Diagnstico de fallas en los bobinados trifsicos por inspeccin visual La vida til del bobinado de un motor elctrico puede ser menor, si el mismo fuese expuesto a condiciones de operacin desfavorables, sean elctricas, mecnicas o de medio ambiente. Los daos ocurridos por estas circunstancias pueden diagnosticarse visualmente a fin de tomar las precauciones al respecto. Cuando se dice que un motor se "quem", en realidad lo que se ha estropeado es la delicada capa de esmalte con que es fabricado el alambre de cobre o aluminio con que se realiza el bobinado. A continuacin, las fotografas que se muestran, nos "hablan" de lo ocurrido y como se manifiesta en su aspecto. Para empezar veamos, como referencia, un

bobinado en buen estado: Las primeras seis fotos muestran los defectos en el aislamiento, causados, comnmente, por ataques de agentes contaminantes o abrasivos o bien por oscilaciones en la tensin de alimentacin.

Cortocircuito entre espiras

Bobina cortocircuitada

Cortocircuito con las chapas, en la salida de la ranura

Cortocircuito con las chapas, dentro de la ranura

Cortocircuito en las "colillas" de conexin

Cortocircuito entre dos fases

La siguiente foto muestra el "quemado" total del aislamiento en todas las fases del bobinado, originado por sobrecarga del motor al ser exigido a un trabajo mayor para el que fue diseado. Tambin puede ocurrir este dao cuando el motor es alimentado con tensiones mayores o menores a las de su caracterstica.

Otra razn del "quemado" total del aislamiento de todas la fases se debe a la falla del "rotor bloqueado". Puede ocurrir por fallas mecnicas (dao en los rodamientos, corrreas demasiado ajustadas, etc.) o bin por

excesivos arranques de marcha y contramarcha en breves perodos.

Defectos en el aislamiento como el de la siguiente foto, son generalmente causados por "picos de tensin" que ocurren muchas veces en la conmutacin de circuitos de fuerza, descargas atmosfricas (rayos que caen sobre la lnea de alimentacin), o descargas inapropiadas de condensadores o dispositivos semiconductores acoplados al circuito.

Las siguientes dos fotos denuncian el dao por "falta de una fase", que ocurre cuando se interrumpe una fase de la red de alimentacin. Esta interrupcin casi siempre es debida a un fusible o un contactor abierto, la rotura de una lnea de alimentacin o por falso contacto en los bornes del motor.

Falta de fase en un motor conectado en "Estrella"(Ntese que se ven "quemados" los grupos de dos fases)

Falta de fase en un motor conectado en "Tringulo"

(Ntese que se ven "quemados" los grupos de una sola fase)

Por ltimo, un aspecto que puede confundirse con el de "falta de fase". Es el debido al

desbalanceamiento de las cargas conectadas a la red de alimentacin a la que est conectado el motor, causado por un desequilibrio de corriente de entre un 6% a un 10%. Tambin puede

ser causa malos contactos en la bornera.

Ntese que los qrupos de una fase estn "muy quemados", los de otra "levemente quemados" y los de la tercera "recalentados"

CLASIFICACION DE LOS MOTORES ASINCRONOS TRIFASICOS

Clasificacin NEMA Los motores trifsicos de potencias mayores de 1 HP son clasificados por las normas NEMA, segn el diseo de la jaula del rotor de la siguiente manera: Motor de diseo NEMA A Torque alto, deslizamiento nominal bajo y corriente de arranque alta. Es un motor de induccin con rotor tipo jaula de ardilla, diseado con caractersticas de torque y corriente de arranque que exceden los valores correspondientes al diseo NEMA B, son usados para aplicaciones especiales donde se requiere un torque mximo mayor que el normal, para satisfacer los requerimientos de sobrecargas de corta duracin. Estos motores tambin son aplicados a cargas que requieren deslizamientos nominales muy bajos y del orden del 1% o menos (velocidades casi constantes). Motor de diseo NEMA B Torque normal, corriente de arranque normal y deslizamiento nominal normal. Son motores con rotor tipo jaula de ardilla diseados con caractersticas de torque y corriente de arranque normales, as como un bajo deslizamiento de carga de aproximadamente 4% como mximo. En general es el motor tpico dentro del rango de 1 a 125 HP. El deslizamiento a plena carga es de aproximadamente 3%. Este tipo de motor proporcionar un arranque y una aceleracin suave para la mayora de las cargas y tambin puede resistir temporalmente picos elevados de carga sin detenerse. Motor de diseo NEMA C Torque alto, deslizamiento nominal normal, corriente de arranque normal. Son motores de induccin con rotor de doble jaula de ardilla, que desarrollan un alto torque de arranque y por ello son utilizados para cargas de arranque pesado. Estos motores tienen un deslizamiento nominal menor que el 5%. Motor de diseo NEMA D Torque alto, alto deslizamiento nominal, baja corriente de arranque. Este motor combina un alto torque de arranque con un alto deslizamiento nominal. Generalmente se presentan dos tipos de diseo, uno con deslizamiento nominal de 5 a 8% y otro con deslizamiento nominal de 8 a 13%. Cuando el deslizamiento nominal puede ser mayor del 13%, se les denomina motores de alto deslizamiento o muy alto deslizamiento (ULTRA HIGH SLIP). El torque de arranque es generalmente de 2 a 3 veces el par nominal aunque para aplicaciones especiales puede ser ms alto. Estos motores son recomendados para cargas cclicas y para cargas de corta duracin con frecuentes arranques y paradas. Motores de diseo NEMA F Torque de arranque bajo, corriente de arranque baja, bajo deslizamiento nominal. Son motores poco usados,destinndose a cargas con frecuentes arranques. Pueden ser de altos torques y se utiliza en casos en los qaue es importante limitar la corriente de arranque. Otras Clasifcaciones Para casos especiales en que se necesitan caractersticas especiales que no se encuentran en la clasificacin NEMA, tenemos los siguientes tipos de motor:

Motores con rotor de jaula para mecanismos elevadores En el servicio de los mecanismos elevadores, raras veces los motores funcionan durante largo tiempo a plena velocidad de rotacin. No tiene por tanto, gran importancia que exista una elevada prdida de velocidad (deslizamiento elevado). Debido a ello, es posible fabricar los motores con una capacidad de deslizamiento mximo mayor. De esta manera resulta un arranque elstico. Para el servicio de los mecanismos elevadores, los motores con rotor dejaula se construyen con capacidad de entrega de torque de las clases KL 13h y KL 16h es decir, que el motor puede arrancar con seguridad venciendo un par resistente del 130% o del 160% del par nominal. La letra "h" indica que el curso de la caracterstica del par motor se ha adaptado a las condiciones particulares del servicio de sta clase de mecanismos. Por ejemplo, con una duracin de conexin del 40%, estos motores, en lo que afecta a la potencia, ofrecen un par de arranque doble o triple del normal y una intensidad de arranque aproximadamente cuatro o cinco veces mayor que la normal. En este caso, el par de arranque es el par mximo que puede presentarse en la gama comprendida entre el estado de reposo y la velocidad de rotacin nominal. Motores con rotor de jaula para accionamiento de prensas Para accionar prensas con grados de inercia elevados, se utilizan frecuentemente motores provistos de rotores llamados de deslizamiento o de resistencia. Estos motores tienen una capacidad aproximadamente a slo el 80% de la potencia nominal normal, y presentan un deslizamiento igual al doble de lo normal. La clasificacin del torque es, por ejemplo, KLI OS (rotor de deslizamiento). Los motores tienen un torque de arranque de 1,7 veces el torque nominal (aproximadamente) y absorben una intensidad inicial en el arranque que es igual a unas cuatro veces la intensidad nominal. Motores de muy alto deslizamiento para unidades de bombeo de petrleo El motor de muy alto deslizamiento est especficamente diseado para impulsar unidades de bombeo de petrleo tipo balancn por varilla de succin. Este es un motor asncrono trifsico de rotor bobinado; sus caractersticas elctricas y mecnicas son diseadas para tener un ptimo comportamiento, libre de fallas, en el duro trabajo de los campos petroleros. Poseen caractersticas que los hacen superiores a los motores con diseo NEMA D y con deslizamientos nominales del 5 al 8%. Considerando las caractersticas particulares, como el funcionamiento y la instalacin a la intemperie en zonas polvorientas, con lluvia y alta humedad relativa, etc., donde deben funcionar durante largo tiempo casi sin mantenimiento, estos motores se construyen completamente cerrados y con ventilacin externa. La clase de proteccin de IP 45 o IP 55 y el aislamiento es de clase F. Los motores de muy alto deslizamiento, comnmente disponen de 9 terminales, lo que permite conectar el motor en cualquiera de las cuatro modalidades de torque: alto, medio, medio-bajo y bajo; para una ptima utilizacin de la capacidad y para facilitar el esfuerzo operacional en la unidad de bombeo. Se fabrican con torques de arranque promedio 330, 230, 200 y 180% del nominal para sus modalidades de alto, medio, medio-bajo y bajo torque, respectivamente. Mientras que los motores convencionales se fabrican con torques promedio de 2OO% del nominal. Si en el motor convencional la demanda de torque excede este nivel, el motor arrancar y se frenar. Lo contrario sucede en el motor de muy alto deslizamiento, que, con el aumento de la demanda de torque disminuir su velocidad a medida que la demanda de torque aumenta. Los motores de muy alto deslizamiento presentan, respecto a los del diseo NEMA D una enorme ventaja: la corriente de arranque es mucho ms baja, aproximadamente la mitad, lo que significa cadas de tensin en los bornes del motor mucho menores, requisito sumamente importante para un arranque satisfactorio, pues el torque del motor, como ya se ha visto, vara en forma proporcional con el cuadrado de la tensin en los bornes.

FUENTE:http://bobinados.blogspot.com.ar/2007_09_01_archive.html

Diagnstico de fallas en los bobinados trifsicos por inspeccin visual