Fallos en los devanados de los motores de inducción trifásicos: ¿diagnosticar, reparar o sustituir?

Cuando un motor de inducción trifásico Cuando se producen disparos repetidos de los dispositivos de protección, desequilibrios en la corriente de fase, sobrecalentamiento del devanado o pérdida de par, la reparación del devanado dañado es solo una parte del trabajo. En el caso de la maquinaria y los equipos industriales de fabricantes de equipo original (OEM), la cuestión más importante es por qué falló el devanado y si las mismas condiciones de funcionamiento volverían a dañar el motor reparado o sustituido.

Hay dos fallos eléctricos que merecen una atención especial: las fallas de los devanados del estator a tierra y los cortocircuitos en los devanados. Ambos pueden provocar la parada del motor, pero requieren mediciones diferentes y una comprobación de la causa raíz antes de decidir si hay que repararlo, rebobinarlo o sustituirlo.

Esta es la guía detallada sobre fallos en los devanados del estator. Úsala una vez que las comprobaciones eléctricas iniciales hayan permitido delimitar el problema al devanado. Si aún necesitas la secuencia más amplia a nivel de planta para la tensión de alimentación, los terminales, la corriente de fase, los disparos de protección y la primera evaluación de si se debe reparar o sustituir, empieza por nuestra Guía para la resolución de averías eléctricas en motores de inducción trifásicos.

Empieza por los datos de funcionamiento, no por el devanado quemado

Un devanado quemado indica dónde terminó la avería, no necesariamente dónde comenzó. Antes de desmontar el motor, comprueba los datos de funcionamiento disponibles:

• corrientes de fase y tensión de línea;
• historial de fallos del relé de protección o del variador de frecuencia;
• carga real impulsada y frecuencia de arranque;
• horario de funcionamiento y ciclo de trabajo;
• temperatura ambiente y ventilación;
• humedad, polvo conductor, aceite u otros tipos de contaminación.

Esto permite distinguir un defecto aislado en el devanado de una sobrecarga, un desequilibrio en el suministro, una refrigeración deficiente o unas condiciones de funcionamiento inadecuadas.

Fallo de aislamiento del devanado del estator a tierra: Comprueba el estado del aislamiento

Se produce un fallo a tierra cuando el aislamiento del devanado ya no puede mantener un aislamiento adecuado respecto al bastidor del motor o al núcleo del estator. Pueden observarse signos de carbonización, aislamiento dañado en las ranuras y quemaduras localizadas, pero el fallo también puede estar situado en el interior de una ranura del estator.

Una vez que el motor se ha aislado de forma segura, la prueba de resistencia de aislamiento permite realizar una evaluación inicial del estado del devanado con respecto a tierra. La Asociación de Servicios de Aparatos Eléctricos (EASA) señala que la prueba de resistencia de aislamiento es una prueba inicial importante a la hora de evaluar los devanados de los motores de corriente alterna.

No se debe considerar un único valor de resistencia como el diagnóstico definitivo. La temperatura, la humedad, la contaminación y el estado del aislamiento influyen en el resultado. Si se dispone de mediciones anteriores, el deterioro observado en condiciones de ensayo comparables puede aportar información útil.

Si la resistencia de aislamiento es baja, averigua la causa antes de reparar el devanado: la humedad, la contaminación conductora, el aislamiento de las ranuras dañado, el movimiento de los conductores, el sobrecalentamiento localizado y el envejecimiento térmico a largo plazo requieren medidas correctivas diferentes.

Cortocircuito en el devanado: el desequilibrio de corriente es una pista, no una prueba

Puede producirse un cortocircuito en el devanado entre espiras, bobinas o fases. Entre los síntomas típicos se incluyen una corriente excesiva, corrientes de fase desiguales, calentamiento localizado, par reducido, activación de los dispositivos de protección y, en casos graves, imposibilidad de arrancar.

Estos síntomas no demuestran automáticamente que se trate de un cortocircuito en el devanado del motor. Un desequilibrio en el suministro y unas conexiones deficientes en los terminales pueden provocar síntomas de funcionamiento similares.

Con el motor desconectado y las conexiones de los devanados correctamente identificadas, la comparación de la resistencia entre fases puede ayudar a localizar un circuito anómalo. Sin embargo, las pruebas de resistencia por sí solas no permiten identificar todos los fallos entre espiras.

En el caso de los motores que sean sometidos a evaluación por un centro de mantenimiento cualificado, podría ser conveniente realizar pruebas adicionales. Las directrices de la EASA sobre pruebas eléctricas de motores trifásicos incluye la resistencia de aislamiento, el índice de polarización, la resistencia entre terminales y las pruebas de sobretensión.

¿Por qué falló el bobinado?

Si la causa del fallo no varía, la instalación de otro motor con los mismos datos de la placa de características podría simplemente provocar que se repita el fallo.

Cuando un fallo en el bobinado obliga a elegir un motor diferente

Para maquinaria convencional de velocidad fija, el motor de sustitución debe ajustarse primero a la potencia, tensión, frecuencia, velocidad, montaje, régimen de servicio y carga real. La tabla publicada de prestaciones de nuestro motor de inducción YE3 H80–355 de clase IE3 incluye modelos con potencias nominales de 0,55–315 kW para aplicaciones generales de accionamiento industrial. Los demás tamaños de bastidor y potencias requieren confirmación para el modelo concreto.

En el caso de los equipos que funcionan de forma continua durante muchas horas al año, su sustitución también supone una oportunidad para revisar su eficiencia. En lugar de adquirir automáticamente un motor idéntico al que ha fallado, los compradores pueden evaluar nuestra Motor de inducción trifásico YE4 IE4 o Motor de inducción YE5 IE5 cuando las horas de funcionamiento y el coste de la electricidad a lo largo del ciclo de vida justifiquen el cambio.

Una clase de eficiencia más alta no resuelve la causa de un fallo en el devanado. Primero hay que identificar el problema eléctrico y de funcionamiento original.

Los motores eléctricos de velocidad variable requieren un análisis de fallos diferente

Motores eléctricos de velocidad variable requieren comprobaciones adicionales. Si se produce un sobrecalentamiento del devanado durante el funcionamiento del variador de frecuencia, revise el rango de frecuencia real, el tiempo de funcionamiento continuo a baja velocidad, el par de carga, los requisitos de aceleración y desaceleración, los ajustes del variador de frecuencia y las condiciones de refrigeración.

A baja velocidad, también disminuye la refrigeración proporcionada por un ventilador montado en el eje. Por lo tanto, los periodos prolongados de funcionamiento a alta carga y baja velocidad requieren una atención especial.

Para maquinaria de velocidad variable, la tabla publicada de prestaciones de YVF2 incluye modelos de tamaños de bastidor H200–355 con potencias nominales de 18,5–315 kW. Los demás tamaños de bastidor y potencias de YVF2 requieren confirmación para el modelo concreto. La decisión de sustitución debe tener en cuenta si el motor original era adecuado para el intervalo requerido de funcionamiento a velocidad variable, y no solo si su devanado puede rebobinarse.

¿Reparar o sustituir un motor eléctrico de alta potencia?

Para un motor eléctrico de alta potencia, el tiempo de inactividad, el coste del rebobinado, el estado del núcleo del estator y la vida útil mecánica restante cobran mayor importancia. Nuestro Motor eléctrico de alta potencia YE3 H355–450 El rango abarca aproximadamente entre 160 y 1.000 kW. Cuando se requiere un funcionamiento a frecuencia variable, el Motor de frecuencia variable YVF3 H355–450 abarca aproximadamente entre 132 y 900 kW.

Reparación localizada puede ser una opción razonable cuando los daños son limitados y el resto del aislamiento se encuentra en buen estado. Rebobinar Es más adecuado cuando los daños en los devanados son extensos, pero el núcleo del estator y los componentes mecánicos siguen mereciendo la pena conservarse. Sustitución Se debe evaluar cuando las averías son recurrentes, los daños son importantes, otros componentes principales están deteriorados o las especificaciones originales del motor ya no se ajustan a la máquina.

Lo que necesitamos para encontrar un motor de recambio

Si se está barajando la posibilidad de una sustitución, envíenos:

• foto de la placa de características del motor;
• potencia, tensión, frecuencia y velocidad nominal;
• montaje y dimensiones mecánicas críticas;
• el equipo accionado y la carga de funcionamiento real;
• funcionamiento a velocidad fija o con variador de frecuencia (VFD) y rango de frecuencia;
• síntomas conocidos o causa del fallo anterior;
• cantidad y país de destino.

No basta con ajustarse únicamente a los kW nominales. La información sobre averías nos ayuda a determinar si el motor de recambio debe cumplir con las especificaciones actuales o si es necesario reconsiderar el tamaño del motor, el nivel de eficiencia o la capacidad de funcionar con frecuencia variable.

Si todavía estás realizando el diagnóstico del motor y aún no has confirmado un fallo en el devanado, vuelve al Secuencia de resolución de averías eléctricas antes de solicitar un recambio.