Guía Práctica para la determinación aproximada del origen de las fallas en un motor eléctrico. Introducción Por medio de la siguiente guía se pretende orientar al técnico hacia la determinación lo más acertadamente posible de la falla de un motor eléctrico. Queremos dejar en claro que muchas veces el motor que llega a manos del reparador presentando varios defectos que fueron originados por una reacción en cadena iniciada a su vez por otro problema, por lo que determinar el verdadero origen de la falla es prácticamente imposible, sin embargo trataremos de acercarnos lo más posible a un diagnóstico correcto. 1) Fallas Comunes de un Motor Monofásico Condensador defectuoso Cuando un condensador es defectuoso, se interrumpe el paso de corriente por el embobinado de arranque, entonces el embobinado de trabajo en la fase inicial recibe de 3 a 4 veces su la corriente nominal y no termina de arrancar. Los motores Pedrollo (hasta 2.0 Hp en 220 V y en 1.5 hp a 110 V) poseen térmico interno, el cual al estar colocado debidamente entre ambos embobinados interviene cortando la corriente y salvando el motor. Para las potencias superiores ante esta situación el motor se quemará irremediablemente a menos que no exista protección amperométrica externa. Que se observa? En este caso se observará el embobinado de trabajo totalmente quemado mientras que el de arranque permanece intacto como muestra la Foto N 1. Este proceso no es instantáneo sino el motor puede trabajar un par de horas antes de quemarse. Se puede observar que el rotor denota un color azul/morado producto del calentamiento del estator (en algunos casos - 1 -
hasta llega a pegarse rotor y estator). Es normal que se funda el ventilador asi como tambien el capacitor (ver Foto N 2). Foto N 1 Foto N 2 Nota: esta falla no ocasionará daños al embobinado si existe la debida protección amperométrica. Térmico defectuoso El térmico defectuoso puede dejar de trabajar en dos formas diferentes: a) Se daña el térmico y se queda abierto, en este caso el contacto se interrumpe y el motor no vuelve a arrancar (poco frecuente). b) Se daña el térmico y se queda cerrado, en este caso el motor quedará sin protección (más frecuente). Al quedar sin protección el motor no se detendrá ante el aumento de temperatura, con la consecuente quemadura de ambos embobinados como se puede apreciar en la Foto N 3. - 2 -
Motor sobrecargado Esta falla en el caso de las bombas de agua ocurre generalmente cuando la misma trabaja fuera de rango de operación para lo cual está diseñada (afuera de la curva). En este caso se va a deteriorar primero el embobinado de trabajo y luego el de arranque hasta quedar ambos totalmente fuera de operación. Que se observa? Ambos embobinados presentarán un estado de total deterioro, sin embargo, el embobinado de trabajo siempre presentará un deterioro más intenso como se puede ver en la Foto N 3. En este caso el aislamiento de la cava en la sección correspondiente al embobinado de trabajo estará totalmente fundido, mientras que el mismo material en la sección correspondiente al arranque estará en mejores condiciones. Foto N 3 Foto N 4 Recomendación: no observar solo el estado del embobinado - 3 -
Baja de tensión (Ejemplo motor de 220V trabajando a 190 V) En estos caso el motor perderá eficiencia aumentando las pérdidas magnéticas, el rotor pierde velocidad y girará más lentamente, esto va a aumentar su temperatura. Esta temperatura se transmitirá a los rodamientos. El rotor cambiará sus tolerancias debido al sobrecalentamiento y comenzará a rozar con el estator dañando progresivamente el aislamiento de las cavas. Es normal que se funda el ventilador. Dependiendo de la diferencia entre la alimentación de corriente requerida y la entregada (baja tensión) el motor en estos casos puede durar bastante tiempo antes de quemarse y quedar inútil. Que se observa? En estos caso se podrán observar varios efectos: a) el rotor con un color azul o morado como causa del calentamiento (ver Foto N 4). b) los rodamientos parcial o totalmente deteriorados. Esto dependerá del tiempo que se tenga el motor en estas condiciones (el calentamiento de los mismos hace que pierdan la materia grasa y se produzca el desgaste por rozamiento hasta quedar inutilizables). c) El estator con rastros de contacto con el rotor y dependiendo del tiempo en que se mantenga el motor en esta condición se podrá observar deterioro parcial en el aislamiento de las cavas (ver Foto N 4) d) Por lo general el ventilador se derrite como efecto de las altas temperaturas que transmitirá el eje (ver Foto N 4). - 4 -
Sobre tensión (Ejemplo motor de 220V trabajando a 240 V) Ocurrirá un incremento en la temperatura del estator y por lo tanto se deteriorará el aislamiento. Se quemarán ambos embobinados, pero el de trabajo se deteriorará más intensamente. Que se observa? En estos caso se podrán observar varios efectos evidenciados en la Foto N 5: a)se observará el aislamiento de las cavas totalmente fundido. b)ambos embobinados totalmente deteriorados observándose siempre en peor estado el embobinado de trabajo. Foto N 5 Pico de tensión Por lo general los picos de tensión duran pocas décimas de segundo por lo tanto no afectan los motores monofásicos, en el caso de que ocurra se observarán los mismos efectos de la sobre tensión. Existe otro tipo de pico de tensión originado por una descarga eléctrica de tipo - 5 -
atmosférico, en ese caso se notará el motor deteriorado en un punto localizado el cual no es repetitivo. Vale la pena destacar que las fallas por picos de tensión no son muy comunes, pues lo sistemas suelen estar aterrados evitando así el daño a los equipos. Corto entre espiras Foto N 6 Rodamientos defectuosos En este caso el recalentamiento ocurrirá en el estator y se van a deteriorar los embobinados de arranque y trabajo. Para identificar que los rodamientos no se hayan deteriorado por causa del calentamiento excesivo en el eje habrá que observar el estado en que se encuentre el rotor, pues si el origen de la sobre temperatura fuese el rotor se notaría color azul o morado en su superficie. - 6 -
Foto N 7 Foto N 8 Cojinete defectuoso Cojinete en perfecto estado Foto N 9 Rotor en perfecto estado Rotor sobrecalentado que se ha pegado al estator Rotor sobrecalentado por rodamientos defectuosos - 7 -
Corto entre Espiras Este defecto por lo general ocurre por fallas localizadas en el aislamiento o por defectos en el hilo de cobre utilizado para armar cualquiera de los embobinados, puede ocurrir en cualquier zona. Que se observa? Son bastante fáciles de identificar, pues la falla es muy localizada y puntual. Se verá una zona negra (quemada) y el resto del embobinado en perfecto estado como se puede apreciar en la Foto N 10. Foto N 10 Problemas por Conexión Incorrecta Se incluye este tipo de problemas, pues, es muy frecuente tener en los Centros de Servicio motores quemados como resultado de una mala conexión sobre todo en los mercados a 60 Hz en donde los motores predispuestos en doble voltaje son muy frecuentes. - 8 -
a) Motor diseñado para 110 V que recibe 220V: en este caso se va a quemar totalmente el embobinado de trabajo, mientras que el embobinado de arranque quedará intacto, así como el resto de los componentes del motor. La velocidad del deterioro del motor es muy rápida (aproximadamente 10 segundos) y generalmente suele verse un color negro mas intenso (Foto N 11). Hay que tener en cuenta que todos los motores Pedrollo (hasta 2.0 Hp en 220 V y en 1.5 hp a 110 V) cuentan con protector térmico incorporado, por lo tanto en un caso como este intervendrá para salvar el motor. Foto N 11 b) Motor diseñado para 220 V que recibe 110V : en este caso se notará un incremento en la corriente absorbida de aproximadamente un 30%, bajan las revoluciones del motor aproximadamente al 50%. En este caso se recalienta lentamente tanto el embobinado de trabajo como el rotor, este en un periodo de aproximadamente 30 minutos dañará el ventilador y el mismo condensador (Foto N 12 y 13) Hay que tener en cuenta que todos los motores Pedrollo (hasta 2.0 Hp en 220 V y en 1.5 hp a 110 V) cuentan con protector térmico incorporado, por lo tanto en un caso como este intervendrá para salvar el motor. - 9 -
Foto N 12 Foto N 13 c) Motor diseñado en doble voltaje 110/220V, predispuesto para 110 V y que recibe 220 V. Mismo desenlace del caso a. Foto N 14 Conexión 110 V Hay que tener en cuenta que los motores en doble voltaje no cuentan con protección térmica, por lo tanto a menos que el equipo este instalado con protección externa se quemará irremediablemente. - 10 -
d) Motor diseñado en doble voltaje 110/220V, predispuesto para 220 V y que recibe 110 V Mismo desenlace del caso b. Foto N 15 Conexión 220 V Hay que tener en cuenta que los motores en doble voltaje no cuentan con protección térmica, por lo tanto a menos que el equipo este instalado con protección externa se quemará irremediablemente. e) Conexión incorrecta de los puentes. En los motores monofásicos Pedrollo existe una bornera especial de conexión rápida cuya conexión se realiza según las instrucciones, frecuentemente los mismos están sujetos a malas conexiones. En este caso lo que puede ocurrir es que en vez de conectarse debidamente ambos cables o arriba o bien abajo, sólo se conecte uno arriba y el otro abajo. en ese caso se quemará solo una parte del embobinado de trabajo. - 11 -
Que se observa? Se observa solo uno de los lados del embobinado quemado, tal y como se puede ver en la Foto N 17 y el resto del motor quedará intacto. Conexión incorrecta!!! Foto N 16a Foto N 16b - 12 -
Conexión incorrecta!!! Foto N 16c Foto No 16d - 13 -
2) Fallas Comunes de un Motor Trifásico Motor sobrecargado Esta falla en el caso de las bombas de agua ocurre generalmente cuando la misma trabaja fuera de rango de operación para lo cual está diseñada (afuera de la curva). En este caso se va a deteriorar homogéneamente el embobinado. Que se observa? a) Se observa el embobinado en un estado de deterioro total(foto N 17).. b) El aislamiento del estator se notará fundido c) Se podrá ver un oscurecimiento del aislamiento de los conductores. d) Se observará un oscurecimiento del rotor (Foto N 18) Foto N 17-14 -
Foto N 18 Recomendación: no observar solo el estado del embobinado Baja de tensión (Ejemplo motor de 220V trabajando a 190 V) En estos casos el motor perderá eficiencia aumentando las pérdidas magnéticas el rotor pierde velocidad y girará más lentamente, esto va a aumentar su temperatura. Esta temperatura se transmitirá a los rodamientos. El rotor cambiará sus tolerancias debido al sobrecalentamiento y comenzará a rozar con el estator dañando progresivamente el aislamiento de las cavas. Es normal que se funda el ventilador. Dependiendo de la diferencia entre la alimentación de corriente requerida y la entregada (baja tensión) el motor en estos casos puede durar bastante tiempo antes de quemarse y quedar inútil - 15 -
Que se observa? En estos caso se podrán observar varios efectos: e) el rotor con un color azul o morado como causa del calentamiento (Foto N 19). f) los rodamientos parcial o totalmente deteriorados. Esto dependerá del tiempo que se tenga el motor en estas condiciones. g) El estator con rastros de contacto con el rotor y dependiendo del tiempo en que se mantenga el motor en esta condición se podrá observar deterioro parcial en el aislamiento de las cavas. h) Por lo general el ventilador se derrite como efecto de las altas temperaturas que transmitirá el eje. Foto N 19 Sobre tensión (Ejemplo motor de 220V trabajando a 240 V) Ocurrirá un incremento en la temperatura del estator y por lo tanto se deteriorará el aislamiento. Se quemarán todo el embobinado. Que se observa? En estos caso se podrán observar varios efectos: a)se observará el aislamiento de las cavas totalmente fundido. b)se notará el embobinado totalmente quemado.(foto N 17) - 16 -
Rodamientos defectuosos En este caso el recalentamiento ocurrirá en el estator y se va a deteriorar todo el embobinado. Para identificar que los rodamientos no se hayan deteriorado por causa del calentamiento excesivo en el eje habrá que observar el estado en que se encuentre el rotor, pues si el origen de la sobre temperatura fuese el rotor se notaría color azul o morado en su superficie. Para la mejor comprensión de la defectuosidad del rodamiento, se adjunta la Foto N 20 en donde se puede observar un rodamiento nuevo, uno oxidado (el oxido en el borde del mismo evidencia la entrada de agua) y otro arruinado producto de la perdida de grasa y el desgaste por girar en seco. Foto N 20 NUEVO OXIDADO (ruidoso) TOTALMENTE DETERIORADO - 17 -
Corto entre Espiras Este defecto por lo general ocurre por fallas localizadas en el aislamiento o por defectos en el hilo de cobre utilizado para armar cualquiera de los embobinados, puede ocurrir en cualquier zona. Que se observa? Son bastante fáciles de identificar, pues la falla es muy localizada y puntual. Se verá una zona negra (quemada) y el resto del embobinado en perfecto estado. Se puede observar en la Foto N 21. Corto Foto N 21 Funcionamiento con una Fase defectuosa o inexistente Esta falla se verifica cuando se interrumpe por cualquier motivo la alimentación de una fase. Lo que ocurrirá en este caso es que una de las tres fases estará libre de corriente y las otras dos estarán sobrecargadas. - 18 -
Que se observa? Se detectará un deterioro evidente sobre las dos fases sobrecargadas y la fase restante en buen estado como se muestra en la Ilustracion N 22. Foto N 22 Problemas por Conexión Incorrecta Se incluye este tipo de problemas, pues, es muy frecuente tener en los Centros de Servicio motores quemados como resultado de una mala conexión sobre todo en este tipo de motores que siempre tienen dos posibilidades de conexión. a) Motor conectado para el voltaje más alto que recibe un voltaje menor (por ejemplo diseño a 440 V y se le alimenta a 220 V): ante esta circunstancia se observarán todos los efectos detallados para un motor que trabaja a baja tensión. b) Motor conectado para el voltaje más bajo y recibe un voltaje mayor (por ejemplo conexión para 220 V y se alimenta con 380 V): ante esta circunstancia se observarán todos los efectos detallados para un motor que trabaja a alta tensión. Matteo Rossi - 19 -