar y terminar como cortos de giro y bobina que no hacen corto a través del aislamiento del muro a tierra, independientemente de la causa raíz de la falla. Por lo tanto, si sólo está realizando una prueba de aislamiento a tierra, entonces no detectará estos tipos de fallas. Las pruebas de aislamiento a tierra sólo detectan las rutas de resistencia entre el núcleo del estator y los conductores adyacentes al núcleo del estator.

Motor Circuit Analysis (MCA™) es una prueba desenergizada y no destructiva que evalúa la condición de las conexiones del motor, del estator y del rotor. Las pruebas de MCA™ pueden ser realizadas desde el lado de salida del arrancador del motor o de la dirección del motor, por lo que no se necesita abrir y desconectar los cables de fase en el motor para propósitos de pruebas de rutina.

blue motor for testing

Un ohmímetro se utiliza para medir la resistencia eléctrica entre dos puntos. Un microhmímetro se utiliza para medir circuitos de resistencia baja. Un megaohmímetro se utiliza para medir circuitos de resistencia alta. La unidad de medición para la resistencia es un ohmio.

Al probar motores eléctricos, es útil conocer la resistencia de aislamiento entre los bobinados del motor y el marco a tierra. Este valor normalmente estará dentro del rango de las decenas, centenas o millones de ohmios.

Sin embargo, las fallas de bobinado del motor también pueden ocurrir dentro del bobinado y no se pueden detectar utilizando un megaohmímetro o un microhmímetro. Para estos tipos de pruebas, se deben utilizar otros tipos de instrumentos, tales como los probadores de motor desenergizados portátiles y ligeros ofrecidos por ALL-TEST Pro.

ALL-TEST Pro proporciona instrumentos de prueba portátiles y operados con batería diseñados para evaluar el estado eléctrico completo del motor. Esto incluye la detección de cortocircuitos en desarrollo de bobina a bobina, giro a giro y fase a fase antes de que se vuelvan catastróficos. Estos instrumentos mejorarán la eficiencia de la solución de problemas, el programa de mantenimiento de su motor eléctrico y le ayudarán a evitar cortes de producción no planificados.

tech-tip-3-2018

Cuando un programa de pruebas de motor de MCA desenergizadas se implementa, no es raro que entre un 10 y un 30 % de los sistemas de motor probados muestren una o más condiciones de alarma cuando se realizan las pruebas desde la salida del arrancador del motor o en la dirección del motor. Cuando un sistema de motor se encuentra en una condición de alarma, esto no necesariamente significa que el motor fallará o que debe detenerse inmediatamente, sino que los valores medidos han excedido los límites predeterminados.

Una de las primeras consideraciones debe ser la criticidad del motor. Obviamente, los motores más críticos deben tener mayor prioridad que los motores menos críticos. La segunda consideración es el tipo y la ubicación de la alarma (¿se relaciona con las conexiones, el cable, el bobinado del motor, etc.?).

Data Analysis Tip

Nuestro último consejo de análisis de datos de MCA dice que no es raro, para usuarios nuevos que empiezan un programa de pruebas de motor de MCA, que entre un 10 y un 30 % de los sistemas de motor probados muestren alguna condición de alarma. Es importante tener en cuenta que un sistema de motor que muestra una condición de alarma no debe ser condenado (y tampoco se debe reemplazar el motor) si la prueba fue realizada desde el centro de control del motor (salida del arrancador del motor o dirección del motor). Las conexiones y los cables del motor entre el punto de prueba y el motor mismo pueden ser la causa raíz de la alarma.

Por lo tanto, el siguiente paso es realizar otra prueba en el siguiente punto de conexión, ya sea una desconexión o en el motor mismo, con los cables de la fase entrante desconectados. Si la condición de alarma se borra, entonces el problema está más arriba del punto de prueba. Si la alarma persiste, entonces está en el motor. Finalmente, los resultados de prueba no repetibles se deben considerar como sospechosos e investigar más a fondo.

data-analiysis2

Nuestros últimos dos consejos de análisis de datos de MCA dice que no es raro, para usuarios nuevos que empiezan un programa de pruebas de motor de MCA, que entre un 10 y un 30 % de los sistemas de motor probados muestren alguna condición de alarma. El consejo 2 habló sobre la importancia de realizar pruebas adicionales para confirmar la fuente de la alarma. Por ejemplo, si se relaciona con conexiones, cables o bobinados del motor.

Además, con relación a los motores de rotor de jaula de ardilla de inducción de CA <1,000 V, muchos motores nuevos mostrarán un desequilibrio de inductancia e impedancia debido al diseño o la construcción del motor. Por lo tanto, un motor en buen estado puede mostrar una alarma de impedancia e inductancia (aunque se encuentre en buenas condiciones). Las mediciones de MCA incluyen mediciones de impedancia e inductancia, pero el equilibrio de la fase no se utiliza para evaluar la condición de los bobinados del motor.

tech-tips-6-2018

Una diferencia importante entre los medidores de RCL y los medidores de MCA™ es la capacidad de ejercer completamente el sistema de aislamiento del bobinado. Utilizando sólo la resistencia, la pérdida de I2R puede determinarse a lo largo de un circuito, pero la confiabilidad eléctrica del sistema, las fallas de bobinado en desarrollo y la eficiencia no pueden determinarse. La inductancia, que es variable, dependiendo del diseño del bobinado y del rotor para la posición del bobinado* también puede utilizarse para estos propósitos.

Desafortunadamente, los sistemas que utilizan la inductancia como una base con frecuencia no contarán con buenos motores eléctricos y bobinados. Para obtener la verdadera condición de un bobinado de motor, se deben ver todos los componentes del circuito del motor, incluyendo la resistencia, la impedancia, la inductancia, la respuesta de frecuencia de corriente del ángulo de fase (I/F) y la resistencia del aislamiento, DF & capacitancia a tierra.

tech-tip-1-2019rlc

Motor Circuit Analysis™ (MCA™) es un método de prueba desenergizada no destructiva para evaluar el estado eléctrico completo de un motor.

Test Value Static™ (TVS™) patentado se calcula a partir de la prueba de estática de MCA™ trifásica y se utiliza como un valor de referencia para el motor. Los tipos comunes de fallas en el rotor y el bobinado del estator cambiarán el TVS™. El TVS™ se tendencia por un periodo de tiempo para detectar cambios en la condición del estator y el rotor. TVS™ también se puede utilizar para comparar motores de exactamente la misma fabricación para asegurarse de estar recibiendo motores en buen estado y de calidad.

tech-tip-2-2019

Las pruebas de megaohmímetro tradicionales sólo detectarán fallas a tierra. To todas las fallas de bobinado del estator del motor eléctrico comienzan como fallas a tierra. Las fallas pueden comenzar entre giros en la misma bobina, entre bobinas en la misma fase y de fase a fase. Si la única prueba de motor que realiza es con un megaohmímetro, no podrá detectgar fallas cruciales del estator y del rotor.

Motor Circuit Analysis proporciona una vista completa del motor en unos cuantos minutos. La prueba puede iniciarse desde el centro de control del motor (MCC) o directamente en el motor.

Motor Circuit Analysis es un método de prueba desenergizada no destructiva para evaluar el estado eléctrico completo de un motor.

tech-tip-3-2019

Si la única prueba de motor que realiza es con un megaohmímetro, no podrá detectgar fallas cruciales del estator y del rotor. Las pruebas de megaohmímetro no detectarán fallas entre giros en los bobinados del motor. Tampoco detectarán las conexiones deficientes entre las fases ni los problemas con el rotor.

Motor Circuit Analysis™ proporciona una vista completa del motor en unos cuantos minutos. Equipe a sus técnicos con las herramientas correctas para realizar su trabajo de forma eficiente y precisa. Las herramientas adecuadas le ayudan a mejorar la confiabilidad de la máquina, a incrementar la productividad del técnico y a reducir el consumo de energía en sus instalaciones.

tech-tip-5-2019

El Análisis de la Firma Eléctrica (ESA) es método de prueba energizado en donde se capturan las formas de onda de voltaje y corriente mientras el sistema del motor está en operación para evaluar la salud del sistema de motor. Las pruebas energizadas proporcionan información valiosa de motores CA/CC, generadores, motores de rotor bobinado, motores síncronos, máquinas de herramientas, entre otros.

AT7 on control panel
ATPOL on control panel

El Análisis de la Firma Eléctrica (MCA™) es un método de prueba desenergizado que evalúa la salud del motor y su circuito. Este método se puede realizar desde el centro de control del motor (CCM) o en terminales del motor. La ventaja de probar desde el CCM es que se evalúa completamente la parte eléctrica del sistema del motor, incluyendo las conexiones y los cables entre el punto de prueba y el motor.

ALL-TEST Pro fabrica sus instrumentos ESA y MCA™ como unidades discretas, portátiles, operados por baterías que son extremadamente portátiles en campo. El análisis de datos y elementos de almacenamiento se basan en WINDOWS y se pueden compartir facilmente entre computadoras. Junto con proporcionar flexibilidad al departamento de confiabilidad, el uso de instrumentos individuales le permite al usuario tener la capacidad de escoger que tanto de qué tecnología es mejor para su programa de pruebas a motores eléctricos. Tanto los  instrumentos como el software brindan confiabilidad, respuestas rápidas para que el personal de mantenimiento y los gerentes puedan tomar decisiones confiables y mantener su equipo de mantenimiento trabajando simultáneamente en diferentes aplicaciones de motor.

Descargar caso de estudio

Probando en la caja de conexión del motor: como con muchos motores, una manera sencilla de probar los motores involucra ir directamente a la caja de conexiones de este. Después de confirmar que se ha cumplido con todos los requisitos de bloqueo/etiquetado y se ha verificado que no hay presencia de voltaje en las terminales del motor, la caja del motor puede ser abierta de manera segura. 

Si los cables del motor desde el controlador y en la caja de conexiones están etiquetados, tome nota de esa conexión. Si no están marcados, márquelos con cinta de color o con alguna otra identificación con la que puedan ser reconectados cuando la prueba haya concluido. 

Desconecte los cables que van al motor desde el arrancadordesde los cables internos del motor o desde las terminales en la caja de conexión. 

 

Los cables o terminales internos del motor deben estar numerados, del uno al seis. 

Como verificación, debe poder medir continuidad eléctrica entre las terminales/cables 1-4, 2-5 y 3-6. Estos son los cables de fase (A, B, C o 1, 2, 3). 

Para probar el motor en configuración ESTRELLA debe poner en corto las terminales/cables 4, 5 y 6. Los cables pueden atornillarse juntos o puede usar puentes adecuados para realizar el corto. El instrumento puede ser ahora conectado a las terminales 1, 2 y 3. Solo se requiere una conexión a tierra (INS) en esta configuración. 

Las terminales 4, 5 y 6 deben de ponerse en corto. Esto puede hacerse en la caja de conexiones del motor en los contactores de salida de la DELTA o la ESTRELLA, o el contactor ESTRELLA puede forzarse de alguna manera. Una vez realizado este corto circuito se pueden conectar las terminales 1, 2 y 3 a los cables del instrumento 1, 2 y 3 a la salida del contactor RUN.  

Descargar caso de estudio

El ALL-TEST PRO 7TM proporciona  Mantenimiento Preventivo a las pruebas de motores CD. Las tareas de Mantenimiento Preventivo para motores CD como la inspección del conmutador y escobillas, lubricación, son muy importantes para la operación efectiva a largo plazo. Sin embargo, estas inspecciones fallan al determinar la condición del devanado eléctrico o el sistema de aislamiento. Al agregar pruebas eléctricas periódicas, Como la medición de resistencia del devanado y la resistencia de aislamiento a tierra (IRG) proporcionar una idea de los posibles problemas de conexión y debilidades en el aislamiento de la pared de tierra, pero aún así no determina el estado general del estado de aislamiento de los equipos.
Al agregar las lecturas MCATM a las pruebas a motores CD, se proporciona indicación temprana de los problemas en el sistema eléctrico en desarrollo más allá de lo identificado con un óhmetro o megahómetro. Las pruebas MCA pueden ser realizadas rápidamente desde el controlador y pueden confirmar o eliminar las posibles fallas en máquinas CD.

Varios puntos clave determinan rápidamente el estado de las máquinas CD/CC.

  1. Tome las lecturas de los devanados en serie y los devanados del inducido juntos
  2. Probar motores y generadores iguales
  3. La lectura de I/F fuera del rango de -15 a -50 indica un devanado con falla
  4. Un aumento en la resistencia del devanado con corrección de temperatura, acompañado de cambios en la impedancia indica conexiones sueltas
  5. Una disminución en la resistencia corregida por temperatura acompañada de cambios en impedancia, inductancia, ángulo de fase y la respuesta corriente/frecuencia (I / F) indica el desarrollo de cortocircuitos en el devanado
  6. Desviaciones del ángulo de fase o I/F de más de 2 puntos entre similares motores indica la necesidad de un análisis completo de MCA
  7. Los cambios en la lectura del MCA en el circuito del inducido entre los intervalos de prueba generan una prueba de inducido de barra a barra
  8. Los cambios en las lecturas de MCA en el circuito del inducido, tomados uno al lado del otro, indican la acumulación de carbón en el inducido.

Siguiendo estas sencillas pautas, el AT7P ™ proporciona una detección temprana de fallas antes de que la máquina de CD falle durante el funcionamiento. Los intervalos de prueba recomendados deben ser al menos los que se muestran en la Tabla 1.

Una vez que se detecta una falla en desarrollo, se recomienda reducir los intervalos de tiempo entre pruebas hasta que la máquina pueda retirarse para su reparación. Se recomienda una prueba de armadura completa junto con las tareas de mantenimiento preventivo.

Conclusión

Las pruebas eléctricas preventivas de máquinas de corriente continua son mucho más sencillas con la función de modo CD del AT7P ™. Los procedimientos detallados y fáciles de seguir paso a paso se proporcionan en la gran pantalla LCD retroiluminada para que la prueba sea rápida y fácil de realizar desde el variador del motor en menos de 5 minutos. Hay pruebas y funciones adicionales disponibles para la resolución de problemas en el motor para identificar rápidamente la fuente del problema. Las pruebas MCA ™ mejoran drásticamente las pruebas de máquinas de CD al ahorrar tiempo y proporcionar más detalles en comparación con las técnicas y métodos tradicionales.

Descargar caso de estudio

Para análisis y tendencias MCA de motores eléctricos trifásicos, se conectan tres cables del motor al instrumento MCA. Cuando se prueban motores nuevos, el técnico puede encontrar motores con múltiples cables de motor. Esto permite que los motores se utilicen en múltiples aplicaciones. Normalmente, los diagramas de conexión los proporciona el fabricante de equipos originales (OEM). Esta guía se proporciona si el diagrama del fabricante no está disponible. Estas pautas no reemplazan las conexiones OEM. En general, todas las bobinas utilizan esquemas de numeración estándar, por lo que conectarlas para las pruebas MCA es sencillo. Se asume que el técnico tiene habilidades eléctricas básicas y acceso a los materiales adecuados para las conexiones de cables, como tuercas para cables, pernos partidos, orejetas, tornillos o pernos de máquina variados y materiales aislantes que pueden ser necesarios para hacer conexiones temporales o permanentes a los motores bajo prueba.

Cada uno de los devanados de motores trifásicos tiene un inicio de fase y un final de fase. Estas fases luego se conectan en una configuración DELTA o ESTRELLA. Cualquier desequilibrio en los resultados de la prueba se mostrará independientemente de la configuración conectada. Si el resultado de la prueba se va a utilizar como datos de referencia, cualquier prueba posterior debe realizarse en la misma configuración con fines comparativos y de tendencia. Se puede ingresar una nota sobre la configuración de la prueba en el archivo de datos de prueba del software de análisis informático correspondiente. Ejemplo: software de computadora MCA PRO ™.

Motores con seis conductores

Para probar el motor en la configuración DELTA, el inicio de cada fase se conecta al final de otra, y los cables del motor T1, T2 y T3 se conectan a esta unión de los cables de fase. Conecte firmemente los cables T1 a T6, T4 a T2 y T5 a T3 y use estas conexiones como los puntos de prueba 1, 2 y 3. Para conectar el motor en la configuración ESTRELLA, conecte firmemente el final de las fases para formar un Conexión en ESTRALLA y aísle los cables T4, T5 y T6 y luego use el inicio de las fases como los puntos de prueba 1, 2 y 3 como conexiones de fase.

Diagrama de motor IEC de seis conectores

Motores con nueve conductores

Los motores de nueve conductores provendrán del OEM o de las instalaciones de reparación con algunas de las conexiones conectadas internamente en una configuración DELTA o ESTRELLA.

Para completar las conexiones, conecte los cables del motor T4 a T7, T5 a T8 y T6 a T9 con tuercas para cables u otros medios adecuados y use los puntos de prueba del motor 1, 2 y 3 como conexiones de fases. Diagrama de motor IEC de nueve derivaciones a continuación.

Descargar caso de estudio

Para análisis y tendencias MCA de motores eléctricos trifásicos, se conectan tres cables del motor al instrumento MCA. Cuando se prueban motores nuevos, el técnico puede encontrar motores con múltiples cables de motor. Esto permite que los motores se utilicen en múltiples aplicaciones. Normalmente, los diagramas de conexión los proporciona el fabricante de equipos originales (OEM). Esta guía se proporciona si el diagrama del fabricante no está disponible. Estas pautas no reemplazan las conexiones OEM. En general, todas las bobinas utilizan esquemas de numeración estándar, por lo que conectarlas para las pruebas MCA es sencillo. Se asume que el técnico tiene habilidades eléctricas básicas y acceso a los materiales adecuados para las conexiones de cables, como tuercas para cables, pernos partidos, orejetas, tornillos o pernos de máquina variados y materiales aislantes que pueden ser necesarios para hacer conexiones temporales o permanentes a los motores bajo prueba.

Cada uno de los devanados de motores trifásicos tiene un inicio de fase y un final de fase. Estas fases luego se conectan en una configuración DELTA o ESTRELLA. Cualquier desequilibrio en los resultados de la prueba se mostrará independientemente de la configuración conectada. Si el resultado de la prueba se va a utilizar como datos de referencia, cualquier prueba posterior debe realizarse en la misma configuración con fines comparativos y de tendencia. Se puede ingresar una nota sobre la configuración de la prueba en el archivo de datos de prueba del software de análisis informático correspondiente. Ejemplo: software de computadora MCA PRO ™.

Motores con doce conductores

12 Lead Motor wye and delta

Los motores con doce terminales ofrecen la mayor flexibilidad de cualquier motor. Pueden ser conectados en configuración ESTRELLA o  DELTA, y son usados para alto o bajo voltaje, o múltiples velocidades de operación. Sin embargo, esta versatilidad no complica el procedimiento de prueba para motores de respaldo (repuestos) o aquellos motores que regresan de reparación.

Diagrama de motor IEC de doce conectores

12 Lead Motor IEC wye and delta

Para probar el motor en una configuración DELTA, conecte firmemente los cables T1 a T12, T2 a T10, T3 a T11, T4 a T7, T5 a T8 y T6 a T9. Luego use los pares que contienen T1, T2 y T3 como fases 1, 2 y 3 para la prueba.

Para probar el motor en una configuración ESTRELLA, conecte firmemente y aísle los cables T10, T11 y T12. Luego, conecte los cables T4 a T7, T5 a T8 y T6 a T9 y utilice 1, 2 y 3 como conexiones de fases para la prueba.

Hay otras configuraciones que pueden aplicar para aplicaciones específicas. Por ejemplo: arranque ESTRELLA, marcha en DELTA o para alto o bajo voltaje. Para las pruebas MCA, la principal importancia es que todas las bobinas sean probadas durante la prueba y las conexiones recomendadas lo logren. Si se detecta un desequilibrio, se pueden probar las bobinas individuales como se describe a continuación.

Las fases o bobinas individuales se pueden probar realizando mediciones monofásicas desde el inicio de una fase o bobina hasta el final de la misma fase o bobina. Por ejemplo, en un motor de 12 conductores conectado en DELTA, la fase A se puede medir de 4 a 9, la fase B de 5 a 7 y la fase C de 6 a 8. Para un motor conectado en ESTRELLA, la fase A de 1 a 10, la fase B 2-1, fase C 3-12. Los segmentos individuales se pueden comparar utilizando mediciones monofásicas de bobinas individuales, 1-4, 2-5, 3-6, 7-10, 8-11 y 9-12.

 

Descargar caso de estudio

¿Qué hace cuando falla un motor o dispara un variador? ¿Qué herramientas utiliza actualmente para determinar si el motor está “bueno o malo”? Si es como la mayoría de los técnicos, probablemente utilice un medidor de megaohms y un multímetro digital.

Observando una prueba de motor real en un motor instalado donde el variador se había disparado.  El electricista, utilizando un megaohmímetro y un multímetro digital, obtuvo estos resultados.

Entonces, ¿qué indica esto sobre la condición de este motor? Según estas lecturas, el problema es obviamente, con el Drive y no con el Motor, ¿verdad?

Entonces, ¿qué reemplazaría el VFD o el motor?

El técnico de servicio confiaba en una prueba de aislamiento a tierra del medidor de megaohmios que indica que el aislamiento de la pared de tierra no tiene debilidades
a tierra, y un multímetro digital (prueba de resistencia), que indica que hay continuidad en los devanados y todas las conexiones.

Son buenas. El técnico de servicio solo estaba considerando 2 factores que afectan el motor. Las medidas de ambos instrumentos indican que no hay nada de malo en los componentes probados, pero no proporcionan una imagen completa del estado del motor. Por lo que estos instrumentos pueden decir, este motor está en buenas condiciones.

Usando Motor Circuit Analysis ™ (MCA ™), esto es lo que encontró ese mismo electricista: realizando pruebas MCA ™. El ángulo de fase (Fi) y la corriente / frecuencia (I / F) no indican ninguna evidencia de cortocircuitos de bobinado existentes o en desarrollo.

Si reemplazó el motor, le costará tiempo y dinero a su empresa, tanto en el costo del motor como en el hecho de que tendrá que reemplazar el variador cuando vuelva a dispararse.

El mismo electricista hizo que un motor idéntico disparara el variador en una línea diferente.

¿Ahora qué? ¿Es el accionamiento o el motor? Si dijo el Motor, tiene razón.  Dado que estas lecturas son las mismas que las del motor anterior, sugiere que el motor está bien, por lo que la falla debe estar en el variador.

Los instrumentos MCA ™ muestran claramente los desequilibrios tanto en el ángulo de fase como en la respuesta de frecuencia de la corriente, que son indicaciones de cortocircuitos en el devanado. Entonces, en este caso, la falla está definitivamente en el motor.

 

Los instrumentos MCA ™ ofrecen respuestas rápidas y confiables a la condición de salud de los motores.

• Prueba rápida de menos de 3-5 minutos.
• Instrucciones fáciles en la pantalla.
• Las respuestas se muestran en la pantalla como BUENO, MALO, ALERTA.
• Disponible con aplicaciones de teléfono o paquetes de software MCA ™.

¿Qué miden sus herramientas de prueba de motores?

¿Qué es la tecnología MCA ™? MCA ™ (Motor Circuit Analysis) es un método de prueba de bajo voltaje desenergizado que ejercita el sistema de aislamiento del
devanado de los motores para evaluar la salud de todo el motor y el cableado asociado.

Falla internas en devanado: cortos en tre bobinas, vuelta-a-vuelta, fase-a-fase.

Verde = si puede detectar.

Amarillo = detecta en una etapa avanzada de falla/detección limitada; – = No

Control = incluye cualquier elemento en el controlador o arrancador del motor que pueda fallar y que adversamente afacta la operación del motor.

Descargar caso de estudio

MCA ™ es un método seguro y muy fácil de usar para evaluar el estado del equipo eléctrico mientras el equipo está desactivado. La premisa básica de MCA:

En equipos con bobinas trifásicas, todas las fases deben ser idénticas. En consecuencia, todas las características eléctricas del devanado deben ser las mismas. Si ocurre algún cambio en la condición del aislamiento, nunca es bueno (los devanados no se “reparan” solos). Por lo tanto, cualquier cambio en el sistema de aislamiento del devanado es “malo”. Las bobinas de fase tienen 2 sistemas de aislamiento separados e independientes: el sistema de aislamiento de la pared de tierra y el sistema de aislamiento del devanado; la condición de un sistema de aislamiento no indica la condición del otro, por lo tanto, cada sistema de aislamiento debe probarse de manera exhaustiva e independiente. El sistema de aislamiento de la pared de tierra aísla las bobinas de la carcasa del equipo u otras partes expuestas, mientras que el sistema de aislamiento del devanado dirige la corriente a través de los conductores para crear el campo magnético. El MCA ™ realiza una serie de pruebas en ambos sistemas de aislamiento.

 

Aislamiento de la pared de tierra: La falla del sistema de aislamiento de la pared de tierra es un problema de seguridad y requiere acción inmediata. El MCA ™ mide la resistencia del aislamiento hacia la pared de tierra para localizar cualquier debilidad en el aislamiento, pero no proporciona la condición general del aislamiento. La lectura del factor de disipación (DF) y la capacitancia a tierra (CTG) proporcionan una indicación adicional de la condición general del sistema de aislamiento de la pared de tierra, pero ninguno de ellos proporciona ninguna indicación del sistema de aislamiento del devanado.

Aislamiento del devanado: La falla en el sistema de aislamiento del devanado provocará cortocircuitos entre las vueltas de los devanados, lo que provocará un campo magnético debilitado, un flujo de corriente desequilibrado, incremento del calentamiento y una eventual falla catastrófica del equipo. El MCA ™ realiza una prueba en serie aplicando voltaje de CA y CC de bajo voltaje a los devanados trifásicos mientras el motor está desenergizado. El voltaje de CC mide la resistencia del devanado utilizando cables Kelvin especialmente diseñados para proporcionar mediciones de resistencia de devanado muy precisas para identificar problemas de conexión.

 

Cuando el aislamiento del devanado comienza a degradarse, sufre un cambio en la composición química del material aislante que rodea a los conductores. La corriente alterna que fluye a través de los devanados ejercita todo el aislamiento del devanado. Se miden y evalúan los cambios muy pequeños que ocurren debido a la composición química. Al analizar la cantidad y las relaciones, se pueden identificar las causas y la gravedad del desarrollo de fallas de bobinado y recomendar la acción adecuada.

MCA ™ se puede utilizar para:

1) Inspecciones de entrada/aceptación de todos los motores nuevos y reparados

2) Prueba de repuestos/respaldos

3) Prueba previa a la instalación

4) Solución de problemas

5) Pruebas de mantenimiento predictivo de rutina

Pruebas MCA™

Prueba estática: prueba los tres devanados de los motores de CA, realiza una serie de pruebas a diferentes frecuencias en las tres fases de los devanados del motor desde los cables de línea del motor, T1, T2, T3. Los resultados de la prueba se ingresan en un algoritmo patentado para crear el valor de prueba estático (TVS). El TVS es un número adimensional que sirve como valor de referencia para definir la condición del equipo. Cualquier cambio en este valor >3% indica una falla. Este valor puede compararse con otros equipos idénticos (debe ser la misma capacidad de HP / KW, velocidad, tamaño de carcasa y fabricante).

Prueba dinámica: se realiza en motores de inducción de jaula de ardilla de más de 1000 V de operación, mientras se gira manualmente el eje del motor suave y lentamente, se crean firmas de estator y rotor. Del estator y el rotor se analizan las firmas automáticamente para identificar e informar sobre las fallas en el rotor o en el estator.

Prueba de comparación de fases: prueba bobinas trifásicas en todo tipo de equipos trifásicos, incluidos motores, generadores y transformadores. La comparación de fase o prueba “Z” mide la resistencia del devanado de CC (R), la impedancia (Z), la inductancia (L), el ángulo de fase (Fi) y la respuesta de la corriente al cambio de frecuencia (I / F). Los resultados de las pruebas se registran y proporcionan para determinar las diferencias en las fases. Estas diferencias se comparan con las pautas predeterminadas creadas a lo largo de muchos años de pruebas de campo del estado del aislamiento del devanado. Estos valores pueden tener una tendencia a lo largo del tiempo, utilizarse para determinar el tipo y la gravedad de la falla en desarrollo y proporcionar una estimación del tiempo hasta la falla.

Las siguientes pautas se han desarrollado a partir de más de 35 años de pruebas de campo, pero son simplemente pautas y son un buen punto de partida. Sin embargo, como con cualquier pauta, la falla no ocurrirá inmediatamente si se exceden estas pautas.

Los procedimientos básicos para las pruebas estáticas y dinámicas de MCA ™ se realizan en equipos nuevos para evaluar la condición de los motores nuevos y establecer valores de referencia o de referencia para pruebas futuras. Se establecen nuevas líneas de base desde el centro de control de motores (CCM) una vez que se ha instalado un motor. Todas las lecturas futuras se pueden tomar si todas las mediciones del CCM están balanceadas, todas las conexiones en el circuito del motor están apretadas y el aislamiento del devanado que rodea los conductores en todas las fases está en buenas condiciones. Si se produce un desequilibrio, es posible que se requieran análisis y quizás más pruebas para evaluar el tipo y la gravedad de la falla. Las pruebas de CA miden la impedancia (Z), la inductancia (L), el ángulo de fase (Fi) y la respuesta de frecuencia actual (I / F) para evaluar el estado del aislamiento del devanado.

Descargar caso de estudio

 La experiencia ha demostrado que entre el 20 y el 40 por ciento de los sistemas de motor probados pueden tener algún tipo de condición de alarma. El hecho de que un motor haya excedido los límites de alarma en MCA Basic™ o MCA PRO™ no significa necesariamente que el motor falle o deba detenerse inmediatamente. Durante más de 30 años, el personal dedicado de ALL-TEST Pro ha recopilado datos y recursos para determinar cuándo un motor probablemente fallará para los motores trifásicos de jaula de ardilla más comunes. Algunos motores pueden tener un diseño especial que puede hacer que los valores medidos estén fuera de los límites estándar, pero que funcionen correctamente. En algunos casos, incluso un motor nuevo puede recibir una alarma de inductancia e impedancia debido a la relación barras de rotor/bobinado. Los siguientes consejos de análisis le ayudarán a determinar cuándo un motor debe ser condenado y debe sacarse de servicio.

Nunca condene un motor que ha sido probado desde el Centro de Control del Motor (CCM). Los cables defectuosos y las conexiones incorrectas entre el punto de prueba y el motor pueden causar lecturas desequilibradas y producir una alarma. Si se recibe una alarma en el CCM, debe realizarse otra prueba directamente en los cables del motor, con los cables del CCM desconectados. Si la alarma permanece, se puede descartar un problema con los cables y las conexiones del CCM y se puede investigar más a fondo en el motor. Si la alarma no aparece, los cables y conexiones del motor deben ser inspeccionados en busca de posibles fallos.

 

Otra cosa a tener en cuenta es qué tipos de fallas se identifican durante una prueba. Los cortos de bobinado son generalmente más severos que la contaminación o las fallas del rotor. El desarrollo de fallas en el motor se indica primero por cambios entre el valor de referencia TVS (línea base) y un valor de TVS recién obtenido, firma de estator o desequilibrios en ángulo de fase (Fi) y respuesta corriente frecuencia (I/F). Los motores que reciben estas fallas deben tenerse en cuenta antes que los motores con fallas en la inductancia/impedancia o en la resistencia.

Image #1 Valor de Prueba Estático (TVS)

Image #2 Factor de Disipación (DF) %

Un motor nunca debe ser condenado con una sola prueba. Si hay algún voltaje residual en el motor, puede obtener un resultado que podría mostrar una alerta o alarma errónea. Se recomienda tomar una segunda e incluso una tercera prueba del motor para verificar las alarmas. También es importante aislar el motor de cualquier otra tensión inducida de otros equipos eléctricos mientras se realiza una prueba. Un voltaje inducido en el motor puede causar lecturas inconsistentes y poco confiables que no se repiten. Es importante no condenar un motor que está dando lecturas no repetibles debido a esto.

Al probar un motor que está instalado actualmente en una máquina, es una buena práctica realizar una prueba directamente en el Centro de Control del Motor (CCM). No sólo estará probando el estado de su motor, sino que también está probando problemas en el montaje de cableado del motor, así como puntos de conexión en el CCM y en el motor. Si se recibe una alarma mientras se realiza una prueba con uno de los instrumentos desenergizados de ALL TEST Pro desde el CCM, entonces la siguiente acción a realizar sería una prueba directamente en el motor con los cables de la caja del motor desconectados.

Algunos problemas potenciales encontrados podrían ser:

• Deshilachado y debilitamiento del material de aislamiento de cables
• Conexiones deficientes o sueltas, ya sea en el CCM o en el motor
• Contactores contaminados/oxidados en el CCM

Recuerde siempre hacer varias pruebas en cada ubicación para confirmar la repetibilidad y precisión de los resultados de la prueba.
Dependiendo de si la alarma se borra o permanece usted es entonces capaz de identificar la ubicación de su alarma entre el CCM y el motor.

Si se recibe una alarma en el CCM y es consistente en el motor, entonces se confirma que el motor es la causa raíz del problema.  Si usted recibe una alarma en el CCM y se no se visualiza directamente en el motor, entonces la causa de la alarma se encuentra entre el CCM y los cables del motor.

Durante décadas, ALL TEST Pro ha sido un pionero de la industria en ofrecer instrumentos fáciles de usar, portátiles y operador por baterías para todas sus necesidades de pruebas de motor desenergizadas. En algunas instalaciones puede ser bastante difícil encontrar una salida de CA estándar de 120 voltios para conectar un dispositivo, a demás, se necesita un cable de extensión para llegar a la ubicación donde se están realizando las pruebas.

Lo más importante a recordar  con un instrumento operado por baterías es mantenerlo completamente cargado mientras no está en uso. Puede parecer simple, pero nada es más frustrante que tener la necesidad de realizar una prueba de motor, y que usted deba esperar porque la batería está completamente descargada.
Se recomienda mantener el instrumento en el cargador cuando no está en uso debido a esto. La batería se descargará lentamente mientras está inactiva, por lo que si no utiliza el instrumento durante un período prolongado, la batería finalmente se descargará completamente y no se encenderá. Mientras que el instrumento está conectado al cargador, el circuito de carga del instrumento se encenderá automáticamente una vez que la batería caiga por debajo del umbral preestablecido. Lo que significa que no habrá energía en la batería si está a plena carga. Las baterías de iones de litio no desarrollan memoria y no requieren descarga completa antes de cargarse. Para aumentar la duración de la batería se recomienda realizar descargas parciales más frecuentes en lugar de una descarga completa. Asegúrese de utilizar únicamente el cargador suministrado con su instrumento, ya que el uso de un cargador genérico o un cargador de 3ª parte puede dañar el circuito de carga o la batería si el cargador tiene la polaridad incorrecta o el voltaje de alimentación no es el indicado.

Haga clic a continuación para regresar a nuestra página de Recursos y explorar el resto de nuestros materiales educativos.

Explorar recursos

El enfoque multitecnológico para los diagnósticos de motor significa que está utilizando diferentes tecnologías que se complementarán y validarán entre sí. Un ejemplo es que su técnico de vibración sospecha de un posible problema en el rotor en una aplicación crítica, pero el costo de reemplazarlo implica un apagado general en la producción, y en este caso el costo del motor es pequeño en comparación con los costos incurridos por el apagado.

En una situación como esta, muchas personas se rehusarían a tomar la decisión de un reemplazo, porque si el diagnóstico está equivocado, el costo será demasiado alto. Por lo tanto, este motor puede hacerse funcionar hasta que falle, debido a la incertidumbre del diagnóstico. En este caso, para poner el enfoque multitecnológico en práctica, utilice el análisis de firma eléctrica (prueba energizada) para confirmar o descartar los hallazgos preliminares (falla del rotor). Si el eje del motor instalado puede girar o si la carga se desconecta rápidamente, entonces se puede llevar a cabo una prueba de Motor Circuit Analysis (desenergizada) para evaluar la condición del rotor, del estator y de las conexiones. Al utilizar el enfoque multitecnológico, tendrá más confianza en sus hallazgos y, por lo tanto, un nivel más alto de certidumbre de que ha determinado las fallas reales.

tech-tip-5-2017

Los motores están diseñados para operar entre un 50 & 100 % de su carga clasificada. La mejor eficiencia de operación para la mayoría de los motores es de alrededor del 75 % de la carga clasificada. El factor de potencia (PF) es una medición que puede determinar rápidamente la cantidad de carga en un motor. Normalmente, los motores con bajo PF durante la operación normal están sobredimensionados para su aplicación actual y costará más su operación que la de un motor del tamaño adecuado.  Los motores que operan con PF bajo contribuirán con un PF del sistema bajo, lo que puede resultar en altos cargos de PF por parte de los servicios públicos y mayor pérdida de energía dentro del motor.  Utilizar el PF para dimensionar correctamente los motores en la planta resultará en una mayor confiabilidad eléctrica y menos energía desperdiciada.

El análisis de firma eléctrica (ESA) evalúa el voltaje y la corriente, ofreciendo una amplia visión del estado del sistema del motor que incluye la calidad de la energía entrante. Combinar esta información con conocimientos de la aplicación puede indicar oportunidades para ahorros de costos de energía.

Recursos relacionados:

Estudios de caso

Análisis de firma eléctrica (ESA)
Obtenga más información sobre el método de pruebas de ESA y cómo es utilizado por los instrumentos de pruebas de motor de ALL-TEST Pro.

tech-tip-2-2018

La Excentricidad Estática (entrehierro) es una falla que
se crea cuando el rotor no se encuentra alineado en el
centro magnético del estator. La excentricidad estática
puede ocasionar incremento en la corriente operativa,
sobrecalentamiento, pérdidas de energía y
sobrecalentamiento de los rodamientos. El Análisis de la
Firma Eléctrica (ESA, por sus siglas en inglés) evalúa los
espectros de corriente y voltaje usando la Transformada
Rápida de Fourier (FFT), que convierte las formas de
onda en el dominio del tiempo en un espectro de
frecuencia. La FFT destaca las amplitudes y frecuencias
para identifica fallas como la excentricidad estática.

Cuando hay picos a la misma frecuencia en los
espectros de alta frecuencia en corriente y voltaje
estos relacionan con la energía entrante al
sistema. Cuando solo existen picos en el espectro
de corriente, pero no en el de voltaje, entonces la
falla viene ya sea del motor o de la carga
impulsada. En el ejemplo ESA de arriba, se indica
un problema de excentricidad estática a la Línea de
Frecuencia (50Hz) y bandas laterales a dos veces
de la velocidad de giro multiplicado por el número
de barras de rotor. Las flechas rojas identifican los
picos de frecuencia de la excentricidad estática en el espectro de corriente y no en voltaje.

Recursos relacionados:

Estudios de caso

Análisis de firma eléctrica (ESA)
Obtenga más información sobre el método de pruebas de ESA y cómo es utilizado por los instrumentos de pruebas de motor de ALL-TEST Pro.

Tech Tip Software Screen shot
Tech Tip Voltage Chart

Un sistema con bandas puede ser evaluado introduciendo información sobre la longitud de las bandas y la circunferencia de las poleas en el software ESA. El software ESA, automáticamente calcula la frecuencia de la banda y generará cursores para ayuadar a evaluar la condición del sistema. Un sistema de bandas que no está instalado adecuadamente puede ocasionar problemas como desalineación, desgaste de la banda/polea, y puede teminar en daño a los cojinetes. Estos resultados se pueden monitorear en el tiempo (tendencias). El ESA evalúa los espectros de corriente y voltaje usando la Transformada Rápida de Fourier (FFT), la cual, convierte la forma de onda en el dominio del tiempo en un espectro de frecuencia. La FFT destaca la amplitud y frecuencia para identificar los problemas de las bandas y poleas. 

Recursos relacionados:

Descargar caso de estudio

Análisis de firma eléctrica (ESA)
Obtenga más información sobre el método de pruebas de ESA y cómo es utilizado por los instrumentos de pruebas de motor de ALL-TEST Pro.

Como ejemplo, los datos de baja frecuencia en la imagen de arriba son de un ventilador impulsado por un motor de inducción 150kW, 400V, 260A, 1485RPM. El pico marcado como BLT en la frecuencia de la banda, es la velocidad de la banda. Adicionalmente, hay múltiplos de BLT, los cuales se muestran en el espectro. El espectro inferior muestra el Pico en la Línea de Frecuencia y también que hay bandas laterales a cada lado de la Frecuencia que son la frecuencia de la banda (BLT).  

Una barra de rotor rota o fracturada puede ocurrir por arranques excesivos, alta carga, procesos de manufactura, etc. Cuando ocurre que una barra de rotor se rompe, ya no hay más camino para el flujo de corriente. Esto ocasiona estrés en las barras adyacentes en forma de incremento de corriente y temperatura. Eventualmente esas barras de rotor fallarán en el tiempo. El Análisis de la Firma Eléctrica (ESA), evalúa los espectros de corriente y voltaje usando la Transformada Rápida de Fourier (FFT), la cual convierte la forma de onda en el tiempo en un espectro de frecuencias. La FFT señala la amplitud y frecuencias a identificar fallas mecánicas como barras rotas o fracturadas.

Generalmente las barras de rotor rotas o fracturadas se encuentran como levadas bandas laterales a LF a la Frecuencia de Paso de los Polos (PPF). La PPF es calculada usando la velocidad síncrona menos la velocidad de operación por el número de polos. En este ejemplo ESA hay bandas laterales a LF (3600 RPM o 60 Hz) espaciadas a PPF en el espectro de corriente -1.

Arriba un ejemplo de un motor AC trifásico:

• 460V, 1200 RPM (velocidad síncrona), motor de 6 polos, 1183.1 RPM (velocidad de operación), 60Hz (LF).
• 1200 RPM
velocidad síncrona – 1183.1 RPM velocidad de operación = 16.9 RPM
• 16.9 RPM x 6 (# de polos) = 101.4 RPM o para trabajar en Hertz use 101.4RPM / 60 seg. = 1.69 Hz
• PPF = 101.4 RPM o 1.69 Hz

Vibraciones y termografía infrarroja podrían indicar el inicio de un problema. Usando la tecnología Esa, puede determinar con precisión el problema actual del motor o verificar su condición.

Related Resources:

Case studies

Electrical Signature Analysis (ESA)
Learn more about the ESA testing method and how it is used by ALL-TEST Pro engine testing instruments.

Haga clic a continuación para regresar a nuestra página de Recursos y explorar el resto de nuestros materiales educativos.

Explorar recursos

El desequilibrio del voltaje entre las fases impactará la operación de un motor eléctrico. Un motor eléctrico puede perder su clasificación al operar con desequilibrios por debajo del 5 %. Los efectos del desequilibrio del voltaje son:

  1. Reducción de torques máximos y de rotor bloqueado para la aplicación.
  2. Ligera reducción de la velocidad de carga completa.
  3. La corriente también mostrará un desequilibrio significativo que se relaciona con el diseño del motor específico.
  4. Pueden resultar temperaturas de operación significativas. Por ejemplo, un desequilibrio del voltaje del 3.5 % resultará en un incremento del 25 % en la temperatura.
tech-tip-1-2016

Una de las principales causas de fallas prematuras del motor eléctrico y del aislamiento es la contaminación. Una parte clave y con frecuencia ignorada de cualquier programa de mantenimiento de un motor es asegurarse de que el motor esté limpio. Los pasos de aire, los ventiladores y las superficies del motor deben limpiarse periódicamente. La acumulación de contaminación en estas superficies reducirá la capacidad del motor eléctrico de enfriarse, lo que resultará en una vida más corta del aislamiento. Además, el área alrededor del eje del motor debe mantenerse limpia para reducir la posibilidad de que entre contaminación en los baleros. Supervisar la condición del aislamiento eléctrico con el análisis del circuito del motor permitirá la detección temprana de la acumulación de contaminación en el bobinado dentro del motor eléctrico.

tech-tip-2-2016

El almacenamiento de la máquina eléctrica (motores & generadores) afectará la vida útil del equipo. Con el tiempo, las condiciones tales como humedad, suciedad, polvo, roedores y vibración general tendrán un impacto negativo en la condición eléctrica y mecánica del equipo.

Al almacenar máquinas durante cualquier cantidad significativa de tiempo, se debe considerar un número de requerimientos:

  1. Almacene los motores eléctricos alejados de fuentes de vibración significativas, contaminación y humedad.
  2. Gire el eje del motor al menos cada trimestre, o mensualmente de preferencia.
  3. Si el área de almacenamiento llega a alcanzar el punto de rocío, instale calentadores o deshumidificadores para evitar la condensación.
  4. Realice análisis del circuito del motor periódicamente para asegurarse de que no ha ocurrido una degradación del bobinado. Algunas plantas colocan una etiqueta en cada motor mostrando las fechas de las últimas inspecciones sobre la condición del motor, con diferentes colores representando la planificación para girar el eje (verde para el primer mes de cada trimestre, rojo para el segundo mes y amarillo para el tercero).
tech-tip-4-2017

Un número de condiciones de falla ocasionarán que se «dispare» un variador de frecuencia (VFD). Los cortos de bobinado relacionados con el VFD pueden ocurrir en los giros del extremo de las bobinas del motor eléctrico entre conductores individuales. Este tipo de fallas no pueden detectarse con un probador de resistencia de aislamiento ni con un ohmímetro y el motor puede seguir funcionando de forma satisfactoria en bypass durante algún tiempo. Las fallas del VFD, el voltaje de entrada y las fallas del cable también ocasionarán un disparo. Si la energía entrante es satisfactoria (+/- 10 % con relación a la clasificación de voltaje del VFD), revise los bobinados y cables del motor con el análisis del circuito del motor para aislar la ubicación de la falla (motor, dirección o cable). Esta práctica reducirá el tiempo de solución de problemas en términos de horas (o más tiempo), evitando el costoso tiempo de inactividad no planificado del equipo asociado.

tech-tip-6-2107

El PIE COJO ocurre en las máquinas cuando los pies de las máquinas y la plataforma en la que están montadas no están en el mismo plano. En motores eléctricos, el pie cojo distorsiona el marco, lo que a su vez puede distorsionar el campo magnético del estator. Esto crea fuerzas eléctricas desequilibradas entre el rotor y el campo magnético del estator. Estas fallas con frecuencia son diagnosticadas por el personal de vibración como espacios de aire desiguales o excentricidad estática (por usuarios de análisis de firma eléctrica — ESA). El pie estático se puede verificar mejor utilizando un indicador de dial para determinar la cantidad de pie cojo y galgas para determinar el tipo de pie cojo.

El pie cojo dinámico requiere de un método de pruebas más detallado. El pie cojo en motores puede provocar fallas prematuras del balero y que las barras del rotor se aflojen o se rompan. ESA identifica de forma rápida y sencilla el pie cojo estático y dinámico.

El pie cojo estático se puede detectar utilizando el modo de prueba Motor Circuit Analysis Dynamic.

Graphic Soft Foot

Como regla general, operar un motor con más de 10 °C por encima de la clase de aislamiento clasificada del motor puede disminuir su vida útil a la mitad. El calor excesivo acelerará la degradación del sistema de aislamiento del motor. El calentamiento de un motor puede ser ocasionado por sobrecarga, arranques demasiado frecuentes o altas temperaturas ambientales, por nombrar algunos ejemplos. Por ejemplo, un motor con un sistema de aislamiento de clase F está clasificado para 155 °C. Si el motor excede esta temperatura en más de 10 °C, entonces la vida útil del sistema de aislamiento puede reducirse a la mitad.

tech-tip-9-2017

Los sistemas de aislamiento de motor y bobinado siguen la ecuación Arrenius: la tasa de una reacción química se duplica por cada incremento en la temperatura de 10 °C, y ya que los sistemas de aislamiento son dieléctricos, siguen estas reglas. Esto significa que la vida útil de un motor disminuye en un 50 % por cada incremento de 10 °C en la temperatura del motor.

Muchos motores eléctricos utilizan convección térmica para mantener fresco el motor. Mientras mayor sea la superficie del área de contacto, mayor será la capacidad de transferencia de calor. Las aletas en la carcasa del motor incrementan el área de superficie de la carcasa, lo que a su vez incrementa las capacidades de disipación de calor del motor, maximizando así la vida útil de los sistemas de aislamiento del motor.

Permitir la acumulación en el exterior del motor limita la capacidad del motor para disipar adecuadamente el calor, reduciendo considerablemente la vida del sistema de aislamiento del motor y la vida útil del motor. La limpieza frecuente del exterior del motor permitirá que alcance su vida útil esperada.

tech-tip-7-2018

La pérdida de fase es una condición que ocurre cuando se pierde una de las tres fases que suministra voltaje a un motor trifásico. Cuando esto ocurre, la corriente que pasa a través de las dos fases restantes puede llegar a ser 1.73 veces mayor (173 %) que los FLA normales (consulte la figura del lado derecho).

Durante esta condición, el exceso de corriente que fluye a través del resto de bobinados causará que esos bobinados se sobrecalienten. Esto podría dañar permanentemente el aislamiento del bobinado y posiblemente ocasionar un incendio dentro del motor. Se debe tener cuidado para asegurarse de que las sobrecargas del motor sean clasificadas para evitar esta condición.

tech-tip-6-2019

Antes de realizar cualquier prueba eléctrica o electrónica, es importante verificar la funcionalidad del instrumento.

Por ejemplo, antes de usar un vóltmetro para verificar tensiones potencialmente mortales, es una práctica recomendada de mantenimiento verificar que esté leyendo correctamente para asegurar su funcionalidad. Del mismo modo, es una buena práctica verificar la solidez y la funcionalidad de los instrumentos de prueba de motores eléctricos y los cables de prueba antes de llevarlos al campo. El uso de un motor de prueba como el motor de demostración de condición conocida de ALL-TEST Pro, es ideal.

La funcionalidad también se puede mejorar simplemente cortocircuitando las terminales, conectando los clips a un pedazo de metal sin acabado. En la mayoría de los instrumentos ALL-TEST Pro, la prueba de aislamiento -Mega Ohms-, se lleva a cabo con la punta de prueba azul #2 y la terminal amarilla a tierra. Con ambos cables  desconectados, o abiertos, la lectura debería estar fuera de la escala alta (>XXX Mohms). Con las terminales conectadas a una pieza de metal (en corto) la lectura debe estar cerca de cero. Con las tres terminales de prueba (Negra, Azul y Roja)  conectadas a una pieza de metal (en corto) y realizando cualquiera de las pruebas automáticas, la Resistencia entre fases debería ser cero.

Instrument functionality check

Con la funcionalidad del instrumento confirmada, puede estar seguro de que cualquier lectura anormal que vea en el campo se origina en el objeto bajo prueba.

Descargue este consejo técnico.

La resistencia es una propiedad fundamental de la capacidad de los materiales para resistir el flujo de electricidad a través de ellos. Las unidades de resistencia son ohmios y usa el símbolo griego omega (?) y el símbolo matemático es (R). Todos los materiales tienen cierta cantidad de resistencia, la mayoría de los metales tienen baja resistencia y se conocen como conductores. La resistencia específica de un material es resistividad y está representada por (?). La resistencia de un material depende del tipo de material, la longitud y la forma del material. La resistencia de un objeto o material determina cuánto trabajo o calor se crea cuando la corriente fluye a través del material. Por ejemplo, un material con una alta resistencia consumirá una gran cantidad de energía a medida que la corriente fluye a través del material. La corriente que produce trabajo y crea calor se conoce como corriente resistiva (Ir).
La medición de resistencia lleva el nombre de Georg Simon Ohm, un físico alemán del siglo XIX que estudió la relación entre voltaje, corriente y resistencia. Se le atribuye la formulación de la Ley de Ohm, que es: la resistencia de un circuito (R) es igual al voltaje aplicado al circuito (E) dividido por el flujo de corriente (I) a través de dicho circuito.

Los materiales de los circuitos eléctricos se clasifican como conductores o aislantes.

Los conductores son materiales que tienen electrones débilmente enlazados en la capa más externa de los átomos que forman el material conductor y ofrecen muy poca resistencia al flujo de corriente. Los electrones fluyen fácilmente a través del material conductor. Ejemplos de conductores son cobre, acero, hierro, bronce y muchos otros metales.

Los aislantes son materiales que tienen electrones muy estrechamente unidos en la capa más externa de los átomos que componen el material aislante y resisten el flujo libre de corriente a través del material. Los aislantes presentan una alta resistencia y restringen el flujo de electrones. Los ejemplos incluyen caucho, vidrio, madera y muchos plásticos.

Lo fundamental de la electricidad es que la corriente toma el camino de menor resistencia, por lo tanto, los aisladores se utilizan para dirigir el flujo de corriente a través de la ruta prevista y evitar el flujo de corriente a través de caminos no deseados.

En los motores, los conductores se forman en bobinas o devanados para crear el campo magnético necesario para convertir la energía eléctrica en un par mecánico. Para maximizar la fuerza del campo magnético, la corriente debe fluir a través de cada vuelta del devanado.

Por lo tanto, los conductores que se utilizan para construir los devanados están recubiertos con múltiples capas de aislamiento para dirigir la corriente a través del devanado. Este aislamiento se conoce como aislamiento de bobinado o giro.

Cuando el aislamiento entre los conductores comienza a romperse, la corriente todavía no fluirá entre los conductores hasta que la resistencia del aislamiento caiga por debajo de la resistencia del material conductor alrededor del conductor. Por lo tanto, la medición de resistencia de los devanados individuales permanecerá sin cambios hasta que el aislamiento haya fallado por completo.

La resistencia es directamente proporcional a la longitud total del conductor, el tamaño del conductor (en milésimas circulares) y la temperatura del conductor. Por ejemplo, es mucho más fácil que el agua fluya a través de una tubería ancha y corta que a través de una tubería más estrecha y larga. La corriente a través de un conductor eléctrico reacciona de la misma manera. La corriente fluirá mucho más fácilmente a través de un trozo de alambre grande y corto que a través de un trozo de alambre más estrecho y largo, porque hay menos resistencia al flujo de electrones en el conductor más grande que en el conductor más pequeño.

Por lo tanto, al medir la resistencia del devanado en un motor eléctrico trifásico desenergizado, cualquier desequilibrio de resistencia suele ser el resultado de problemas de conexión. La resistencia de las tres fases debe equilibrarse entre sí. Cualquier desequilibrio del 5% es una advertencia e indica que hay problemas en el circuito del motor.

Al probar desde el CCM (Centro del Control del Motor), un desequilibrio de resistencia podría estar en cualquier lugar de la conexión en el MCC y el cableado o el motor en sí. Se deben realizar pruebas adicionales progresivamente más cerca del motor para localizar las conexiones que están causando el desequilibrio de resistencia. Si las medidas de resistencia en el motor están equilibradas, esto verifica que el problema está en algún lugar entre el CCM y los cables del motor. Si los valores de resistencia directamente en el motor están desequilibrados, esto confirma que hay un problema dentro del motor. Ejemplos de cosas que pueden causar resistencias desequilibradas son: conexiones sueltas, uniones soldadas en frío en el motor o en el CCM, cables deshilachados o rotos, terminales sucias u oxidación de las conexiones en cualquier parte del circuito del motor.

Descargue este consejo técnico.

El factor de disipación es una prueba eléctrica que ayuda a definir el estado general de un material aislante.

Un material dieléctrico es un material que es un mal conductor de la electricidad pero un eficiente soporte de un campo electrostático. Cuando un material aislante eléctrico se somete a un campo electrostático, las cargas eléctricas opuestas en el material dieléctrico forman di-polos.

Un condensador es un dispositivo eléctrico que almacena una carga eléctrica colocando un material dieléctrico entre las placas conductoras. El sistema de aislamiento de la pared a tierra (IT) entre los devanados del motor y la estructura del motor crea un condensador natural. El método tradicional de probar el IT es medir el valor de la resistencia a tierra.

Esta es una medida muy valiosa para identificar debilidades en el aislamiento, pero no define el estado general de todo el sistema IT.

El factor de disipación proporciona información adicional sobre el estado general del GWI.

En la forma más simple, cuando un material dieléctrico se somete a un campo de CC, los diploes en el dieléctrico se desplazan y alinean de manera que el extremo negativo del dipolo se atrae hacia la placa positiva y el extremo positivo del dipolo se atrae hacia la placa negativa. Parte de la corriente que fluye desde la fuente a las placas conductoras alineará los dipolos y creará pérdidas en forma de calor y parte de la corriente se filtrará a través del dieléctrico. Estas corrientes son resistivas y gastan energía, esta es la corriente resistiva IR. El resto de la corriente se almacena en la corriente de las placas y se almacenará descargada de nuevo en el sistema, esta corriente es corriente capacitiva, IC.

Cuando se someten a un campo de CA, estos di-polos se desplazarán periódicamente a medida que la polaridad del campo electrostático cambie de positivo a negativo. Este desplazamiento de los di-polos crea calor y gasta energía.

Hablando de manera simplista, las corrientes que desplazan los di-polos y las fugas a través del dieléctrico son corrientes resistivas -IR-, la corriente que se almacena para mantener los di-polos alineados es corriente capacitiva -IC-.

El factor de disipación es la relación entre la corriente resistiva IR y la corriente capacitiva IC, esta prueba se usa ampliamente en equipos eléctricos como transformadores, disyuntores, generadores, motores eléctricos y cableado, y se usa para determinar las propiedades capacitivas del material de aislamiento, de los devanados y conductores. Cuando el IT se degrada con el tiempo, se vuelve más resistivo, lo que hace que aumente la cantidad de IR. La contaminación del aislamiento cambia la constante dieléctrica del IT nuevamente haciendo que la corriente alterna se vuelva más resistiva y menos capacitiva, esto también hace que aumente el factor de disipación. El factor de disipación del aislamiento nuevo y limpio suele ser del 3 al 5%, un DF mayor al 6% indica un cambio en la condición del aislamiento del equipo.

Cuando hay humedad o contaminantes en el GWI o incluso en el aislamiento que rodea a los devanados, esto provoca un cambio en la composición química del material dieléctrico utilizado como aislamiento del equipo. Estos cambios dan como resultado un cambio en el DF y la capacitancia a tierra. Un aumento en el factor de disipación indica un cambio en la condición general del aislamiento, comparar DF y capacitancia a tierra ayuda a determinar la condición de los sistemas de aislamiento a lo largo del tiempo. La medición del factor de disipación a una temperatura demasiado alta o demasiado baja puede producir resultados desequilibrados e introducir errores durante el cálculo. El estándar IEEE 286-2000 recomienda realizar pruebas a temperatura ambiente de 77° Fahrenheit o 25° Celsius o alrededor de ella.

Descargue este consejo técnico.

Si un motor ha sido desmontado por cualquier motivo, se recomienda verificar el estado del sistema de bobinado antes del montaje. Por ejemplo, después de reemplazar un rodamiento, quitar el rotor para su inspección, limpiar el bobinado o incluso un rebobinado de estator completo, siempre es una buena idea probar el estator en busca de posibles fallas antes de volver a montarlo. La línea de instrumentos desenergizados de ALL-TEST Pro son herramientas perfectas para esto, pero hay algunas cosas que deben tenerse en cuenta al analizar los resultados de las pruebas.

AT34 on demo motor

Cuando el rotor se retira del motor, también se elimina cualquier desbalance de la inductancia mutua causado por cualquier varianza1 en la relación barra de rotor/bobinado.

Por lo tanto, la única parte del sistema de bobinado del motor que está respondiendo a la señal de CA, desde el instrumento, es la autoinductancia de los bobinados del estator y el hierro posterior. Esto significa que las pautas de tolerancia a fallos de un motor no ensamblado deben ser más estrictas que los criterios de un motor montado completo. Se recomienda seguir la tabla de tolerancia del motor no ensamblado a continuación.

1 La varianza es una medida de dispersión que representa la variabilidad de una serie de datos respecto a su media. Formalmente se calcula como la suma de los residuos al cuadrado divididos entre el total de observaciones. También se puede calcular como la desviación típica al cuadrado.

Descargue este consejo técnico.

Haga clic a continuación para regresar a nuestra página de Recursos y explorar el resto de nuestros materiales educativos.

Explorar recursos

¿Le interesa conocer más sobre las pruebas de motores eléctricos? ¿Quiere capacitar a su equipo?

Visite nuestra página de Capacitación para obtener más información sobre nuestras ofertas de cursos.

Capacitación