*Primera imagen: núcleo con algunos daños visibles. Segunda imagen: núcleo al ser inspeccionado con Termografía.

Evaluando el núcleo del estator

Don Donofrio, The Snell Group

La longevidad de un motor está directamente relacionada a la temperatura con la que opera el mismo. Si el motor se mantiene funcionando dentro de los parámetros para los que fue diseñado en relación a su sistema de aislamiento puede tener una duración de tiempo de vida útil considerable. Una causa común del calentamiento excesivo puede estar relacionada con daños en el núcleo, que pueden dar como resultado incremento en las corrientes de Eddy en el inter-laminado.

Cuando el motor es enviado para rebobinar, la verificación de pérdidas en el núcleo debería ser parte integral del procedimiento de reparación. Normalmente, se deberían realizar las pruebas de pérdidas en el núcleo del estator antes y después de aplicar temperatura en horno al motor cómo parte del proceso para ser rebobinado. Algunos talleres de rebobinado únicamente realizan la verificación de pérdidas en el núcleo luego de haber aplicado dicha temperatura, cuando esto último comúnmente puede ser causante de daños al núcleo. El proceso de aplicación de temperatura al motor requiere ritmos de calentamiento y temperaturas reguladas. Si previo al aplicar temperatura al motor en el horno, las pérdidas en el núcleo son ya de por si elevadas, se debe tomar la decisión acerca de si se debe continuar con el procedimiento.

La verificación de pérdidas en el núcleo provee una indicación de la condición tanto del laminado del estator como del rotor del motor. Si las pérdidas en el núcleo del motor son excesivas podría significar que la laminación de acero del estator no cumple con los estándares adecuados o que el aislamiento interno del laminado está dañado. De darse lo anterior se podría quitar el apilado del laminado del estator, volver a aislarlo y apilarlo nuevamente; también se podría reemplazar el núcleo completamente. Se debe tomar una decisión antes de continuar pues si las pérdidas en el núcleo son altas el motor podría: funcionar caliente, tener una menor eficiencia o no proveer los caballos de fuerza para los que fue diseñado.

El núcleo del estator por ejemplo podría dañarse por las siguientes causas: calor excesivo durante el proceso de calentamiento en horno al rebobinarlo, sobrecalentamiento causado por sobrecarga en el motor, temperatura ambiental elevada alrededor del motor, encendido repetido del motor, funcionamiento al estar atrancado, fallas mecánicas, fricción en el rotor, laminados flojos, vibración y mantenimiento inadecuado.

La verificación de pérdidas por  problemas en el núcleo puede realizarse midiendo las pérdidas de watts por libra o también buscando aumentos de temperatura en el núcleo. Puntos calientes ‘localizados’ pueden indicar áreas de potenciales problemas (como las imágenes mostradas anteriormente). El ritmo a la que la temperatura del núcleo aumenta durante las pruebas es importante, por lo anterior debería tomarse mediciones de la superficie del núcleo en intervalos frecuentes durante los primeros 15 ó 20 minutos de la prueba. La temperatura de un ‘buen’ núcleo no debería aumentar más de unos 5-10 ˚C (9-18 ˚F) en dicho período de tiempo.

Básicamente existen dos maneras de verificar el núcleo:

• Prueba de Toroide
• Medidor de pérdidas del núcleo

Prueba de Toroide

Esta prueba no requiere de equipo altamente especializado, para realizar dicha prueba se utilizan: amperímetros, vatímetros, medidores de temperatura y cables (para envolver el núcleo del motor con bobinas y así producir corriente al momento de energizar las mismas). Dependiendo de las dimensiones del núcleo del estator se calculan los voltios y amperios necesarios para magnetizarlo. El voltaje se selecciona dependiendo de la fuente disponible, se coloca un cierto número de vueltas de cable envolviendo el núcleo (como se puede observar en la imagen a continuación), esto para aplicar el amperaje necesario y así lograr la densidad de flujo inducida requerida. A esto se le conoce como prueba de ‘toroide’ o de ‘anillo’.

Referencias acerca de la prueba de toroide puede ser encontrada en los siguientes estándares:

• IEEE STD 112
• EASA TN17

Las referencias anteriores indican los procedimientos para determinar el voltaje y amperaje necesario  que se debe proveer en base a las dimensiones del núcleo. Lo anterior requiere una excitación de entre 15-20 minutos en las bobinas antes de medir los watts, amperios, voltios y temperatura. Dicha información se utiliza para realizar los cálculos para determinar las pérdidas en el núcleo.

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