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Grupo de Mantenimiento predictivo



Confiabilidad en Motores Eléctricos

Frey
Electricidad industrial servicio nacio...
Escrito por Frey Bellido Rubio
el 15/07/2010

Confiabilidad en Motores Eléctricos

Por Luis Suárez, Alfagres S.A

Amigos de la Cultura de la Confiabilidad

Saludos cordiales.

Poniéndome en contacto con ustedes para interactuar un poco en el amplio contexto de la confiabilidad.

Somos una industria cerámica que tiene permanentemente instalados, funcionando las veinticuatro horas del día, cerca de mil seiscientos motores de origen europeo con frame norma IEC, en una gama que va desde 0. 25 Kw. Hasta 350 Kw. Pero el 95 % de ellos no supera los 10 kw. Es por eso que son motores bastante ineficientes y con unos modos de falla repetitivos en cuanto a humedad en el interior, ejes averiados por desajustes con los alojamientos de los reductores mecánicos, exceso de temperatura y en ocasiones motores que aparentemente en vacío funcionan bien pero que con la carga acoplada ya dan problemas de potencia insuficiente pero que al colocar uno de idénticas características teóricas, funciona bien.

Hacemos una gestión de desmonte, mantenimiento y reparación de ochenta motores mensuales en promedio a unos costos bastante elevados.

Esta vez, me gustaría saber si ustedes recomiendan algunas normas NFPA, IEC, IEEE u otra similar que ofrezca parámetros bien definidos para un buen check list en el control de calidad de un motor eléctrico reparado. Por ejemplo, valores de amperios mínimos y máximos para un embobinado reparado, quizá factor de potencia o potencia absorbida en vacío, u otros parámetros que el taller de mantenimiento eléctrico de una industria mediana pueda realizar y pueda exigir a sus proveedores de servicios de reparación de motores.

De estos parámetros se podría establecer claramente cuándo un motor ya cumplió su vida útil por deterioro irreversible del acero de su rotor o de su estator y aunque se recuperen el embobinado, los rodamientos y el eje, el equipo ya debe ser dado de baja y reemplazado por uno nuevo.

También, si es posible saber cuáles son en la actualidad las marcas de equipos de predictivo de motores que más convengan para tener a la mano y poder hacer en nuestro taller algunas pruebas de Baker, Surge, índices de polaridad, megheo o cualquier otra que nos garantice que nuestros motores van a salir a la planta con un alto grado de Confiabilidad.

Como siempre, agradeciendo inmensamente su atención y sus generosos aportes en el camino de la confiabilidad.

Alex Col
Electromecanica uts
Escrito por Alex Col
el 29/07/2010

Hola frey,

Me surgen varios interrogantes:

1- Grado de proteccion de los motores contra la intemperie.
2- Calidad de rodamientos utilizados.
3- Temperaturas ambiente de trabajo.
4- Corrosion u oxidacion a la cual estan sometidos.
5- Calidad del mantenimiento realizado (procedimientos realizados, herramientas utilizadas, experiencia de los tecnicos, historico de los equipos, alineacion de equipo, etc)
6- Parametros de operación (voltage, amperaje etc)

Si ya han tomado la decision de reemplazar estos equipos, te sugeriria implementar un monitoreo de rodamientos mediante una tecnica de impulsos de choque. La verdad en mi trabajo utilizamos esta y nos ha dado buenos resultados. Recuerda que la falla por daño en rodamientos abarca un porcentaje importante cuando de fallas de un equipo se trata. Y si un rodamiento falla de forma repetitiva se debe revisar muy detenidamente esta falla, pues de alli se desprenden muchas otras.

Cualquier inquietud con gusto.

Arturo Herrera Reyes
Veracruz, México
Escrito por Arturo Herrera Reyes
el 03/09/2010

La verdad en la experiencia que llevo trabajando en la industria de fundicion de acero he precibido que las condiciones alas que operan los motores son parte fundamental de las fallas que presentan tambien una de las fallas mas recurrentes que observado es en cuanto ala variacion de voltaje.

Jose Colmenarez
Electricidad de mantenimiento industri...
Escrito por Jose Colmenarez
el 05/10/2010

Bueno amigo Frey. Con lo que usted dice los daños en los motores paredcen por condiciones externas no controladas, un motor en funcionamiento difilmente agarra humedad ,solo en los motores de mas de 100 H.P. Se humedecen parados,las otras condiciones parecen ser por mal control mecanico, si los rodamientos se montan mal el tiempo de vida de estos se acorta,generando problemas en el motor. Recuerde que los motores trifasicos son unos burros de carga si se le colocan las protecciones adecuadas. Corrija esos detalles y tendra motores para rato. En los centrales azucareros hay motores de mas de 40 años y funcionan igual en ambientes corrocivos.

Julio Lorenzo Gonzalez
Mecánico naval mayor escuela nautico-p...
Escrito por Julio Lorenzo Gonzalez
el 23/10/2010

Hola Frey.
Estoy de acuerdo con el compañero Jose Colmenares, en que los motores eléctricos trifásicos, son unos burros de carga,
En ocasiones me he encontrado con algunos detalles como los que tu describes, pero te diré, que cuando se hace una fabrica de nuevo, siempre le sacan algo a los costos.
Supon que un motor electrico, que mueve una bomba, tien como consuma máximo 10 Amperes; lógicamente tendria que llevar un motor cuyo consumo máximo con carga fueran 13 o 14 A. Pero no, le colocan uno que a plena carga este consumiendo unos 9 A.
Este motor trabaja bien al principio, pero termina calentandose en exceso, se degrada la grasa de los rodamientos y finalmente, se quema. Esto ocurre en muchisimas ocasiones.
Haz una prueba. Cambia un motor pequeño de esos de 0,25 Hp. Por uno de 0,50 Hp. Y veras que eso no vuelve a ocurrir. O sea que seguramente en esa fabrica hay muchos equipos que necesitan un motor electrico de mas de potencia.
Por otro lado, te dire que cuando envies un motor quemado a rebobinar, lo envíes desmontado, por que muchos talleres de reparación te dicen que les cambian los rodamientos y realmente no lo hacen. Esta es una precaución que siempre he tenido, por que en alguna ocasión ya me pasó.
El consumo de los motores eleectricos lo tienes en la placa de caracteristicas del motor. No debe pasar nunca de ese amperaje, ni tampoco estar muy cerca. Debe haber siempre un poco de margen, para que todo el equipo trabaje con toda la fiabilidad. Un saludo y espero haberles ayudado
Julio Lorenzo

Eduardo Valero
Ing. mecanico electricista universidad...
Escrito por Eduardo Valero
el 06/11/2010

Hola Frey :

Algunas sugerencias que podrían ayudar serían como sigue : asegurarse que los arrancadores estén en buen estado, ya que en algunas ocasiones el desgaste de los contactos puede ocasionar que no llegue el suficiente voltaje al motor, o peor

Aun, que se quede en dos fases con el consecuente daño, así mismo, revisar que operen correctamente las protecciones de sobrecarga.

En cuanto a los motores reembobinados, éstos deberán tomar una corriente de vacío de 30 a 60 por ciento de la corriente nominal ( lo ideal sería 45 por ciento ), así mismo, al momento de probarlos sin carga detectar cualquier ruido extraño como rozamientos ( aunque el ruido sea muy leve, puede ser que el ventilador este rozando con el embobinado ) o el típico ruido de baleros desgastados. Otro punto muy importante es que siempre trabajen con la tapa que conduce el aire del ventilador hacia las aletas disipadoras de la carcaza y que éstas esten completamente limpias , de lo contrario, aunque el motor tenga su ventilador, el motor se calentará por no disipar correctamente el calor. También podríamos agregar que las fallas de los baleros algunas veces son ocasionadas por un excesivo ajuste en la flecha o en la caja ya que en algunos talleres de reparación desconocen las tolerancias correctas.

Espero que estas sugerencias les sean de alguna utilidad.

Rafael Padilla
Mantenimiento mecanico escuela superio...
Escrito por Rafael Padilla
el 02/08/2011

Hola Frey,

Lo mas recomendable para predictivo en motores electricos es hacer las siguientes pruebas:

ANALISIS DINAMICO: Con lo que determinaras lo siguiente.
Calidad de energia
Armonicos de onda
Factor de servicio
Problemas de barras
Torque

ANALISIS ESTATICO: Con lo que determinaras lo siguiente.
Pruebas de Hipot - IEEE 43
Prueba de impulso - IEEE 522
Indice de Polarizacion - IEEE 43
Nivel de aislamiento

Para estas pruebas se tiene en el mercado los equipos de SKF - Baker te puedes contactar con la empresa SKF de tu pais.

Mucha suerte y exitos.

Atte.
Rafael Padilla

Luis Mora
Ciudad Real, España
Escrito por Luis Mora
el 06/09/2011

Hola compañero, sinceramente es un problema de importancia, sumándome a los comentarios, es muy importante que el fabricante de los motores (siemens, abb, weg.. Etc) tengan la documentación necesaria sobre las caracteristicas en las que trabajan tus motores, tipo de protección ip, si trabajan en zonas clasificadas (atex). También me sumo al uso de elementos de impulsos de choque, es una técnica muy antigua pero muy efectiva, de hecho es lo mejor para detectar fallos en rodamientos, particularmente yo utilizo un equipo llamado Bearing-checker (fabricante SPM/PANATEC) es un equipo muy sencillo de manejar / interpretar y cuya fiabilidad esta en un 95%.
Por otro lado, haría incapié en el tipo de grasa que utilizas, yo te recomendaria una grasa lítica de media presión MP3 o de extrema presión EP-0 , subrayando el efecto centrífugo de la misma, en esto puedes consultar a Repsol , Kluber o SKF.
Entiendo que tendras motores que no lleven rodamientos , pero si cojinetes antifricción, para estos es importante vigilar el nivel de aceite y sobre todo mantener una periodicidad adecuada de cambio de aceite.
Y para finalizar sería aconsejableverificar la alienación de los motores eléctricos con respecto a la máquinas que tienen asociadas.
Espero que te haya servido mi opinión, la cual va ligada a la parte mecánica.

Rogelio Barcelo Medina
Ing electrica ispjae (instituto superi...
Escrito por Rogelio Barcelo Medina
el 14/10/2011

Le recomiendo, además de todo lo que le han sugerido los colegas, en primer lugar investigar con detenimiento las causas especificas que le ocacionan la falla en cada caso y actuar sobre las mismas. No hay resetas cada caso puede ser diferente.
Es muy bueno tener el valor de consumo de los motores en vacio, para cuando sea necesario reparar el enrrollado, este es un factor importante para poder evaluar si el hierro no se dañó con la reparación, lo ideal es disponer de los equipos que te permitan realizar las pruebas que te sugiere Rafael pero mientras tanto puedes ir haciendo algo para mejorar.
Presta mucha atención a los problemas de falta de hermeticidad por las cajas de conexión, manten limpios y con los sistemas de ventilación en buen estados, si usas variadores es probales que hayan problemas de armonicos que te puedan estar insidiendo en la calidad de la energía, consigue un analizador de redes y verifica este particular.

Saludos Rogelio

Escrito por Daniel Paredes Ledezma
el 16/03/2012

Frey como te quedo tú proyecto con el acelerometro adxl001, comentanos...

Rafa Martín
Barcelona, España
Escrito por Rafa Martín
el 18/06/2013

Hola nosotros somos una empresa especializada en motores eléctricos. Situada en Catalunya, España. Nosotros utilizamos para el chequeo del motor el equipo PdMA, diseñado en el estado de Florida y muy utilizado en Latinoamérica. Utiliza la norma NEMA, totalmente compatible con la nuestra IEC.

Cuando efectuamos el mantenimiento predictivo dinámico. Efectuamos una evaluación del Rotor y Espectro de excentricidad, mediante el análisis espectral de la corriente. Ofrece también la posibilidad de la demodulación de corriente, dónde nos entrega un espectro FFT dónde nos indica las frecuencias eléctricas y mecánicas de mayor magnitud. Efectuamos un análisis de la calidad de la energía, analizando la cadena de armónicos existente en la línea. Nos entrega varios datos eléctricos, como forma de la onda tanto de la corriente como de la tensión, captura de la carga eléctrica en un rango de 40 seg. Donde podemos apreciar la modulación de la misma. También nos ofrece efectuar una captura del arrnaque del motor muy interesante a fin de valorar el estado del rotor.

Para las pruebas estáticas. Trabaja bajo la norma IEEE 43-2000. Efectuando un chequeo del aislamiento del motor (También nos lo entrega corregido a 40 ºC), la Capacitancia del mismo respecto a Masa (Ground). Resistencias del bobinado, inductancias del mismo...

Otra prueba es la que corresponde al Índice de Polarización (IP) y Absorción Dieléctrica del Aislamiento. Dónde entrega una gráfica del valor del Aislamiento durante los 600 seg. Que dura la prueba, gráfica muy interesante de apreciar ya que con ella podemos analizar otros datos del estado del aislamiento, como humedad, contaminación,...

También está la prueba de Tensión por Pasos (Step Voltage) dónde se va aplicando incrementos de tensión, y se analiza la corriente de fuga, que debe de ser proporcional a la tensión aplicada. Otra gráfica nos dibuja la polarización que efectua el mismo durante el paso del tiempo. La configuración de las tensiones de prueba, viene determinada según la tensión nominal del motor.

Y la prueba "Reina" la prueba del RIC. Dónde nos va graficando los valores inductivos y con ello la influencia del rotor con el estator, efectuando capturas girando el rotor, dependiendo de los polos del motor. Con ésta prueba podemos apreciar una excentricidad entre el Rotor y el Estator. Diferencias de inductancias entre Bobinados, por alguna bobina defectuosa. Incluso defectos de soldadura. Es el registro del motor, su firma