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¿Por qué el VibPro y no otro?

 

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El VibPro, medidor de vibraciones inteligente, tiene muchas ventajas con respecto a sus pares. Aquí, nombramos las más importantes, que son las que dejan al VibPro un escalón más arriba que el resto. 

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Pruebas estáticas y diagnóstico del estado de la aislación de motores eléctricos

Por Hector Lavín

Antes de que cualquier compañía investigue en mantenimiento predictivo (PdM) de sus motores eléctricos, debe conocer los puntos débiles del aislamiento de su equipo, las tensiones a las que sus motores están expuestos a diario, y cuándo estas fallas suelen ocurrir. Sólo entonces se puede tomar una decisión respecto de qué instrumento de diagnóstico eléctrico es el más apropiado para realizar las pruebas en sus motores eléctricos.

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Análisis de las zonas de falla de Motores Eléctricos

por Ing. Juan C. Hidalgo B., MBA Especialista en termografía Nivel II y en análisis de fallas en motores eléctricos Grupo TERMOGRAM, San José, Costa Rica

EL personal de mantenimiento ha estado sumamente limitado al tratar de diagnosticar fallas en motores eléctricos. Las herramientas más comunes han sido un medidor de aislamiento (megger) y un ohmimetro. Aunque recientemente el análisis de vibraciones ha ayudado a determinar fallas de tipo eléctrico en motores, no se puede asumir que un pico a 2 veces la frecuencia de línea es una falla de tipo eléctrico. Se deben de tomar en cuenta otras variables antes de sacar un motor de servicio. Aun con el megger muchas anomalías pueden ser pasadas por alto. El determinar problemas en motores debe ser confiable y seguro, por esto un análisis de motores eléctricos debe contener resultados en las siguientes zonas de falla: Circuito de Potencia, Aislamiento, Estator, Rotor, Entrehierro y Calidad de energía. Las pruebas ha realizar deben de contemplar pruebas tanto con motor detenido como con motor energizado.

Introducción

Comúnmente las únicas herramientas usadas por el personal de mantenimiento para detectar fallas en motores han sido un megger (medidor de aislamiento) y un ohmimetro. Desdichadamente la información brindada es muy general y no precisa la zona de falla del motor en estudio. Es muy fácil el diagnóstico erróneamente si se confía solo en los resultados de un megger. Por ejemplo, un corto entre espiras o entre fases puede perfectamente estar disparando un motor y al medir el aislamiento este esta en buen estado. Ya que estas fallas aunque son un problema de aislamiento en el devanado podrían estar aisladas completamente de tierra y por lo tanto el megger no las detecta. Este tipo de anomalías deteriora rápidamente el devanado lo cual resultara en un futuro

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Pocket VibPro | Medidor de Vibración Inteligente

 

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El medidor de vibración Pocket VibPro es el más completo de los medidores de vibraciones disponible hoy en el mercado. Este medidor detecta en forma automática los problemas mecánicos más frecuentes que necesitan reparación o intervención inmediata, las lecturas de severidad de vibración totales, según norma ISO10816 y la condición de lubricación y rodamientos.

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Modos de Fallos Eléctricos

por UE Systems

Los motores eléctricos son esenciales en las operaciones de numerosas plantas, independientemente del tipo de industria. Por ello el conocimiento de los 50 tipos de fallo puede ayudar a desarrollar un mejor programa de mantenimiento en su planta.

Los motores eléctricos son esenciales para el funcionamiento correcto y eficaz de las plantas. Si uno de ellos falla,  puede suponer un tiempo costoso de parada de la planta y crear una serie de riesgos de seguridad. Existe una gran variedad de modos de fallo, y a través de su comprensión podemos prolongar la vida de un motor de 2 a 15 años.

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Métodos de ensayo para aparatos eléctricos instalados en un ambiente pulverulento con riesgo de explosión

por E. Querol Aragón, J. García Torrent y A. Ramos Millán

Introducción

El polvo en la industria suele presentarse depositado o formando nubes y, a pesar de tomar precauciones, se producen accidentes al aparecer en el proceso fuentes de ignición capaces de originar una explosión. Después de revisar los métodos de ensayo actualmente existentes, se desarrollan tres nuevos vinculados con los riesgos más usuales de este tipo en la industria: acumulaciones de polvo, nubes de polvo y capas. Por último se ha realizado una ronda de ensayos en tres laboratorios europeos. 

Es bien sabido que las chispas y arcos eléctricos son capaces de inflamar nubes de polvo. La energía mínima requerida varía con las propiedades del polvo, con las características de la chispa, como su distribución espacial y temporal de energía, con la geometría del electrodo, su tamaño y forma, así como con el mecanismo de descarga. Las descargas de chispas electrostáticas son capacitivas y la energía teórica de la chispa, despreciando las pérdidas en el circuito externo, viene dada por ½ CV2 , donde C es la capacidad y V la tensión aplicada. Las chispas y arcos generados cuando se interrumpe una corriente circulante son chispas inductivas transitorias y su energía teórica viene dada por ½ L i2 , donde L es la inductancia del circuito e i la intensidad de corriente. Las descargas desde componentes con una inductancia o resistencia significativa normalmente tienen una duración superior que las descargas puramente capacitivas, resultando que es posible la ignición de un determinado polvo con una menor energía total. Esto fue comprobado ya por Boyle y Llewellyn [2] que observaron cómo al incluir una resistencia en serie de 104 – 105 ohmios la energía necesaria para inflamar ciertos polvos se reducía sustancialmente. Igualmente, Smielkow y Rutkowski [3] aumentaron la duración de la descarga mediante una elevada resistencia en el circuito, observando que la energía teórica necesaria procedente de la descarga de un condensador se reducía en un factor de 10. Las mediciones realizadas por Parker [4] mostraron que para algunos polvos había una región diferenciada donde la duración de la descarga producía las menores energías de ignición. Sin embargo, para otros polvos no aparecía tal región. La distancia entre electrodos tiene también un notable efecto sobre la energía de ignición, como demostró Ballal [5] al comprobar para polvos metálicos que hay una separación óptima entre electrodos para cada polvo y que aumenta al aumentar la energía de ignición. Las medidas realizadas por Norberg, Zu y Zhang [6] mostraron que la distancia óptima para la separación de los

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Detección de Fallas en el Estator

por Luisa Salazar, Flavio Quizhpi, Jose Manuel Aller, Alexander Bueno, Rodney Reyna.

En este trabajo se comparan dos metodologíaspara la detección de cortocircuitos y fallasentre chapas de núcleos magnéticos, para locual se realizaron los ensayos sobre las cha-pas que conforman el estator de un motorde inducción, con el objetivo de determinarel método de detección más eficaz. Los méto-dos sometidos a comparación son: Método dela prueba de aislamiento del laminado del nú-cleo del estator,

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Banco de Pruebas para motores eléctricos

Se le llama banco de pruebas al soporte estructural en la que se integra la máquina de inducción y el volante de inercia. Este banco esta integrado de partes como ejes, cojinetes, sistema de transmisión, tornillos, soldaduras y una estructura.

Tornillos, soldaduras, cojinetes y transmisión

  • Tornillos

Un afianzador es cualquier dispositivo que se utilice para conectar o unir dos o más componentes. En el mercado, se dispone, literalmente, de cientos de tipos y variantes de afianzadores. Los más comunes son los afianzadores con cuerda a los que se hace mención con múltiples nombres: entre ellos pernos, tornillos, tuercas, pernos prisioneros, pijas y tornillos de ajuste. Un tornillo es un afianzador que se diseña para ser insertado a través de un orificio provisto de una cuerda en una pieza que se va a enlazar a otra. El orificio con cuerda puede hacerse ya sea mediante un machuela hembra, o bien, lo forma el propio tornillo al forzarlo a que entre en el material. Casi todos los pernos y tornillos tienen cabezas alargadas que se apoyan sobre la parte que se va afianzar y, por consiguiente, ejercen la fuerza de afianzamiento. Los tornillos utilizados son tornillos mecánicos o también conocidos como tornillos de casquete de cabeza emboquillada hueco hexagonal. También se utiliza una rondana para distribuir la carga de afianzamiento sobre un área extensa y proporcionar una superficie de apoyo para el giro relativo de la tuerca. La rondana utilizada es una rondana plana simple. En el diseño mecánico, casi todos los afianzadores se fabrican de acero debido a su alta resistencia, buena ductilidad y susceptibilidad aceptable para maquinarlas y darles forma. No obstante, se emplean diferentes composiciones y condiciones de acero. La resistencia de los aceros que se emplean para fabricar pernos y tornillos se utiliza para determinar su grado de conformidad con uno de los estándares [MOR92].

  • Ensambles soldados

 En el diseño de ensambles soldados hay que considerar la manera en que se aplica la carga en los ensambles, los tipos de materiales en la soldadura y los miembros que se van a ensamblar así como la geometría del ensamble. La carga puede estar distribuida de manera uniforme a lo largo de la soldadura de manera que todas las partes de la soldadura se sometan al mismo nivel de tensión, o bien, la carga puede aplicarse en forma excéntrica [MOR92]. Los materiales de la soldadura y de los miembros originales determinan las tensiones permisibles. Para acero soldado mediante el método de arco eléctrico, el tipo de electrodo es una indicación de la resistencia al esfuerzo de tracción del material relleno. El electrodo utilizado es E6013 que tiene una resistencia mínima al esfuerzo de tracción de 60 Kpsi (60 000 libras/pulg2 ) y se utiliza un acero de grado ASTM A36, por lo que permite un esfuerzo de corte permisible en soldaduras de chaflanes.

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 Si se considera la soldadura como una línea, en general, la soldadura se analiza por separado para cada tipo de carga a fin de determinar la fuerza por pulgada de tamaño de soldadura debida a cada carga.

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La soldadura utilizada es a tope con extremos planos, esto es en la parte superior del banco. La fuerza por pulgada a la que se somete la soldadura es la mitad de la suma de la fuerza presente en la viga y del propio peso de la viga entre la longitud total de soldadura.

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Mientras que la fuerza permisible por pulgada que soporta es de 9600 Lb/pulg, por lo que la soldadura es muy segura, esto se debe a que las cargas presentes son muy pequeñas. Otro análisis de la soldadura es mediante la consideración de la garganta de soldadura. El esfuerzo medio en una junta a tope debido a carga cortante es [SHJ90]

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mientras que la tensión por esfuerzo de corte permisible del electrodo E60 es de 18 Kpsi para un tipo de junta a tope o filete. También en la estructura se encuentran soldaduras de filete sometidas a esfuerzo cortante, éstas se encuentran en la viga que soporta las chumaceras que a su vez soportan el eje del volante de inercia. En diseño se acostumbra basar el esfuerzo cortante en el área de la garganta y desprender totalmente el esfuerzo normal. En consecuencia, la ecuación para el esfuerzo medio es

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en la que también se observa que el esfuerzo a cortante esta muy debajo del esfuerzo de corte permisible del electrodo E60.

  • Cojinetes

Los cojinetes utilizados se encuentran ya montados sobre soportes (soportes con rodamientos), el diámetro interior es de ¾ de pulgada y la carga estática de diseño de mayor magnitud para el balero es de 25.0296 N = 5.6271 Lb, conociendo que la vida útil de diseño recomendada para cojinetes para motores eléctricos es 25 000 horas y que la carga dinámica para un cojinete de este diámetro interno, de cojinetes de bola de hilera única, de ranura profunda es de 2 210 Lb y su carga básica estática es de 1400 Lb [MOR92]. Los cojinetes utilizados estarán sometidos únicamente a carga radial. Estos cojinetes tienen capacidad de carga radial buena, capacidad de carga de empuje aceptable y capacidad de desalineación aceptable.

  • Transmisión de banda trapezoidal o en V

Las bandas representan una de los tipos principales de elementos flexibles para transmitir potencia. A diferencia de otros son capaces de transmitir potencia entre flechas que se encuentran muy separadas, además; la distancia central es inherentemente ajustable y no necesita ser tan precisa. La banda se diseña de manera que gire alrededor de las dos poleas sin deslizarse, por consiguiente la fuerza impulsora está por fricción entre la banda y la polea. En muchos casos simplifica el diseño de un mecanismo o una máquina y reduce notablemente el costo. Además, puesto que este elemento es elástico y de gran longitud, desempeñan un papel importante en la absorción de cargas de choque y en el amortiguamiento y separación de los efectos de las vibraciones. Se diseño un impulsor de banda en V que tiene una polea acanalada en la flecha de un motor eléctrico (torque normal) especificada de 0.5 hp a una velocidad de 2947.2243 rpm con carga. El impulsor deberá transmitir potencia a un volante de inercia que trabajará 15 horas diarias a 1473.6121 rpm aproximadamente. Se requiere una reducción de velocidad de 2:1, por tanto los diámetros de las poleas son, la más pequeña D1= 2 in y la de diámetro mayor D2 = 4 in.

Primero se calcula la potencia de diseño

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Donde el factor de servicio para impulsor de banda en V para un motor de CA de torque normal que impulsa a un generador 15 horas al día el factor es de 1.3. En función de la potencia de diseño se selecciona una banda estándar de 3/8 in de ancho y 5/16 de espesor, cuya potencia básica especificada es de 1.2 hp, por tanto se requiere el uso de una sola banda. Conociendo las medidas de la estructura que soportara la transmisión, se considera una banda de longitud L= 44 in y se calcula la distancia entre centros C.

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El ángulo de la envolvente de la banda en la polea acanalada de 2 in es

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Hallando el factor de corrección para ángulo de envolvente Cq y el factor de corrección para longitud CL

Co = 0.96

CL = 0.92

La potencia corregida de la banda es

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por la capacidad de potencia de la banda se determina que ésta es suficiente, aunque se utiliza una banda que se encontró en el mercado cuya capacidad de potencia esta sobrada y cuyas dimensiones son 21/32 in de ancho y 7/16 in de espesor de 44 in de longitud, capaz de transmitir de 1 a 25 hp.

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Detección de fallas y diagnóstico en motores eléctricos

por Castelli, Marcelo
Universidad de Montevideo. – IEEE Member
Andrade, Marcos
ALFEX S.A. – IEEE Senior Member

Estudios recientes indican que el 90% de los fallos en máquinas ocurren a raíz del funcionamiento anormal de los componentes internos, como es el caso del motor principal [1].
En esta línea, el mantenimiento correctivo del equipo es una práctica muy costosa, ya que implica paradas no programas y los daños provocados por las fallas de los equipos.
Las actuales exigencias de calidad consideran cada vez más necesaria la utilización de sistemas de monitoreo y detección de fallas, de modo de no interrumpir la producción. Los motores eléctricos de inducción son los responsables, en muchos casos, del correcto funcionamiento del sistema productivo.