¿Qué ocurre cuando se conecta un motor trifásico a una red monofásica?

A motor trifásico alimentado con corriente monofásica No arrancará ni funcionará con normalidad. Puede emitir un zumbido, consumir demasiada corriente, generar un par bajo, sobrecalentarse o disparar el interruptor. Desconéctalo ante el primer indicio de problema y comprueba el suministro y el cableado de los terminales antes de volver a arrancarlo.

Un motor que ya está girando, o uno conectado a través de un condensador o un convertidor de fase, puede seguir girando. Sin embargo, eso no significa que la conexión sea adecuada. Una sola línea bajo tensión no recrea el campo giratorio equilibrado para el que se diseñó el devanado trifásico, por lo que la distribución de la corriente, el par y el aumento de temperatura se vuelven impredecibles.

Lo importante es una cuestión práctica: un motor puede girar y, aun así, encontrarse en un estado de avería. La decisión final depende de cómo se haya conectado, de lo que haya ocurrido durante la prueba y del estado en que se encuentre el devanado después de la misma.

Por qué un motor trifásico no puede funcionar con normalidad con una sola fase

Un estator trifásico utiliza tres corrientes separadas en el tiempo y en el espacio para generar un campo magnético giratorio. Una sola línea de alimentación no puede producir por sí sola el mismo par de arranque. Si el eje ya está en movimiento, el motor puede desarrollar el par suficiente para seguir girando, pero puede hacerlo con un grave desequilibrio de corriente, una potencia reducida y un rápido calentamiento.

Un condensador puede desplazar la corriente en un circuito temporal y hacer que el eje se mueva. Su efecto depende de las tomas del devanado, la capacitancia, la velocidad y la carga. En algunas instalaciones también se puede utilizar un convertidor de fase, pero es necesario analizar conjuntamente el convertidor, la protección del motor y la carga. Conectar un condensador a ciegas no es un método de conversión válido para todos los casos.

Por eso, una prueba de giro en vacío puede resultar engañosa. El motor puede girar libremente con la correa retirada y, a continuación, sobrecalentarse en cuanto tenga que accionar la bomba, el ventilador, el compresor o el reductor. La carga forma parte del rendimiento eléctrico, no es una cuestión mecánica independiente.

Cómo evalúa Yaoda un motor tras un funcionamiento monofásico

Yaoda comienza por el historial de instalación porque un motor de recambio volverá a presentar el mismo fallo si persiste la falta de una fase, una conexión incorrecta en los terminales o una sobrecarga en la máquina accionada. La placa de características, por sí sola, nos indica la tensión prevista y la conexión. No nos indica qué tensión llegó a los terminales ni cuántas veces se reinició el motor.

La caja de bornes es el siguiente elemento que hay que comparar con la placa de características y el esquema de devanados. Las fotografías tomadas antes de modificar el cableado resultan más útiles que una caja de bornes limpia. Deben quedar visibles la posición de los enlaces, el marcado de los conductores, el cableado de los condensadores y cualquier conexión temporal del convertidor.

A continuación, las comprobaciones eléctricas se centran en los circuitos de fase. En función del estado del motor y del informe del cliente, un técnico cualificado puede medir la resistencia del devanado, la resistencia de aislamiento a tierra, la corriente de arranque y la corriente de funcionamiento. Una prueba de funcionamiento controlada también puede revelar si la temperatura, la vibración y la velocidad se mantienen dentro de los valores normales bajo una carga real o representativa.

Las pruebas mecánicas son tan importantes como las lecturas eléctricas. Un fallo en un cojinete, una bomba atascada, una correa tensa o un ventilador obstruido pueden generar calor que no tiene nada que ver con la alimentación eléctrica. El devanado puede ser el primer daño visible, mientras que la causa original se encuentra fuera del motor.

Antes de darlo por perdido

En el taller, un devanado quemado es un hallazgo, pero aún no un diagnóstico. La pregunta más útil es qué causa generó el calor y si también dañó el núcleo del estator, el sistema de aislamiento o las piezas mecánicas.

Hay cuatro aspectos que es fácil pasar por alto durante una inspección rápida de las instalaciones:

1. Solo se midió una tensión. Registra las tres tensiones entre fases mientras la instalación esté sometida a una carga representativa. Una lectura tomada en un circuito de control aislado puede pasar por alto una conexión defectuosa o un suministro desequilibrado.
2. Una vuelta sin carga se consideró una prueba superada. Una vez retirada la correa o el acoplamiento, el eje puede girar incluso cuando el motor no es capaz de hacer girar la bomba, el ventilador o el reductor. Anote las condiciones de carga durante cada prueba.
3. El condensador o convertidor provisional se retiró antes de la inspección. Guarda un boceto o una fotografía de sus datos técnicos, sus bornes y el recorrido de los conductores. Ese circuito explica cómo se puso en marcha el motor y qué trayectorias de los devanados condujeron la corriente anómala.
4. Se comparó la placa de características con el motor, pero no con el cableado de campo. Es necesario comprobar que la tensión prevista, las conexiones en estrella/triángulo y las indicaciones de los bornes coincidan con lo que se ha conectado realmente. Si persiste esta discrepancia, el motor de recambio volverá a fallar.

La revisión en taller también comprueba si la decoloración se concentra en una fase, se extiende por todo el devanado o está relacionada con un terminal suelto. Ese patrón se compara con el registro de tensión, el historial de corriente y las pruebas de aislamiento. Una sola lectura de resistencia rara vez es suficiente para determinar si el motor presentaba un defecto, estaba sobrecargado o había sufrido daños por la red eléctrica.

Interpretación del patrón de daños

Ningún síntoma por sí solo demuestra cuál es la causa principal. Lo más útil es analizar conjuntamente el historial de suministro, el cableado de los terminales, las pruebas de los devanados y la carga accionada, y luego ver qué explicación encaja con todos ellos.

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¿Reparar o sustituir?

Si se produce un cortocircuito en el bobinado tras un error de cableado, puede que sea necesario corregir la conexión y realizar una nueva prueba controlada, en lugar de sustituir el motor. Los daños localizados pueden ser susceptibles de una reparación específica o de un rebobinado si el estado mecánico es aceptable y se ha corregido la causa. Los daños extensos por quemadura, una baja resistencia de aislamiento o daños en el núcleo suelen hacer que la sustitución sea la opción más realista.

La decisión no debe basarse únicamente en el precio del rebobinado. El bastidor, el eje, la brida, los datos de bobinado, el régimen de funcionamiento, la protección y el tiempo de inactividad son factores que influyen a la hora de determinar si una reparación resulta adecuada para la aplicación.

Para realizar un análisis más detallado de las fallas a tierra, los cortocircuitos y los daños en los devanados, utilice el producto de Yaoda Guía sobre fallos en los devanados de los motores de inducción trifásicos.

Lo que una foto no puede demostrar

Una fotografía puede mostrar un aislamiento descolorido, una conexión suelta o un terminal dañado. Sin embargo, no permite determinar si la pérdida de fase se debió a la red eléctrica, a un fusible, a un contactor o a un error de cableado. Tampoco permite saber si el motor funcionó sobrecargado durante varios minutos antes de detenerse.

Por lo tanto, una sola fotografía no basta para determinar la causa de la avería. La fotografía del cableado de los terminales resulta útil cuando se compara con las lecturas de tensión, el historial de disparos y el estado de la máquina accionada.

Si el emplazamiento solo dispone de alimentación monofásica

En el caso de una máquina pequeña de velocidad fija, un motor monofásico diseñado específicamente para este fin suele ser la opción más sencilla. Está diseñado para arrancar y funcionar con esa alimentación sin necesidad de recurrir a un devanado trifásico conectado a través de un condensador temporal.

Cuando sea necesario controlar la velocidad, se puede utilizar un variador diseñado para entrada monofásica con un motor compatible. No obstante, el aislamiento, la refrigeración, el ciclo de trabajo y la disposición de los cables del motor deben ser adecuados para el variador. La potencia nominal de entrada del variador es un requisito independiente de la potencia nominal de salida del motor.

Un sistema de conversión de fase puede ser adecuado para algunas cargas trifásicas, pero debe dimensionarse en función de la corriente de arranque y comprobarse que la tensión esté equilibrada. Para un sistema de velocidad variable diseñado a medida, consulte el documento de Yaoda Gama de motores de frecuencia variable YVF2 junto con el convertidor y el sistema de protección.

Antes de elegir un recambio, utiliza el Guía sobre la tensión de los motores trifásicos por país para comprobar la tensión y la frecuencia de destino. La configuración final siempre debe confirmarse en el lugar de la instalación.

Qué hay que enviar junto con un motor averiado

Para una revisión, envía las pruebas en un solo paquete, en lugar de enviar solo una foto suelta:

• Fotografías de la placa de características y de la caja de bornes tomadas antes de realizar cualquier modificación en el cableado.
• Las tres tensiones entre fases, la frecuencia de la red eléctrica y el estado de los fusibles o contactos.
• Ajustes de protección, historial de desconexiones y número de veces que se ha reiniciado el motor.
• Datos sobre cualquier condensador, convertidor de fase o variador de frecuencia que se utilice.
• La máquina accionada, las condiciones de carga y si el fallo se produjo al arrancar o durante el funcionamiento.
• Resultados de la resistencia de los devanados y de la resistencia de aislamiento, en los casos en que estas pruebas se realizaron de forma segura.
• Fechas de las reparaciones provisionales, las piezas de recambio y cualquier incidente previo de sobrecalentamiento.
• Los datos de aplicación corregidos: tensión, frecuencia, método de arranque, ciclo de trabajo, condiciones ambientales, montaje y cantidad.

Indique también la aplicación corregida. Anhui Yaoda Motor Co., Ltd. fabrica motores de inducción en Chuzhou, Anhui (China), y puede comprobar si la unidad devuelta se ajusta a las especificaciones de bobinado y al registro de pruebas rutinarias.