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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.

La clave está en pasar de la fase “reactiva” de la curva PF (Performance-Failure Curve) a la fase de “predicción”. Mediante el uso de la tecnología de ultrasonidos, como el Ultraprobe 15000, podemos detectar problemas antes de que comiencen a crear serios daños en el motor. Debido a que existen muchos componentes dentro de un motor, un modo de fallo puede surgir en variedad de lugares. Hay entre 8 y 10 componentes dentro de un motor, cada uno con sus propios modos de fallo, con un total de alrededor de 50, por lo que abordarlos correctamente, puede ampliar en gran medida la vida de su motor.

Carcasa del motor

Los fallos en la carcasa del motor pueden surgir de una instalación incorrecta, de daños físicos, de la corrosión o de la acumulación de materiales. Mientras que la caja del motor puede no parecer un verdadero componente del rendimiento, estas deficiencias pueden acabar afectando a la forma en que otros componentes realizan su trabajo.

Por ejemplo, un soporte cojo podría conducir a fallas de rodamientos, flexión de ejes o roturas o fisuras en los soportes. Eso se produce si un motor, cuando se coloca en una superficie plana, no tiene todos sus soportes planos en la superficie. La acumulación de materiales puede elevar la temperatura de funcionamiento de un motor, que en última instancia puede conducir a dañar otras partes del motor, tales como cojinetes.

Estátor del motor

Los modos de fallo del estator del motor emergen de los daños físicos, de la contaminación, de la corrosión, de la alta temperatura, del desequilibrio de voltaje, soportes rotos y procedimientos de rebobinado.

Los fallos de estátor se producen debido al agotamiento del rebobinado de bobinas. Esto sucede a menudo antes de que el motor pueda ser rebobinado requiriendo de reparaciones de emergencia. Pero debido a que la planta necesita la puesta en marcha del motor a la mayor brevedad posible, las reparaciones apresuradas pueden terminar dañando los estatores por un sobrecalentamiento de la carcasa y el estator. Esto también puede dar lugar a ineficiencias del motor.

Rotores del motor

Los rotores se componen de numerosas capas de acero laminado y los devanados del rotor se componen de hilo de cobre o de aleación de aluminio. Estos componentes pueden fallar por el estrés térmico, el daño físico, el desequilibrio, la barra del rotor rota, la contaminación o una instalación incorrecta.

El daño físico en los rotores se puede desarrollar después de ciertas tareas de mantenimiento de emergencia, incluyendo la sustitución de cojinetes, reconstrucciones de motor o durante proceso de desmontaje y ensamblaje. En términos generales, no es recomendable sustituir los cojinetes del motor in situ, especialmente si se trata de equipos críticos.

El desequilibrio en los rotores de motores es habitual, pero esto puede suponer una gran tensión sobre los rodamientos. Esto, en última instancia puede llevar a una toma de contacto del rotor con el estator y crear otro punto de fallo. De nuevo, técnicas de reconstrucción inadecuadas, como el sobrecalentamiento, pueden también dañar los componentes del rotor.

Estableciendo unas normas de equilibrado de precisión, se puede conseguir evitar este tipo de fallos de desequilibrio.

Rodamientos de motores

Los cojinetes en un motor eléctrico pueden dañarse por una manipulación o almacenamiento inadecuado, una instalación incorrecta, una mala alineación, lubricación inadecuada, procesos de inicio/parada, contaminación, cargas radiales o desequilibrios del ventilador del motor.

La contaminación es una de los mayores motivos de modos de fallo en rodamientos. Esto ocurre cuando contaminantes externos o humedad entran en los cojinetes, por lo general durante el proceso de lubricación. Se pueden tomar medidas para evitar la contaminación durante el proceso de lubricación.

También es importante que el motor esté adecuadamente equipado para la tarea para la que fue seleccionado. Esto significa utilizar los rodamientos adecuados para esta aplicación. Los motores que utilizan poleas o ruedas dentadas que están montadas en el eje, necesitarán cojinetes de rodillos en el motor, que son comunes en la mayoría de los motores estándar.

La lubricación siempre puede ser una de las principales causas de fallo, ya que puede haber gran variedad de lugares donde se puede aplicar incorrectamente la lubricación. Una lubricación excesiva o insuficiente, junto con procesos incorrectos de lubricación, puede conducir a un desgaste prematuro. (…) Siempre se ha de colocar el aplicador en la parte inferior, de modo que la grasa vieja pueda drenar adecuadamente. Igualmente, la presencia de válvulas puede ayudar a prevenir el exceso de lubricación.

Los fallos en el sellado del motor tienden a surgir debido a una lubricación o una instalación incorrecta.

Ventiladores del motor

Los ventiladores de un motor tienden a fallar por daños físicos, acumulación de hielo, materiales extraños o corrosión. Los ventiladores ayudan a mantener baja la temperatura en un motor, que es esencial para conseguir que el resto de los componentes funcionen correctamente.

Los fallos de protección del ventilador del motor también pueden conducir a un fallo mayor en el motor. Esto puede pasar por daños físicos y taponamientos. Al dedicar un tiempo a mantenerlos limpios, se puede conseguir un gran avance en la prevención de fallos en los ventiladores.

Aislamiento del motor y bobinados

Cuando se trata del aislamiento del motor y bobinados, hay una serie de problemas potenciales. La contaminación y la humedad pueden provocar daños. Muchas veces esto es debido a que no se almacenan en condiciones ambientales. Sobrecalentamiento es otro problema que puede causar fallos en el motor. Daños en el aislamiento, ciclos y flexiones, junto con el estrés, completan algunos de los posibles modos de fallo para esta categoría.

La vida del aislamiento de un motor eléctrico estándar se basa en la temperatura a la que opera el motor. Esto significa que, en  un motor eléctrico que opera a una temperatura especialmente alta, disminuye su vida útil. De hecho, por cada 18 a 20 grados Fahrenheit, la vida útil del aislamiento se reduce a la mitad. Mientras que un buen aislamiento puede extender la vida útil de los equipos, la temperatura puede ser fácilmente uno de los factores más importantes en este caso. Esto significa aportar aire frío del exterior.

Un deterioro del aislamiento puede ser un gran problema, ya que causaría cortocircuitos en los bobinados. Estos problemas pueden detectarse mediante pruebas MCE y termografía. Los bobinados pueden fallar de un turno a otro por contaminantes abrasivos, vibraciones o picos de tensión.

Los ciclos y la flexión son otros de los problemas que se producen normalmente a raíz de las frecuentes operaciones de inicio y parada del motor. Este tipo de ciclo de operación puede llevar al calentamiento / enfriamiento frecuente  de los bobinados y el aislamiento, lo que puede conducir a desgastes y roturas, como por ejemplo agujeros, llevando en última instancia a cortocircuitos y fallos del motor.

Eje del motor

Los modos de fallo en el eje del motor se producen por daños físicos, fallos de fabricación, instalación incorrecta y corrosión. Por ejemplo, la instalación de un motor de manera incorrecta puede causar a ciertos componentes, tales como la carcasa del motor, corrosión y desequilibrio.

Cómo prolongar la vida de su motor

Ahora que somos conscientes de los distintos tipos de fallo de motor, podemos tomar mejores medidas hacia la creación de un plan de mantenimiento preventivo.

Muchas de las tareas de mantenimiento pueden abordarse desde tareas semanales de inspección. Asegurarse de engrasar los motores según sea necesario y con el lubricante adecuado para cada motor. Añadir lubricante o aceite sólo cuando sea preciso. Incorporar un programa de lubricación asistido con ultrasonidos puede ser un gran avance en la prevención de fallos de rodamientos.

Hay una serie de tareas de mantenimiento que pueden realizarse para asegurarse de que los motores están en las mejores condiciones de rendimiento. Mantener los motores limpios y a la temperatura adecuada con una ventilación constante, almacenar los motores adecuadamente y evitar que la humedad los contamine. Además mantener la humedad y los químicos lejos de los motores para prevenir contaminación.

También hay una serie de medidas de mantenimiento de precisión que pueden tomarse con el fin de mejorar el rendimiento de los motores y reducir el desgaste. Alinear siempre los motores por debajo de 0.003 en los tres planos, mientras que se toman medidas para evitar soportes inestables. Especificar el balance de precisión del rotor del motor (…). Finalmente utilizar tan solo piezas y servicio técnico de calidad, ya que como  se ha mencionado con anterioridad, reparaciones inapropiadas pueden generar un daño importante en el motor.

En términos de medidas de mantenimiento predictivo, utilice la evaluación del circuito del motor para detectar todos los fallos del motor. Análisis de vibraciones pueden utilizarse para una serie de fallos de motor, mientras que los ultrasonidos pueden utilizarse para rodamientos, barras de rotor y fallos eléctricos. También se pueden utilizar análisis de aceite.

Existen otras aplicaciones de los ultrasonidos. Los fallos tienden a aparecer primero en rodamientos, lo que significa que el Ultraprobe 15.000 puede ser una gran manera para detectar fallos en una fase inicial. Este dispositivo también es ideal para detectar exceso o falta de lubricación. Mientras los ultrasonidos se convierten en una integrante cada vez más presente en las labores de mantenimiento, pueden emplearse además para otras aplicaciones. Se pueden utilizar para detectar fallos eléctricos como la formación de arcos, problemas en la barra del rotor o desequilibrios del rotor, junto con la alineación y problemas de soportes leves.

En términos generales, cuando un motor falla, hay que decidir si vale la pena repararlo o comprar uno nuevo. El uso de un diagrama de flujo del motor puede ayudar a tomar esta decisión.

Por último, puede obtener mucho más de sus motores adoptando medidas de mantenimiento proactivo. La compra de motores de precisión para todas sus aplicaciones críticas y siempre el uso de mantenimiento de precisión para su instalación, alineación, equilibrado y lubricación.

Al adherirse a estos pasos, puede prolongar la vida útil de sus motores, y reducir el tiempo de parada en su planta, acelerando de manera efectiva las operaciones, lo que limita el coste y mejora el rendimiento.