Caso práctico: Avería en un motor trifásico

Three-Phase Motor Failure

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Descripción del problema

Durante tres años seguidos, un motor trifásico de grandes dimensiones falló dos veces al año. El jefe de mantenimiento de las instalaciones solicitó la asistencia del técnico electricista y del fabricante del motor, que se culparon entre sí y no resolvieron nada. Sin medidas correctivas aplicadas, el propietario de las instalaciones tuvo que hacer frente de forma periódica a los costes de reparación del motor y la pérdida de producción debido a los repetidos tiempos de inactividad.

Cansados de lo que claramente era un fallo persistente, el responsable de las instalaciones contrató a un consultor independiente. El consultor le indicó que llevaría a cabo un estudio completo de la calidad eléctrica del sistema de distribución que alimentaba al motor, determinaría sus características de funcionamiento y trabajaría a partir de esa información para solucionar el problema.

Medidas

El consultor conectó su analizador de calidad eléctrica portátil trifásico Fluke 434 al circuito que suministraba energía al motor y pulsó el botón View Config (Ver configuración). El diagrama puso de manifiesto que las conexiones eran correctas y que el tipo de alimentación era de tres fases en triángulo.

A continuación pulsó el botón Scope (Osciloscopio) y observó las formas de onda y los valores numéricos de las tres fases. A juzgar por las diferencias entre las magnitudes de la parte superior de la pantalla, parecía haber un problema de equilibrio entre las fases.

Para recabar más información, cambió a la lectura numérica de la pantalla Volts/Amps/Hertz (V/A/Hz). La lectura de corriente era incluso mayor y seguía sin estar equilibrada.

Al cambiar a la pantalla Unbalance (Desequilibrio), comprobó los valores de la tensión y la corriente, así como el diagrama de fases, para determinar si el motor estaba funcionando dentro de los límites aceptables.

Por último, para confirmar los datos, seleccionó Harmonics (Armónicos) en el menú para asegurarse de que las frecuencias no influían también en el problema.

Análisis

A partir de las medidas de los desequilibrios, pudo comprobar que un desequilibrio estaba provocando un valor de corriente de fase demasiado alto. Comprobó las especificaciones del motor y confirmó que la corriente de fase superaba el nivel de corriente de carga total del motor. A partir de los datos de las tres fases, localizó el desequilibrio de corriente en una carga excesiva en una de las fases de tensión.

El consultor localizó el desequilibrio de tensión en un conjunto de equipos instalados unos tres años antes. Descubrió que todas las cargas monofásicas internas estaban conectadas a la misma fase. La última instalación de equipos nuevos provocó un desequilibrio de tensión en el sistema de alimentación tan importante que creó un desequilibrio de corriente en el motor, lo cual a su vez aumentó la temperatura de trabajo de sus bobinas y conductores por encima de los límites.

Conclusión

Para solucionar esta situación, el consultor equilibró las cargas monofásicas internas entre las tres fases, lo que redujo el desequilibrio de tensión general y, por tanto, también el desequilibrio de corriente del motor. Esto también redujo el elevado valor de corriente de fase y la alta temperatura de trabajo del motor.

Realizó nuevas medidas de referencia para una supervisión posterior, transfirió todas las pantallas guardadas a su ordenador e imprimió un informe con los datos anteriores y posteriores para el jefe de mantenimiento de las instalaciones.

Aunque el jefe de mantenimiento no era un experto en calidad eléctrica, pudo comprobar la diferencia entre las pantallas y entendió por qué era necesario realizar medidas de calidad eléctrica antes y después de la instalación de equipos nuevos. Todos los costes asociados a la reparación del motor y los tiempos de inactividad habían sido innecesarios. Cuando el consultor sugirió implantar un programa de mantenimiento preventivo regular, el jefe de mantenimiento estuvo de acuerdo.

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