Termografía en motores eléctricos

Transcripción

1 Termografía en motores eléctricos

2 Termografia en motores Motores

3 Termografia en motores Más del 70% de la energía eléctrica consumida en industrias se destina al funcionamiento de motores eléctricos que accionan todo tipo de máquinas. La eficiencia de los motores y máquinas se va a ver afectada por diferentes problemas: Alimentación eléctrica (desequilibrios de tensión, armónicos, etc.) Problemas mecánicos (alineamiento de ejes, excesiva fricción en rodamientos). Estos problemas se van a traducir en una mayor vibración y un calentamiento excesivo.

4 Termografía en motores Flujo de aire insuficiente (limpieza de las parrillas de admisión). Desequilibrio de tensión o sobrecarga (el problema más habitual), que ha de confirmarse con una pinza amperimétrica o analizador de calidad eléctrica. Fallo inminente en el rodamiento (complementar con análisis de vibraciones). Fallo en el aislamiento (usar un comprobador de aislamiento). Mala alineación del eje (complementar con un análisis de vibraciones). Alineador laser

5 Termografía en motores Desbalance de Fase

6 Termografía en motores Las normas NEMA (NEMA MG ) advierten el peligro que supone utilizar un motor con un desequilibrio de tensión que supere el 1%.

7 Termografía en motores Desequilibrios y sus consecuencias Los desequilibrios de voltaje degradan el funcionamiento y acorta la vida de un motor trifásico, el desequilibrio de voltaje en las bornes del estator del motor causa un desequilibrio de la corriente que no guarda proporción con el desequilibrio del voltaje. El efecto de las corrientes desequilibradas es la presencia de pulsaciones de par, se incrementan las vibraciones y los esfuerzos mecánicos, incrementándose las perdidas y el calentamiento, lo que lleva a un acortamiento de la vida del aislamiento del motor.

8 Termografía en motores Se recomienda que el desequilibrio en terminales del motor no exceda el 1 %. Los desequilibrios superiores al 1 % requieren el reducir la potencia demandada al motor, según tabla de NEMA MG , revisión Esto anularía en gran parte de las garantías de los fabricantes

9 Como causas comunes de desequilibrio podemos pensar en: - Operación defectuosa de equipos de corrección de factor de potencia. - Red de suministro desequilibrado o inestable. - Banco de transformadores suministrando una carga en un sistema trifásica en situación de sobrecarga. - Fallas a tierra monofásicas. - Uno de los circuitos del primario de distribución abierto.

10 Termografia en motores Los componentes mecánicos se deterioran debido a la carga que soportan, las vibraciones, la corrosión y su propio envejecimiento. Esto provoca la fricción de las partes mecánicas (acoplamientos, engranajes, cojinetes, etc.), produciéndose un sobrecalentamiento.

11 Termografia en motores Hay que tener en cuenta que las imágenes térmicas muestran las condiciones de funcionamiento a través de la temperatura superficial, que nos dará una estimación aproximada de la temperatura interna del motor.

12 Termografía Cuantitativas Se compara las medición radiométrica temperatura contra: El mismo equipo nuevo o recién reparado, a intervalos de tiempos (manteniendo configuraciones cámara). Contra especificaciones de funcionamiento del fabricante Se debe tener especial atención que las mediciones se realicen bajo las mismas condiciones (máx. emisividad, distancia, ángulo, ) C 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0, C

13 Aplicaciones en Motores Complementar análisis medidores de aislamiento Registrar valores en el tiempo

14 Aplicaciones en Motores Chequeo de rodamientos y acoples > 4 C es problema en rodamiento > 1 C es problema en acoplamiento

15 Aplicaciones en Motores Chequeo de rodamientos y acoples Gráfico de lineas obtenido con SmartView T = 18,3 C Problema en rodamiento

16 Aplicaciones de la Termografía SISTEMAS MECÁNICOS Cajas de engranajes con falta de aceite

17 Aplicaciones de la Termografía Motores y Sistemas Mecánicos Ejes sometidos a excesivo esfuerzo

18 Aplicaciones de la Termografía Motores y Sistemas Mecánicos Problemas de alineamiento de ejes

19 Aplicaciones de la Termografía Motores y Sistemas Mecánicos La Herramienta de alineación de ejes láser Fluke 830 es la herramienta de prueba ideal para la alineación precisa de ejes giratorios en sus instalaciones.

20 Aplicaciones de la Termografía Motores y Sistemas Mecanicos Problemas con el acoplamiento

21 Aplicaciones en Motores Cualquier sobrecalentamiento en un motor eléctrico, podría reducir su vida y eficiencia Por cada 10ºC (18ºF) sobre la máxima temperatura certificada, aproximadamente la vida de la aislación del motor, se reduce a la ½ mitad

22 Aplicaciones en Motores Identificar un posible desbalance de fase o alta resistencia de conexión sin interrumpir la alimentación. Note el incremento de la temperatura en esta fase Las normas NEMA (NEMA MG ) advierten el peligro que supone utilizar un motor con un desequilibrio de tensión que supere el 1%.

23 Termografia en motores En cuanto al procedimiento, hay que tener en consideración que los problemas mecánicos se suelen encontrar comparando las temperaturas de superficie de elementos similares que funcionen en circunstancias parecidas. Lo más aconsejable es crear una rutina de inspección, para disponer de imágenes de referencia para comparar en posteriores inspecciones

24 Termografia en motores El mantenimiento termográfico debe hacerse cuando los motores están trabajando en sus condiciones normales de trabajo. La temperatura de funcionamiento normal de un motor la encontraremos en su placa de características.

25 Termografia en motores Los componentes a capturar en una termografía de un motor son los siguientes: El cuerpo del motor, el acoplamiento del eje, el rodamiento del motor y eje y el cuadro de conexiones

26 Termografia en motores Si cuenta con un programa de mantenimiento para evitar los gastos de costosas averías, incluya técnicas termográficas para la supervisión del estado de los motores eléctricos. Si utiliza una cámara termográfica portátil, puede capturar por infrarrojos imágenes bidimensionales de mediciones de temperatura de un motor.

27 Termografia en motores Las imágenes térmicas de los motores eléctricos muestran sus condiciones de funcionamiento a través de la temperatura de superficie. Este método de seguimiento resulta esencial para lograr minimizar el número de averías inesperadas en el motor de los sistemas principales de los procesos de instituciones, comercios y fábricas.

28 Termografia en motores Qué debo comprobar? Lo ideal sería realizar comprobaciones de los motores cuando estuvieran trabajando bajo condiciones normales de funcionamiento. A diferencia de los termómetros por infrarrojos que sólo pueden capturar temperaturas en un único punto, una cámara termográfica puede capturar al mismo tiempo temperaturas de miles de puntos de todos los componentes principales: el motor, el acoplamiento del eje, los rodamientos del motor y del eje. Ventiladores de Enfriamiento

29 Termografia en motores Qué buscar: En las placas de características de los motores figura la temperatura de funcionamiento normal. Aunque no se pueda observar el interior de un motor con una cámara por infrarrojos, la temperatura de la superficie exterior le indica la temperatura interna aproximada. A medida que la temperatura interna del motor aumenta, la temperatura exterior también sube.

30 Termografia en motores Qué significa una "alerta roja" Las condiciones de un equipo que puedan poner en peligro la seguridad deben ser reparadas con la mayor brevedad posible. A continuación, recuerde que todas las placas de características de los motores especifican la temperatura de funcionamiento máxima, la cual representa el aumento máximo permitido de la temperatura del motor con respecto a la temperatura ambiente. (La mayoría de los motores están diseñados para funcionar a una temperatura ambiente que no supere los 40 C).

31 Termografia en motores Cuál es el precio de una avería $$$: Para calcular el costo de un fallo en un motor, debe tener en cuenta el precio del mismo, el número de veces que una línea de producción ha estado inactiva por este avería, la mano de obra requerida para sustituirlo, etc.

32 Termografia en motores Seguimiento Si sospecha que el sobrecalentamiento de su motor se ha producido por una de las razones que se mencionan a continuación, lleve a cabo la acción correspondiente: Flujo de aire insuficiente. Desequilibrio de tensión o sobrecarga. Avería inminente en los rodamientos, desgastes, lubricación, etc. Fallo del aislamiento. Alineación incorrecta del eje.

33 Termografia en motores Calculadora de la rentabilidad de la inversión 1.- Centro de Soluciones 2.- Motores y Variadores Esta herramienta le ayudará a determinar la rentabilidad de su planta cuando implemente un programa de calidad eléctrica o termografía.