Métodos de diagnóstico de mal funcionamiento de motores eléctricos asíncronos.
El motor no gira al arrancar o su velocidad es anormal... Los motivos del fallo indicado pueden ser problemas mecánicos y eléctricos.
Los problemas eléctricos incluyen: rupturas internas en el devanado del estator o del rotor, ruptura en la red de suministro, violaciones de las conexiones normales en el equipo de arranque. Si el devanado del estator está roto, gira campo magnético, y si hay una interrupción en dos fases del rotor, no habrá corriente en el devanado de este último interactuando con el campo giratorio del estator, y el motor no podrá funcionar. Si durante una interrupción del funcionamiento del devanado del motor, este puede continuar funcionando al par nominal, pero la velocidad de rotación se reducirá significativamente y la corriente de fuerza aumentará tanto que, en ausencia de la máxima protección, el devanado del estator o el rotor pueden quemarse.
Si los devanados del motor están conectados a un triángulo y una de sus fases se rompe, el motor comenzará a girar, ya que sus devanados estarán conectados en un triángulo abierto, en el que se forma un campo magnético giratorio, la corriente en el las fases serán desiguales y la velocidad de rotación será inferior a la nominal. Con este error, la corriente en una de las fases en caso de carga nominal del motor será 1,73 veces mayor que en las otras dos. Cuando los seis extremos de sus devanados se retiran del motor, se determina la ruptura de fase megaohmímetro… Se desconecta el devanado y se mide la resistencia de cada fase.
La velocidad del motor a plena carga inferior a la nominal puede deberse a baja tensión, contactos deficientes en el devanado del rotor y también debido a la alta resistencia en el circuito del rotor en el motor del rotor de fase. Con alta resistencia en el circuito del rotor, aumenta el deslizamiento del motor y disminuye su velocidad de rotación.
La resistencia en el circuito del rotor aumenta debido a los malos contactos en la escobilla del rotor, el reóstato de arranque, las conexiones del devanado con anillos colectores, la soldadura de los extremos del devanado, así como la sección transversal insuficiente de los cables y alambres entre los anillos colectores y el reóstato de arranque.
Los malos contactos en el devanado del rotor se pueden detectar si se aplica al estator del motor un voltaje igual al 20-25% del voltaje nominal. El rotor bloqueado se gira lentamente a mano y se verifica el amperaje en las tres fases del estator.Si el rotor es recto, entonces en todas sus posiciones la corriente en el estator es la misma y, en caso de rotura o mal contacto, cambiará según la posición del rotor.
Los malos contactos al soldar los extremos del devanado del rotor de fase están determinados por el método de caída de voltaje. El método se basa en aumentar la caída de voltaje en los lugares de mala soldadura. En este caso, se mide la magnitud de la caída de voltaje en todas las conexiones y luego se comparan los resultados de la medición. Las soldaduras se consideran satisfactorias si la caída de tensión en ellas supera la caída de tensión en soldaduras con valores mínimos en no más del 10%.
Los rotores de ranura profunda también pueden romper las barras debido a la tensión mecánica del material. El desgarro de la barra en la porción de ranura del rotor de jaula de ardilla se determina como sigue. Se empuja el rotor fuera del estator y se introducen varias cuñas de madera en el espacio entre ellos para que el rotor no pueda girar. Se aplica un voltaje de menos de 0.25 UN al estator. En cada ranura de la parte sobresaliente del rotor se alterna una placa de acero, que debe superponerse a los dos dientes del rotor. Si las barras están intactas, la placa será atraída por el rotor y traqueteará. En presencia de un desgarro, el tirón y el traqueteo del plato desaparecen.
El motor gira con el rotor de fase en circuito abierto. La razón del mal funcionamiento es cortocircuito en el devanado del rotor. Cuando se enciende, el motor gira lentamente y sus devanados se calientan mucho porque el campo giratorio del estator induce una gran corriente en las espiras en cortocircuito.Los cortocircuitos ocurren entre las abrazaderas de las partes frontales, así como entre las barras durante la ruptura o el debilitamiento del aislamiento en el devanado del rotor.
Este daño se determina mediante una cuidadosa inspección visual y medición. resistencia de aislamiento del devanado del rotor. Si la inspección no detecta una falla, se determina por el calentamiento desigual del devanado del rotor de contacto, por lo que se detiene el rotor y se aplica un voltaje reducido al estator.
El calentamiento uniforme de todo el motor por encima de la norma permisible puede ser el resultado de una sobrecarga prolongada y el deterioro de las condiciones de enfriamiento. El aumento del calentamiento provoca un desgaste prematuro del aislamiento del devanado.
Calentamiento local del devanado del estator, que suele ir acompañado de un fuerte zumbido, disminución de la velocidad de rotación del motor y corrientes irregulares en sus fases, así como olor a aislamiento sobrecalentado. Este mal funcionamiento puede ocurrir como resultado de una conexión incorrecta de las bobinas entre sí en una de las fases, un cortocircuito del devanado a la carcasa en dos lugares, un cortocircuito entre dos fases, un cortocircuito entre espiras en una de las fases del devanado del estator.
En caso de un cortocircuito en los devanados del motor, un campo magnético giratorio provocará un cortocircuito. etc. con lo cual se creará una corriente de gran magnitud, dependiendo de la resistencia del lazo cerrado. Un devanado dañado se puede encontrar por el valor de la resistencia medida, mientras que una fase dañada tendrá menos resistencia que una buena. La resistencia se mide con un puente o por el método amperímetro-voltímetro.La fase defectuosa también se puede determinar midiendo la corriente en las fases si se aplica un voltaje más bajo al motor.
Cuando los devanados están conectados en estrella, la corriente en la fase fallada será mayor que en las demás. Si los devanados están conectados en triángulo, la corriente de línea en los dos conductores a los que está conectada la fase en falla será mayor que en el tercer conductor. Al determinar la falla indicada en un motor con rotor en jaula de ardilla, este último puede estar frenado o girando, y en motores de rotor bobinado, el devanado del rotor puede estar abierto. Las bobinas dañadas están determinadas por la caída de voltaje en sus extremos: con bobinas dañadas, la caída de voltaje será menor que con las buenas.
El calentamiento local del acero del estator activo ocurre debido a la quema y fusión del acero durante un cortocircuito en el devanado del estator, así como al cerrar las láminas de acero debido a la fricción del rotor contra el estator cuando el motor está funcionando o debido a la ruptura de el aislamiento entre láminas de acero individuales. Los signos de fricción del rotor en el estator son humo, chispas y olor a quemado; el acero activo en los lugares de fricción tiene la forma de una superficie pulida; se genera un zumbido acompañado de vibración del motor. La causa del rozamiento es una violación de la holgura normal entre el rotor y el estator como resultado del desgaste del cojinete, instalación incorrecta, flexión de un eje grande, deformación del estator o del acero del rotor, atracción unilateral del rotor hacia el estator debido a la rotación, mal funcionamiento en el devanado del estator, fuertes vibraciones del rotor, que se determinan con una sonda.
Ruido anormal del motor... Un motor que funciona normalmente produce un zumbido constante común a todas las máquinas de CA. El aumento del zumbido y los ruidos anormales del motor pueden ser causados por el debilitamiento de la presión del acero activo, cuyos paquetes se encogerán y debilitarán periódicamente bajo la influencia del flujo magnético. Para eliminar el defecto, es necesario suprimir los paquetes de acero. Los zumbidos y ruidos fuertes en la máquina también pueden ser el resultado de un espacio desigual entre el rotor y el estator.
El aislamiento del devanado puede sufrir daños debido al sobrecalentamiento prolongado del motor, la humedad y la contaminación de los devanados, la penetración de polvo metálico, virutas y también como resultado del envejecimiento natural del aislamiento. El daño al aislamiento puede causar un cortocircuito entre las fases y espiras de los devanados individuales de los devanados, así como un cortocircuito de los devanados a la carcasa del motor.
La humectación de los devanados ocurre en caso de interrupciones prolongadas en el funcionamiento del motor, con penetración directa de agua o vapor en él como resultado del almacenamiento del motor en una habitación húmeda, sin calefacción, etc.
El polvo de metal atrapado dentro de la máquina crea puentes conductores que pueden causar gradualmente un cortocircuito entre las fases de los devanados y la carcasa. Es necesario observar estrictamente los plazos para las inspecciones y el mantenimiento programado del motor.
La resistencia de aislamiento de los devanados del motor con una tensión de hasta 1000 V no está normalizada, el aislamiento se considera satisfactorio a una resistencia de 1000 ohmios a 1 en la tensión nominal, pero no menos de 0,5 MΩ a la temperatura de funcionamiento de los devanados.
Un cortocircuito del devanado a la carcasa del motor se detecta con un megóhmetro y la ubicación del cortocircuito se detecta "quemando" el devanado o aplicando corriente continua.
El método de "quemado" consiste en que un extremo de la fase dañada del devanado se conecta a la red y el otro a la carcasa. Con el paso de corriente en el lugar de cortocircuito de la bobina a la carcasa, se forma una "quema", aparece humo y olor a aislamiento quemado.
El motor no funciona como resultado de fusibles quemados en el devanado del inducido, rotura del devanado de la resistencia en el reóstato de arranque o daños en los contactos de los cables de alimentación. Una ruptura en el devanado de resistencia en el reóstato de arranque se detecta con una lámpara de prueba o un megóhmetro.