Guía para la resolución de averías eléctricas en motores de inducción trifásicos

Cuando un motor de inducción trifásico Si el motor empieza a sobrecalentarse, a disparar el interruptor repetidamente o a consumir corriente de forma irregular, sustituir las piezas de inmediato rara vez es la mejor medida inicial. El equipo de mantenimiento debe determinar primero si el problema proviene del suministro eléctrico de entrada, del devanado del estator, de las conexiones de los terminales o de las condiciones de funcionamiento.

Esta guía de resolución de problemas se centra en dos averías relacionadas con los devanados: fallos a tierra en los devanados del estator y cortocircuitos en los devanados del estator. El objetivo es ayudar a los equipos de mantenimiento a pasar de abordar los síntomas operativos a realizar inspecciones, diagnósticos y a tomar decisiones prácticas sobre reparación, rebobinado o sustitución.

Secuencia rápida de resolución de problemas

Antes de desmontar el motor, realiza las siguientes comprobaciones en el orden indicado:

1. Anota los síntomas y las circunstancias del viaje.
2. Comprueba la tensión y la corriente en las tres fases.
3. Revisa la caja de bornes y las conexiones visibles.
4. Comprueba el aislamiento del devanado respecto al bastidor del motor.
5. Compara las corrientes de las tres fases.
6. Compara la resistencia de los devanados entre las fases.
7. Comprueba si el estator presenta sobrecalentamiento localizado o daños en el aislamiento.
8. Determina si el daño permite una reparación, un rebobinado o la sustitución del motor.

No reinicie repetidamente los dispositivos de protección ni vuelva a poner en marcha un motor que se esté sobrecalentando, que consuma una corriente anómala o que muestre signos de daños en el devanado. Un problema de aislamiento limitado puede derivar en un fallo más grave del estator.

1. Si sospechas que hay un fallo a tierra en el devanado del estator

Se debe investigar una falla a tierra cuando el motor presente desconexiones repetidas del sistema de protección contra fallos a tierra, lecturas anómalas del aislamiento, un aumento de la corriente, calentamiento localizado en los devanados o daños visibles en el aislamiento alrededor de los extremos de los devanados o de las ranuras del estator.

Paso 1: Aislar el motor

Antes de realizar las pruebas eléctricas, es necesario desconectar el motor de la red eléctrica y aislarlo de acuerdo con el procedimiento de seguridad eléctrica de la instalación. Las pruebas eléctricas y la inspección interna del motor deben ser realizadas por personal cualificado.

Paso 2: Inspecciona el bobinado visible y la zona de los terminales

Comprueba los extremos del devanado, las salidas de las ranuras y la zona de los terminales para detectar:

• aislamiento quemado u oscurecido;
• aislamiento agrietado;
• humedad;
• polvo conductor o contaminación;
• residuos de aceite o de proceso;
• conexiones de los terminales sueltas o dañadas;
• signos de sobrecalentamiento localizado.

Si se observa una zona dañada, anota su ubicación antes de continuar con el trabajo. Esto puede ayudar a determinar si el problema se limita a una sección accesible o si se extiende más profundamente en el devanado.

Paso 3: Comprobar el aislamiento entre el devanado y el bastidor

Mide el estado del aislamiento entre cada bobinado de fase y el bastidor del motor. La prueba de resistencia de aislamiento se utiliza habitualmente como comprobación inicial a la hora de evaluar el estado del aislamiento de los bobinados respecto a tierra. Las directrices técnicas de EASA puede utilizarse como referencia para los procedimientos profesionales de ensayo de motores.

Un resultado anómalo no debe considerarse como un diagnóstico definitivo. El personal de mantenimiento también debe revisar la temperatura de funcionamiento, la contaminación, la exposición a la humedad, los episodios previos de sobrecarga y el entorno de funcionamiento del motor.

Paso 4: Averigua la causa del daño en el aislamiento

Si se confirma la existencia de un fallo a tierra, averigüe cuál ha sido la causa del deterioro del aislamiento antes de volver a poner el motor en funcionamiento.

Reseña:

• temperatura ambiente;
• condición de refrigeración;
• entrada de humedad;
• polvo o contaminación conductora;
• vibración mecánica;
• sobrecargas anteriores;
• daños físicos en el bobinado.

Reparar la parte dañada sin corregir las condiciones de funcionamiento puede que solo sirva para posponer otra avería.

2. Si sospechas que hay un cortocircuito en el devanado del estator

Se debe investigar un cortocircuito en el devanado cuando el motor presente corrientes de fase desiguales, calor excesivo, par reducido, disparos repetidos por sobrecarga, aislamiento quemado o dificultad para arrancar.

Es posible que un fallo limitado entre espiras no detenga el motor de inmediato. El motor puede seguir funcionando mientras aumenta la corriente y se genera calor adicional en la zona del devanado afectada. Por ese motivo, la mera rotación normal del eje no basta para confirmar que el devanado esté en buen estado.

Paso 1: Comparar las tres corrientes de fase

Registra la corriente en las tres fases en condiciones de funcionamiento comparables.

Si una fase difiere significativamente de las demás, sigue investigando tanto el motor como el suministro eléctrico que recibe. El desequilibrio de corriente es una señal de advertencia útil, pero no debe utilizarse por sí sola para confirmar un cortocircuito interno en el bobinado.

Paso 2: Inspeccionar el devanado del estator

Busca:

• aislamiento de los cables ennegrecido;
• zonas quemadas;
• aislamiento carbonizado;
• barniz dañado;
• signos localizados de calor excesivo.

La ubicación y la extensión de la decoloración pueden ayudar a determinar si el daño se limita a un pequeño tramo del devanado o si ha afectado a una zona más amplia.

Paso 3: Comparar la resistencia del devanado

Mide y compara la resistencia de los tres devanados de fase.

La comparación entre fases resulta más útil que analizar una lectura de resistencia de forma aislada. Una diferencia significativa puede indicar un problema en el devanado o en la conexión que requiera una inspección más detallada.

Paso 4: Evaluar la magnitud de los daños

Si no es posible confirmar la supuesta avería mediante las comprobaciones habituales de inspección visual, aislamiento y resistencia, puede ser necesario realizar pruebas profesionales adicionales de los devanados antes de decidir si se procede a la reparación o al rebobinado.

La decisión clave es determinar si el daño es localizado o si el sobrecalentamiento ya ha afectado a una sección más amplia del devanado del estator.

3. Fallo a tierra frente a cortocircuito en el devanado: comprobación rápida

Esta tabla pretende servir como primera referencia para la resolución de problemas. El diagnóstico definitivo debe basarse en mediciones reales, el estado de los devanados y el historial de funcionamiento del motor.

4. Comprueba la fuente de alimentación antes de desmontar el motor

No des por hecho que el motor está averiado hasta que se haya comprobado el suministro eléctrico de entrada.

Medir y revisar:

• tensión entre fases;
• corriente en las tres fases;
• frecuencia;
• conexiones de los terminales;
• pérdida de fase;
• configuración de protección;
• carga real de funcionamiento.

Un borne suelto, un desequilibrio en el suministro o una carga anómala pueden provocar síntomas similares a los de un problema interno del motor y también pueden contribuir al sobrecalentamiento del devanado.

Siempre que sea posible, registre el estado eléctrico antes de desconectar el motor. Esto proporciona información útil a la hora de determinar si la avería se encuentra dentro del motor o en otra parte del sistema de accionamiento.

5. Decide: ¿reparar, rebobinar o sustituir?

Una vez identificada la avería, evalúe tanto la gravedad de los daños como la importancia del motor para el proceso de producción.

Plantéate acudir a un taller local cuando:

• la zona afectada es limitada;
• el conductor del bobinado no presenta quemaduras graves;
• el aislamiento circundante se mantenga en buen estado;
• se puede identificar claramente la ubicación de la avería y acceder a ella.

Plantéate rebobinar cuando:

• hay varias espiras o bobinas dañadas;
• el devanado ha sufrido un sobrecalentamiento considerable;
• El deterioro del aislamiento es un fenómeno generalizado.

Plantéate cambiarlo cuando:

• Se han producido fallos en el bobinado en repetidas ocasiones;
• el tiempo de inactividad por reparaciones es inaceptable;
• el motor actual ya no se adapta a la aplicación;
• los requisitos eléctricos o mecánicos han cambiado;
• se requiere un nivel de eficiencia o un tipo de motor diferente.

En el caso de los equipos de producción, el coste de la reparación debe valorarse teniendo en cuenta el tiempo de inactividad, el estado restante del motor y el riesgo de que se produzca otra parada imprevista.

6. Evitar que se repita el fallo comprobando la selección del motor

No se debe elegir un motor de recambio basándose únicamente en que coincida con la potencia nominal original en kW.

Antes de pedir uno nuevo motor eléctrico industrial, confirma:

• potencia nominal;
• tensión;
• frecuencia;
• polos o velocidad requerida;
• deber;
• método de arranque;
• temperatura ambiente;
• altitud de instalación;
• grado de protección;
• características de carga;
• si es necesario el funcionamiento con frecuencia variable.

Para los accionamientos industriales convencionales de velocidad fija, Yaoda ofrece su Motor de inducción IE3 gama, así como series de motores de mayor eficiencia para proyectos con distintos requisitos de eficiencia.

Las aplicaciones que requieran regulación de velocidad deben combinarse con un motor diseñado para funcionar con un convertidor. Los motores de Yaoda motor de frecuencia variable Esta serie responde a unas necesidades de funcionamiento distintas a las de un motor estándar de velocidad fija.

Los entornos peligrosos requieren una serie de motores adecuados con protección contra explosiones y no deben considerarse como aplicaciones normales de motores de uso general simplemente porque la potencia y el tamaño del bastidor sean similares.

7. Lleva un registro sencillo de mantenimiento

En el caso de los motores utilizados en bombas, ventiladores, compresores, cintas transportadoras y equipos de producción, los registros periódicos de funcionamiento facilitan considerablemente la resolución de averías.

Entre la información útil se incluye:

• tensión de fase;
• corriente de fase;
• resistencia de aislamiento;
• resistencia del bobinado;
• temperatura del motor;
• vibración;
• horario de apertura;
• historial de disparos de protección.

La tendencia suele ser más útil que una lectura aislada.

Una disminución gradual de la resistencia de aislamiento, un aumento del desequilibrio de corriente entre fases o un incremento de la temperatura de funcionamiento pueden ser indicios tempranos de que es necesario realizar una inspección más exhaustiva.

Información básica sobre las características eléctricas y el rendimiento de fabricación y ensayo de motores También puede ayudar a determinar qué aspectos deben comprobarse durante la puesta en servicio y el mantenimiento del motor sobre el terreno.

8. Lista de comprobación de información sobre el motor de recambio

Si es necesario realizar una sustitución, evita enviar una solicitud de presupuesto en la que solo se indique:

"Necesito un motor trifásico de 30 kW"."

Para que la correspondencia de modelos sea más precisa, indica:

• modelo de motor existente;
• potencia nominal;
• tensión;
• frecuencia;
• polos o velocidad nominal;
• tamaño del marco;
• sistema de montaje;
• dimensiones del eje;
• grado de protección;
• método de arranque;
• solicitud;
• cantidad.

En el caso de una instalación ya existente, envía también una foto nítida de la placa de características y el plano de instalación o el plano acotado original, si los tienes disponibles.

Esto permite comprobar la compatibilidad, tanto eléctrica como mecánica, del motor de recambio antes de su fabricación.

Lista de comprobación final para la resolución de problemas

Cuando un motor de inducción trifásico presente un comportamiento eléctrico anómalo, sigue la siguiente secuencia:

1. Anota los síntomas de funcionamiento antes de desmontar el motor.
2. Detener los intentos repetidos de reinicio si el motor se sobrecalienta o se dispara el interruptor.
3. Comprueba la tensión y la corriente en las tres fases.
4. Revisa los terminales y el aislamiento visible del devanado.
5. Comprueba el aislamiento del devanado respecto al bastidor del motor.
6. Compara la resistencia de los devanados entre las fases.
7. Determina si el daño es localizado o generalizado.
8. Decide si lo más adecuado es repararlo, rebobinarlo o sustituirlo.
9. Soluciona el problema subyacente relacionado con el funcionamiento o la aplicación. antes de volver a poner el motor en funcionamiento.

Un proceso estructurado de resolución de averías ayuda a los equipos de mantenimiento a evitar sustituciones innecesarias, al tiempo que reduce el riesgo de reparar únicamente el síntoma visible y dejar sin resolver la causa original.

En caso de sustitución o de un nuevo proyecto de motor, facilite la placa de características del motor actual junto con la potencia, la tensión, la frecuencia, el número de polos o la velocidad requeridos, la disposición de montaje y las condiciones de funcionamiento, para que se pueda comprobar la configuración del motor antes de su fabricación.