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ESCUELA POLITÉCNICA -NACJONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
CRITERIOS GENERALES PARA EL MANTENIMIENTO
DE MAQUINAS ELÉCTRICAS ROTATIVAS
Y SU EQUIPO DE CONTROL.
Te si s previa a la obtención del Ti tu lo
de Ingeniero Eléctrico, Especialización
Sistemas Eléctricos de Potencia.
Edwin Arturo Paredes Arma;
DICIEMBRE 1991,
Certifico que el presente trabajo de Tesis hi
sido rea1 izado en su totalidad por el Sr. Edwin Arturo
Paredes Armas, bajo mi dirección.
Ing. Augusto Ceva1los
ÍNDICE.
Pag
Capitula I : El Mantenimiento del equipo eléctrico.
1.1 Definiciones generales y tipos de mantenimiento
existentes i
1.2 Criterios generales para la planificación
de las tareas de mantenimiento 5
1.3 Organización del personal.. 7
1.4 Herramientas- y equipo necesaria. 8
1=5 Hojas de control de mantenimiento y cardex de
equipo. Bancos de datos 10
Capitulo II: Principales fallas y averías en
máquinas y equipo eléctrico.
2.1 Maquinas de A.C. _
2.1.1. Aspectos constructivos 17
2.1.2 Fallas y averias....... 23
2.2 Máquinas de C = C =
V
2.2.1. Aspectos constructivos,
2.2.2. Fallas y averías .,
2.3 Equipo de control electromecánica.
2.3.1 Aspectos constructivos 30
2.3.2 Fallas y averías 34
2.4 Equipo de control electrónico.
2.4.1 Aspectos construct i vos 36
2.4.2 Principales fallas y averias 39
2.5 Elementas de protección.
2.5.1 Aspectos constructivos 39
2.5.2 Principales fallas y averias ' 42
Capitulo III : Mantenimiento de máquinas de A.C.
3.1 Rutinas de mantenimiento y chequea 44
3.2 Pruebas para detectar fallas 48
3.3 Solución a los problemas. 52
Cap 1 tulo IV : Mantenimiento de máquinas de C.C.
4. 1 Rutinas de mantenimiento y chequeo. 60
4.2 Pruebas para detectar fallas „ „ 63
4.3 Solución a los problemas. ......„........:. 67
Capítulo V : Mantenimiento de aparatas de control
electromecánico y electrónica.
5.1 Rutinas de amntenimiento y chequeo .' 7é
5.2 Pruebas para detectar fallas 8
5-3 Solución a los problemas . 87
Capítulo VI : Aplicación especifica en una
industria.
6.1 Discusión general de la industria y principales
equipas existentes. „ 93
& . 2 Planificación del mantenimiento 100
6.3 Beneración de reportes 107
CAPITULO I: EL MANTENIMIENTO DEL EQUIPO ELÉCTRICO
1.1.- DEFINICIONES GENERALES Y TIPOS DE MANTENIMIENTO
EXISTENTES.
Todo proceso i ndustrial tiene por meta .emplear el
capital mínimo en instalaciones, maquinaria y mano de obra
para que, obteniendo la calidad y cantidad- deseadas, puedan
conseguirse los mayores beneficios dentro de un aspecto
social y norma 1 no especulativo.
El mantenimiento industria 1, son las técnicas que
aseguran la correcta utilización de edificios e instalaciones
y el continuo funcionamiento de la~ maquinaría product iva .
El mantenimiento debe garantizar que todos los cambios
e intervenciones, que deben efectuarse en las máqui ñas e
instalaciones se van a realizar en el momento necesario, de
tal forma que afecte el mínimo al ritmo de presunción, y que
los riesgos de averías imprev istas sean los mi nirnos.
Para lograr una producción determinada, las
instalaciones deben hallarse en las condiciones ideales de
funcionamiento. Este es dificil por razones que no son
responzab i 1 idades del Servic io de Mantenimiento. Estas razones
son :
-La maquinaria e instalaciones suelen adolecer de
importantes defectos de proyecto, construcción, montaje o
utilización, lo que se refleja en pe rd idas de producción y
elevados castos de mantenimiento.
—Es necesario parar las instalaciones , durante un cierto
numero de horas al aflo , mes, etc., para mantenerlas en buenas
cond i c iones , caso contrario la máqui na se averia y no se
alcanzan las metas p re fi jadas.
-El lugar que corresponde a los - técnicos de
ma tañimiento en el proceso product i vo es importa nt ísimo ,
tanto en los castos v e n la product i v idad .
Para que el mantenimiento cumpla su misión, la meta no
es la conservación en sí misma , si no en coincidi r can las
demás act i v i da des de la industria en la obtención de la más
a 1 ta product i v idad .
seExisten objetivos básicas de mantenimiento que
pueden resumir asi:
- Debe ser planificada eliminando la improvisación.
— Debe existir un equipa de matenimienta especializado
con funciones claramente definidas.
— La calidad de la reparación no debe estar sujeta a
urgencias, salvo conciente decisión de los responsables del
mantenimiento.
— Debe existir imformación técnica completa en relación
con los traba jos de mantenimiento de cada máquina o equipo
i nstalado.
- El mantenimiento en la industria debe: elegir y
distribuir el personal especial izado, crear y controlar un
taller de reparaciones, ordenar y controlar las existencias
de almacén, programar técnicas y económicamente incluyendo
datos estadísticos y técnicas.
Es importante que estén definidas las responsabilidades
y los limites de autoridad del Servicio de Mantenimiento.
El máximo rendimiento de una máquina o equipo se
obtiene cuando se trabaja ininterrumpidamente las horas
asignadas a diario, todos los dias laborables del afta, y como
la actividad de una empresa es el resultado de un conjunto de
aportaciones que tienen su procedencia en los equipos, mano
de obra, etc., vemos que la pérdida de producción provocada
por una averia, viene sobrecargada por las repercuc i o•-•?''
económicas.
De aquí nacen las primeras condiciones que se exige a
mantenimiento, evitar averias, y que los traba jos de
mantenimiento na observan el tiempo de producción de las
máquinas e instalaciones o lo hagan en minima proporción.
La continuidad se consigue reparando, antes que los
desgastes puedan producir averias, realizando las
reparaciones de forma planeada y en horas determinadas,
1 lamandóse a esto Ma n t e n i m i e n t o Preventivo.
A pesar de aplicarse el mantenimiento preventivo, no
se pueden ev itar averias imprevistas,. producidas por
defi niciones no aparentes o por posibles errores o
X
negligencias del. personal, poca preparación, etc., el
Servicio de Mantenimiento debe intervenir de
emergencia, conociéndose a este como: Mantenimiento de Rotura.
el cual no puede ser planificada.
La actuación preventi va y la de rotura, conservan en la
máquina o el equipo las caracteristicas originales o a
vista de las añama 1 las encontradas, se efectúan mod if i cae iones
con el fin de aumentar la eficacia de la reparación,
obteniendo una vida más prolongada del equipa. La
modificación puede referirse a la seguridad, higiene o
automatización de la máquina o i nstalacion, de cara a una
mayor rentabilidad, esta constituye el Mantenimiento de
Mejoras.
i.2.- CRITERIOS GENERALES PARA LA PLANIFICACIÓN DE LAS
TAREAS DE MANTENIMIENTO
Dentro de Mantenimiento, existen diferentes modos de
realizar los traba jos, que pueden ir desde reparar tan pponto
se inicie un desgaste, pero antes de llegar a un peligro de
parada o de calidad, hasta el extremo opuesto que seria,
esperar a que el desgaste o anormalidad traiga consigo la
parada 'final del equipo o repercuta en la calidad del
producto fabricado. Ambos extremos son antieconómicas, y se
debe establecer un límite o tolerancia de desgaste que fije
cómo y cuándo debe intervenirse. Este coma y cuándo
detrminan la programación de los diferentes tipos o trabajas
dé reparación económi c a .
Para organizar un mantenimiento, se recop ilan datos,
se confeccionan estadísticas, se organiza científicamente el
traba jo.
Existen varios factores que hacen necesario la
planificación del mantenimiento:
-'Procesos continuos en industrias, cuyo trabajo a tres
turnos no deje tiempo para reparar entre una jornada y
otra de traba ja.
- Procesos de cadena, donde el paro de una máquina, a
puesto de traba jo para lisa toda la i nstalac ion
producti va.
- Las i nterrupciones en los productos termi nados que
pueden ser causa de incump1imienta de planos de
entrega convenidos, con graves consecuencias y posible
pérdida de clientes.
- La corrección dedefectos, disminuye el costo de
reparaciones y mantiene di rendimiento de la máquina.
- Los gastos de los servicios de vapor, eléctrico,
aire, agua, etc., se reducen con interrupciones
continuas y planificadas.
— El elevada costo de la mano de obra , que impone- un
trabajo sin interrupción con la máxima productividad.
- El deficiente estado de la maquinaria e instalaciones
puede ser causa de accidentes,
- La planificación de las operaciones de mantenimiento
asegura la existencia en almacén de las piezas de
repuesto necesarias.
Un mantenimiento planificado, regulariza los gastos por
este concepto en el curso de la vida de la maquinaria e
instalaciones, evitando que en un mon.^nto dado, se produzcan
considerables desembolsos. Sin embargo, en la más perfecta
organización del mantenimiento debe contarse con las averias
imprevistas, tanto por la dificultad de controlar y
detectar una deficiencia no aparente, como por errores del
personal , falta de preparación, negligencia, etc.
El desarrollo de la industria ha cambiada totalmente el
concepto de la reparación. El Mantenimiento era considerado
como una actividad auxiliar de costo excesivo, ahora e^ parte
integrante del proceso productivo y su costo es aceptado, como
un concepto más de los obligados gastos de fabricación, cuya
continuidad asegura.
1.3.- ORGANIZACIÓN DEL PERSONAL.-
Existen al'gunos criterios básicos en el establecimiento
de una organización para lograr una eficaz actuación en
equipa, tratando de evitar siempre que una organización
c-stab lecida degenere en una burocracia formal que
dificultaría la cooperación entre el personal del mismo
servicio, y la de este con el resto de servicio de la
empresa:
- La organización debe acomodarse a la personalidad de
sus componentes, por lo que cuándo más flexible sea
la estructura mejores resultados dará.
- La autoridad debe ser bien distribuida.
— En cuanto se refiere al número de operadores a 1
serv icio de mantenimiento, debe manifestarse que
existen muchas opiniones en este sentido.
— En general, -es necesario indica rse que no es
pasible que la producción se pare por fallas en
algunas de sus líneas debido a que llegó a fr-.ltar
personal de mantenimiento, que estuvo dispuesto en
otras lineas de trabajo, por la pérdida económica que
representa para una empresa.
-Por lo tanto, toda empresa deberá rea 1 i zar un
analisis económico respecto a 1 número de operadores
de mantenimiento que le conviene tener a sus servicios,
/
ya que ellos representan persona 1 indi recto, es
deci r, no tienen relación di recta con la produce ion
sin que par esta dejen de ser personal import. nte
dentro de la industria.
1.4.- HERRAMIENTAS Y EQUIPO NECESARIO.-
La lista de herramientas y equipas que sirven para
diagnosticar las inspecciones y corregir averías se anotan a
continuación. Las características dependen del voltaje y
régimen de las máquinas y equipas que han de mantenerse.
Si la persona encargada del mantenimiento a el
inspector, ejecutan un buen trabajo, necesita disponer de la
herramienta e i ns trunientos aprop iados . Al mismo tiempo debe
tener buenas conocimientos generales sobre las
caracteristicas eléctricas y mecánicas del equipa que está
ba jo su cargo, junto con la perfecta comprensión sob re el
funcionamiento correcto del equipo.
Se debe dispaner del siguiente equipa:
- Herramienta suficiente para desarmar la maquinaria.
— Cables de extensión del tipo de seguridad.
- Reflectores, con manerales de hule o de plástico
moldeado.
— Manómetros de aire.
— Mierómetros para interiores y exteriores.
- Megóhmetro.
- Multimetro analógico o digital .
- Termómetro y niveles.
- Instrumentos portát i les coma amperímetros,
voltímetros y medidores gráficas.
- Tacómetro.
- Galgas de espesores.
— Soldadora eléctrica.
- Puntas de prueba para utilizar en los aparatas de
medida.
- Aspirador de polvo.
- Soplador de ai re comprimido.
- Tanque de lavado y productos adecuadas de limpieza.
- Horno o estufa de secado.
- Banco de pruebas.
El acceso a los manuales de manejo, suministrados por
el fabricante del equipo adquirido es absolutamente
necesario.
So lo si se dispone de un personal convenientemente
entrenado y que cuente con el equipo auxiliar adecuado, puede
dársela a la maquinaria la atención que requiere para rendí r,
a su ves, una operación ininterrumpida, sin desperfectos,
durante largo tiempo.
1.5.- HOJAS DE CONTROL, MANTENIMIENTO, CARDEX DE EQUIPO Y
BANCO DE DATOS.-
Para llevar a efecto un mantenimiento por averías e
imfarmar los trabajas real izados, caIcular un costo de
reparación y parada de máquina, es necesario ayudarse de una
serie de documentos, los cuales vamos a comenta r.
En el Parte de Averias constan los datos que han
ocasionado la avería, así: máquina o equipo, fecha, hora,
tipo de averia, etc., la intervención en la reparación tanto
en mano de obra como en materiales empleados; es dec ir, el
costo de la reparación. Ver hojas de control 1 y 2.
Todas las hojas de control están en apéndice..
La hoja de control 1 es emitida por los responsables de
Producción y cubre:
- Datos de la máquina o equipo.
- Linea o taller al que pertenece.
- Tipo de averia observada.
— Urgencia de la reparación.
- Fecha y hora de emisión. Firma y entrega al Serv icio
de Mantenimiento.
La persona que cubre el traba jo da mantenimiento, luego
de finalizado, debe anotar las siguientes apartadas en las
hojas de control 1 y 2:
- Su número en la empresa.
11
- Días de actuación.
- Categorías.
- Tiempo empleado cada día que ha intervenido.
- Informe de reparación.
— Debe adjuntar copias de vales de materiales.
- El responsable de mantenimiento debe exigir a
producción el visto bueno de la reparación con la
firma, indicando fecha y hora en que terminó la
reparación.
— Mantenimiento debe valorar la mano de obra empleada
en la reparación, el material empleado y el costo
total de la reparación.
El orden de las urgencias en la reparación es:
Urgencia^ 1 . —
- Parada de fabricación.
- Riesgo de accidente grave.
Urgencia 2.—
- Disminución en el programa de fabricación.
- Riesgo de accidente leve.
Urgencia 3.—
- Fugas de alguna clase de energia.
- Problemas en la fabricación que, sin
embarga, ni se para, ni disminuye.
Urgencia 4.—
- Todos los demás trabajos.
Otro documento importante en mantenimiento es la ficha
de historial de averias, donde constan datos técnicas y
económicos de las diferentes intervenciones real izadas por
averias en cada máquina o equipo. Figuran los recambias de
la máquina o instalación que se han ido utilizando en todas
las intervenciones por averias en las mismas, las cuales
deben existir en el almacén de repuestos.
>
Se debe tener una ficha par cada máquina o equipo
eléctrico, sobré la cual se van cubriendo los siguientes
datas, de acuerdo a la hoja de control 3:
— Fecha y número de parte de averia.
- Órgano donde estuvo local izada la avería.
- Detalle de trabajas realizadas.
- Horas de parada de máquina.
- Horas invertidas •' por el personal en • sus
especialidades, mecánica y eléctrica.
— Importe de la mano de abra..
- Importe de materiales.
— Importe total de la reparación.
Efectuada la lista base de recambios de la máquina o
equipos, se marca la cantidad empleada de cada uno de
los recambios, dato tomado de los vales de materiales
utilizados y entregados unidas al parte de averias, de
acuerda a hoja de control N.~ 4.
la disponibilidad inmediata de la pieza de recambio para
substituir a la averiada, reduce el tiempo de reparación de
la avería y, como consecuencia, el tiempo de parada de la
máquina.
Almacén debe disponer de repuestos standard y
especificas de una máquina e instalación sujetos a posibles
desgastes o roturas.
Un servicio de mantenimiento debe contar con un
taller auxiliar propio, que ayude a la construcción de
repuestos sol icitados.
Por otra lado, el Mantenimiento Preventivo, no debe
dejar nada imprevisto, porla cual haya que actuarse de
manera improvisada. Este debe establecer cuándo y cómo deben
realizarse las inspecciones y reparaciones, medir la eficacia
del mantenimiento, conocer el costo del mantenimiento y su
14
repercución en el presupuesto de la empresa.
Los datos necesarios para hacer mantenimiento
preventiva, son datos de aplicación general, asi; referencia,
denominación, afta de adquisición, constructor, vendedor,
referencia del fabricante, características básicas, costo de
adquisición, costo del equipo auxiliar, ciclo preventiva de
conservación, rodaje, lubricación, costos anuales de
mantenimiento, varios.
Un segundo dato, es disponer del historia 1 de averías
de la máquina desde su implantación en fábrica y su estudio
de castos.
Por última, se debe disponer de documentación
campleta en cuanto a instrucciones de mantenimiento dictadas
por el fabricante.
Entre los sistemas para desarrol lar un ciclo preventivo,
tenemos el de inspección preventiva, y el de ciclo rígido de
mantenimiento; el primera es más flexible, económico y
difundido en la industria.
Deben inspeccionarse todos los equipos, que por su
historial sea necesaria y conveniente incluir en el programa
t
de mantenimiento preventiva.
El mantenimiento preventivo es conveniente que esté
15
diseñado para real izar inspecciones semanales y por líneas' o
talleres de producción.
Para real izar una inspecc ion, es necesario parar la
máquina, lo que se traduce en una pérdida de producción.
Por tanto, para que ésta sea mínima, se debe comunicar al
departamento de producción con el fin que elija el momento
más idóneo a lo largo d é l a semana en la que hay que
intervenir. Por ello es conveniente extender un av iso de
mantenimiento preventivo, al cual dará su visto bueno del
Departamento de Fabricación, de acuerdo a hojas de control
N.- 5,6.
Las inspecciones periódicas preventivas, van seguidas
de pequeñas reparaciones o cambios de elementos
estudiados previamente y con necesidad de cambiar antes que
surja la avería, tras un periodo analizado y definida como
vida del mismo.
CAPITULO II: PRINCIPALES FALLAS Y AVERIAS EN MAQUINAS Y
EQUIPO ELÉCTRICO.
2. 1.- MAQUINAS DE A.C.
2.1.1- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS.-
Dentro de las máquinas de A.C., los motores de
inducción reconocidos como standard son: el de rotor de
jaula de ardilla y el de rotor embobinado. El motar de jaula
de ardí 1 la o cortocircuito, carece de conexiones externas o
rotatorias, mientras que el rotor con bobinas secundarias o
motor bobinado, está conectado generalmente por med io de
añillos rozantes y escobi1las a una resistencia graduable.
Ver figs. 2.1 y 2.2
Vista en corle del molor trifásico lipa MARC con anillos rozantes. [7. 12232)
1 Carcasa del eslclor de hierro fundido 5 Ventilador
6 Anillos rozantes y dísposiüvo de
escobillas
2 Núcleo del eslcfor
3 Arrollomienlo del estolor de hilo de
cobre esmallodo
4 Roior con arrollamiento trifásico de
hilo de cobre esmaltado
7 Manija levania escobillas
f ig
10
Vísfa en corle del molor Irtfóiíco (Ipo M de ¡aula de ardilla. (Fr 2710}
1 Carcasa del esíalor de aleación
liviana -moldeado por inyección
2 Núcleo del eslalor
3 Arrollomienlo del eslalor de hilo de
cobre esmaltado
í Rotor con arfollamienlo de aluminio
moldeado por inyección
5 Eje
6 CoJÍne¡e de bolat
7 Escudo porfacojínete de aleación
liviana moldeado por inyección
8 Venülodor
9 Topo del ventilador '
10 Cojo de borr.as de aleación liviana '
11 Bloque de ¡erminales
fig 2.2,
Un matar de i ndacción que gira sin carga, mantiene
prácticamente la velocidad sincrónica; pero, al cargarlo, la
velocidad a la que gira. es menor a la sincrónica, esta
diferencia de velocidades se debe al deslizamiento.
Para obtenerse los mejores resultados. los motores de
inducción tienen que.traba jarse con la frecuencia y voltaje
normales de asignación. Pueden tolerarse limites de voltaje
de más menos 10*/* VN, y de frecuencia de más menos 5*X, según
normas CEI, VDE- No deben variar ambos factores hasta los
1 imites extremos conocidos y permitidas, no deben cambiar al
mismo tiempo en direcciones opuestas.
IS
LOS factores que contribuyen a la aparición de fallas
en los estatores son genera 1mente el polvo y la suciedad.
Algunas formas de adherencias de polvo o suciedad son muy
conductivas y llevan al deterioro del aislamiento.
La restricion de la libre ventilación, que acciona la
suciedad- al obstruccionar los pasos de aire, conduce al
sobrecalentamiento, lo que origina fallas en el aislamiento,
ocasionadas por excesas de temperatura.
Uno de los enemigos natura les del aislamiento, es la
humedad. Es aconsejable mantener los devanados en condic iones
secas dentro de lo posible
f ig
Todos los rotares con devanada, tienen bobinas para
tres fases y, par lo mismo, pueden tener fallas par la falta
de corriente en una de ellas. Un cicuito abierta en el rotar,
19
se hace notorio por la falta de fuerza de torsión y por la
caída de la velocidad de rotación. Esta circunstanc ia es
acompaflada de ruido, y en ocaciones el motar no es capaz de
arrancar con la carga.
Un cruzamiento a tierra, en el circuito del rotor, no
afecta el rendimiento del motor, sino hasta que se desarrolle
una segunda fuga a tierra, que tiene los efectos de un
cortocircuito. Este rompe el equilibrio eléctrico del rotor,,
ocasionando la pérdida de patencia en la torsión, vibraciones.
chispazos en las escobillas o desgaste dispareja de las
mismas. El desgaste de la superficie de los cojinetes del
tipo de fricción. bajo ciertas condiciones, es un
hecho natural que se debe tener en cuenta durante el servicio
de la máquina.
En máquinas que tienen un entrehierro relativamente
pequeño, y en aquellas donde es muy importante desde el punto
de vista del funcionamiento eléctrica de la máquina, que los
ejes del rotar y del estator, coincidan exactamente; es
oportuno, controlar la magnitud del desgaste de los
cojinetes. En general, las manguitas de los cojinetes deben
ser reametalados a cambiadas cuando su desgaste haya
alcanzada un 10—201/* de las dimensiones del entrehierra de la
máquina, o cuando dicho desgaste sea de 0.2-0.3. 3 mm. Ref.
Como cuidar las máquinas eléctricas rotativas, Asea, 7978 SPa,
Reg 4209.
Un colector recién torneado, tiene una superficie
áspera de color de cobre. Luego de operada la máquina, la
tonalidad de ese color cambia gradualmente, sin que ello
indique defecto alguno. La película que se forma en la
superficie de contacto con las escobillas, está constituida
por una capa delgada de óxido y grafito, que constituye una
protección para el colector, hacienda que éste tenga un
tiempo de vida más prolongado. Ver fig 2.4
fig 2.4
Al igual que los colectores, las anillos rozantes,
están sujetos a desgaste. Si los anillos se vuelven ovalados
o presentan seflales de quemadura, en general no hay otra
solución que tornearlos.
•£ -I fi i g
La distancia entre el canta inferior del
portsescabi1 las y el colector, no debe ser muy grande; este
valor puede llegar a un límite inferior de 1.5 mm., siendo
el valor recomendado de 2-2.5 mm., y el limite superior de
3 mm. Ref. como cuidar las máquinas eléctricas rotati vas,
asea, 7978 Spa, Reg. 4209. Ver fig. 2.5.
Una escobilla buena, debe reunir las siguientes
características;
- Buenas características de contacto y conmutación.
— Gran característica mecánica s1 desgaste.
- Apropiada caída de tensión de contacto.
- Sran resistencia a las chispas.
ti material para las escobollas eléctricas es el carbón
duro, grafito natural o grafito eléctrico. Se utiliza también
grafito metálico con anillos razantes en máquinas trifásicas,
pues tienen menor caida de tensión d e - contacto que las
escobilias utilizadas para colectares.
Otro elemento de una máquina eléctrica rotativa, son
los bobinados que con los barnices y métodos de impregnación
que utilizan actualmente, resultan rígidos y duros. Su vida,
es por lo común bastante larga, dependiendo dela
temperaturade servicio. En circunstancias normales, se puede
conseguir una vida de por lo menos 30 ahas. Si la temperatura
aumenta continuamente en 8—10 Grados Centígrados, el t iempo
de vida del bobinado disminuye a la mitad. Ref. Manual de
mantenimiento Industrial, Tomo II, Morrow.
2.1.2.- FALLAS Y AVERIAS.
Dentro de las máqui ñas eléctricas rota ti vas de
corriente alterna, puede presentarse varios tipos de fallas y
averías, que puede deberse a problemas de tipo externo,
problemas mecánicos y eléctricos.
Entre los principales desperfectos tenemos:
— Sobrecalentamiento de las chumaceras en genera 1 .
- Sobrecalentamiento de las chumacaras de casquillo
metal ico.
— Sobrecalentamiento de las chumaceras de baleros.
- Gotas de aceite en los tapones de las rebosaderos.
- Motor de A.C. sucio.
- Motor de A.C. mojada.
- El motar de A.C. se para.
- El motor de A.C..está conectado, pero no arranca.
— El motor de A.C. arranca para perder velocidad hasta
pararse.
— El motor de A.C- no alcanza a levantar velocidad.
— El motor de A.C. tarda mucho en acelerarse.
~ Rotación incorrecta.
- Motor de A.C. se sobrecalienta durante la marcha con
carga.
— Motor de A.C. vibra después de haber practicado todas
las correcciones.
- Corriente descompensada en los motores polifásicos,
durante la operación normal.
- Ruidos de arrastre.
24
2.2. MAQUINAS DE C.C.
2.2.1.- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS.- '
Las máquinas de corriente continua, son de 4 tipos:
máquinas Shunt, serie, compount y máquinas con excitación
separada, dependiendo de cómo la corriente de excitación es
transmitida al estator. En las máquinas SHUNT, solamente una
parte de la corriente del rotor fluye por al devanado de
excitación. En las máquiñas SERIE, la corriente de excitación
fluye por el devanado del rotor, asi como también por el de
excitación- Las máquinas COMPQUND, son una combinación de las
dos anteriores y tienen un devanado shunt y una serie. En
las máquinas con excitación SEPARADA, la corriente de
excitación es obtenida de una fuente independiente de la
máquina misma.
Además del devanada de excitación las máqui ñas de C. C.
tienen normalmente un devanado de conmutación, que se
encuntra en los polos del mismo nombre, los cuales están
local izados entre los polos principales. La máquinas de C. C .
de mayores dimensiones, tienen un devanado de compensación
que se encuentra en el núcleo de los polos principales. Por
estos dos devanados circula la corriente de carga. El devanado
del rotor está conectado el colector, de donde se toma la
corriente a través de escobilias. Ver Fio. 2.6.
V.J...V •'• •— Generador- de corriente continua. Lot númcroi teñalan \at fxirtci (fue deben
rcwfarje periódicamente. — I. Co/ínrtej. — 2, .PortaeíCoM/Lu.— 3, -Entrecierro. —4 . Car-
Casa.. — 5. Arrollamiento inducido. -—• 6. Arrollamiento.! ínJuctorci. •— "7. Caja de bar'
ncí. — 8. Lubricación. — 9. TorníAfí de fijación. —• 10, Colectar. — 11. Bülonei,
Fig 2.6
El colector es la parte más delicada de las máquinas de
nte continua. Si el colector no fuera correctamente
torneado, ranurado, o si tuviera otros defectos,no es posib le
exigir de esta clase de máquina un funcionamiento
satisfactorio.
La regulación de velocidad está basada en el control de
tensión, control serie o shunt. El control serie consiste en
acoplar una resistencia serie al devanado del rotor,
disminuyendo el número da revoluciones respecto de las de
vacio. En el control shunt o en paralelo con el das/añado
serie, pudiendo aumentar las revoluciones respecto de las de
vacio.
El campo de un motor de corriente continua, consta de
una carcasa y de los polos de campo magnético. Los polos son
de acero laminado y al rededor de el los se devanan las bobinas
que proporcionan la excitación pars la rotación del motor.
Las bobinas pueden ensuciarse o humedecerse. circunstancias
que interfieren con la eliminación del calar desarrollado y
ocasionan quemaduras. Si la corriente del campo magnético es
excesiva a consecuencia del mal funcionamienta del
dispositivo de control, causará desperfectos por el
sobrecalentamiento, Esto puede provenir del voltaje alto, de
la velocidad muy baja, de la desconexión de las escobillas
del neutro, de las sobrecargas o por un cortocircuito parcial
en alguna de las bobinas del campo. Un circuito abierto en
una de las bobinas del campo ocasiona dificultades, en el
aranque o velocidades excesivas con poca carga o intensa
chisporroteo en el colectar.
La armadura de un motor de C,C., está formado de
bobinado y de colector. La 1 i nea principal de corriente fluye
a través de la armadura, y si la máqui na es sobrecargada, los
primeros signos de deterioro aparecen en la armadura. La
1 irnp íeza dará origen a muy pocas o ni nguna molestia por parte
de la armadura dentro de las condiciones norma les de
operación.
Las bobinas • deben ser tratadas con barniz
periódicamente para su conservación y, donde sea pasible,
deberán secarse en horno.
El colector es el elemento más vulnerable ya ' que
conduce corriente y queda expuesto al ambiente, mientras gira
a velocidades relativamente altas. El éxito o el fracaso en
la operación de una máquina de corriente directa, depende en
alto grado del funcionamiento del colector.
2.2.2.- FALLAS Y AVERIAS
Un motor de corriente directa, está más expuesto a
sufrir desperfectos, que el de corriente alterna, porque
tiene cierta cantidad de elementos conductores de corriente
que carecen de aislamiento.
Entre los desperfectos que se pueden presentar en las
máquinas elétricas de corriente continua, podemos mencionar
las siguientes:
— Sobrecalentamiento de las chumaceras en general .
- Sobreca leñtamiento de las chumaceras de casquillo
meta 1 ico.
- Sobrecalentamiento de las chumaceras de baleros.
— Goteo de aceite en los tapones de los rebosaderos.
— El motor de c.c. está sucio.
- El motor de c.c. está mojado.
- El motor de c.c. falla al arancar.
- El motor de c.c, sr.ranca, para luego pararse y
cambiar el sentido de rotación.
- El motor de c.c. no alcanza su velocidad de régimen.
- El motor de c.c. gira con demasiada velocidad.
- El motor de c.c. aumenta su velocidad continuamente,
y el aumento de la carga no la disminuye.
- El motor de c.c. gira continuamente a muy. bajas
revoluciones.
- El motar de c.c. se sobrecalienta.
— Sobrecalentamiento de la armadura.
— Sobrecalentamiento del colector.
- Sobrecalentamiento de los campos magnéticos.
- El motor de c.c. vibra y da muestras de
29
desequilibrio.
- El motor de c.c. chisporrotea en las escobillas y no
se efectúa la conmutación.
- Desgaste de las escobillas es excesiva.
- El motor de c.c. produce ruido.
2.3.- EQUIPO DE CONTROL ELECTROMECÁNICO.-
2.3.1.- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS.-
Los grandes incrementos en la demanda de energía
eléctrica han ocasionado la construcción de nuevas lineas de
dimensiones mucho más amplias, para lo que se necesita contar
con -aparatos cuyas capacidades de ruptura sean adecuadas. Los
contactores pueden cortar intensidades de corriente del orden
de 10 a 15 veces la intensidad nominal del aparata. Ref,
Maniobra, mando y control eléctrico, enciclopedia CEAC de
electricidad,
Ante la necesidad de poner en marcha un motor
eléctrico, cabe la idea de controlarlo, desde el prop io lugar
de emplazamiento o bien a distancia.
El contactar electromagnético es el más u.ti 1 izado en las
variantes de pequeña, mediana y gran potencia. La senei 1lez
de construcción, unida a su robustez, su reducido volumen y
el mantenimiento prácticamente nulo, lo hacen insustituible.
Todo contactor electromagnético tiene los siguientes
elementos constructi vos: ci reui tos magnéticos, contactos,
resortes, cámaras de extinción, soparte. El circuito
magnética está constituida por 3 elementos principales:
núcleo, armadura o martillo, bobina. Ver Fig . 2.7
zapata cambio de bobina
supresor de
arco
estabilizador^
indicador
bobina
contacto
accesorios
Finy ~7
El núcleoes una pieza de chapa magnética si la
alimentación es can A.C., a de hierra dulce, se la
alimentación se hace con C.C., se encuentra en el interior de
31
la bobina y, al ser excitado por ésta, atrae a la armadura ,
construida con el mismo material del nácleo y destinada a
transmitir el movimiento en los contactas.
La bobina está constituida por un carrete, sob re el
que se arrallan varias espiras de hilo esmaltado que, al ser
recorridas por la corriente eléctrica, crean el flujo
magnético capaz de imantar al núcleo. Ver Fig. 2.8
Los contactas san las piezas encargadas, de rea 1 i za r la
función principal del contactar; es deci r, abrir y cerrar>
circuitos eléctricas. Se distinguen dos clases de contactos:
principales. destinados a abrir y cerrar los
circuitos principales o de patencia y los auxi 1 i a. res , cuya
función es secundaria respecta a los anteriores.
Fig.
Las resortes regulan las presiones de las contactos
moví les sobre los fi jos, asi como consiguen la apertura
brusca del contactor, cuando se desexcl ta la bobina.
Las cámaras de extinsión o apagachispas, alojan a los
contactos 7 de forma que el arco producido por la corriente de
ruptura es alargada por la cámara, dividido y extinguido,
antes que tenga tiempo de ionizar el ambiente, de tal forma
que se produzca un cebado entre fases, debido a su baja
rigidez dieléctrica.
El soporte es el conjunto de dispositivas mecánicas que
fijan las di ferentes p iezas que consti tuyen el contacto y a
este a su lugar de traba ja.
Las bobinas de contactares, están constituidas par un
carrete de baquelita moldeada, sabré el que se arrallan las
espiras necesarias para producir en el circuito magnética la
inducción. La sección del hilo debe ser la adecuada para la
corriente de retención que debe circular por el conductor, y
con el calentamiento admisible según las normas. Los hilos
son recub iartas de barnices aislantes a esmaltes, y sirven de
aislamiento entre espiras y entre capas de espiras.
Los contactos principales deben establecer el ci rcuito
eléctrica en las mejores condiciones pasibles; es decir, can
un número de rebates mi nima, de forma que no se produzca
desgaste de los contactos, durante el cierre y evitar la
soldadura entre los mismos.
Los contactos principales deben soportar la intensidad
de corriente sin calentamiento de las piezas de contacta.
Durante la desconexión, el arco que se produce en el
momento en que los contactos se separan, debe quedar
interrump ido 1imp iamente 5 de forma que el desgaste por
erosión de los contactos, sea lo menos posible.
En cantactores de funcionamiento frecuente, el material
de contacta, es el cobre, que es el más económico. y
resiste bien el arco. Cuando las maniobras no son frecuentes,
es preferible fabricar los contactas de plata o de
aleaciones de p lata .
2.3.2.- FALLAS Y AVERIAS
Dada la variedad y complejidad de los equipas que
pueden obtenerse med iante la agrupación de cierto número de
elementas sene i 1los, es prácticamente imposib le i nd icar un
proceso de localización de averias que comprenda todas las
esquemas pasibles.
Las averias pueden ser muy diversas y su identificación
resulta dificil y laboriosa. La realización de pruebas
sistemáticas, procediendo par eliminación, debe hacer
34
sencilla la localizacion del defecto.
Antes de proceder a determinar el tipo de falla o
averia, se deben hacer comprobaciones previas.
— Comprobar la existencia de tensión en los bornes de
entrada.
- Comprobar si el seccionador y su contacto- auxiliar
está cerrado.
- Revisar los fusibles del circuito de mando.
- Comprobar si están rearmados los relés de protecc ion.
Las principales fallas y averias son:
— Averías generales de los contactores.
- Contactor no funciona.
- Contactar cierra, pero no queda rea 1imentado.
- Contactor no abre al accionar el pulsador de paro.
- Contactar no cierra correctamente o produce mucho
ruido.
- Contactar conecta y desconecta a intervalos C mando
por contacto permanente, termostato, boya, etc.)
- AVERIAS EN LOS CONTACTOS DE LOS CONTACTORES.
- Contactar se calientan demasiado.
— Desgaste prematuro de los contactos.
— Déb i 1 presión de contacta.
- Soldadura de los contactos.
AVERIAS EN LAS BOBINAS DE LOS CONTACTORES:
- Calentamiento excesivo de la bobina del circuito
magnético (más de 80 C. sobre una temperatura
ambiente de 35 C,). Ref. Maniobra, mando y control
eléctrico, enciclopedia CEAC de electricidad.
- Rotura de la bobina por causas mecánicas.
AVERIAS EN EL CIRCUITO MAGNÉTICO DE LOS CONTACTORES:
- Desgaste o rotura prematura de alguna pieza.
- Deficiencia en la atracción.
— Deficiencia en la desconexión.
— Circuito magnético ruidoso (contactores de
corriente alterna)
2.4.- EQUIPO DE CONTROL ELECTRÓNICO
2.4.1.- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
Los elementos activos discretas que utilizan
ampliamente en los circuitos y sistemas electrónicos
modernos, san fabricadas a base de materiales
semiconductores, como el silicio y el arseniuro de galio.
El control estático está liberando a la máquina y al
aperador de la servidumbre del relé y el contactar magnético
de acción lenta, propensa a averias y de corta vida.
Cuando las demandas de un circuito requieren de un
número importante de funciones de control, la rapidez de la
conmutación es primordial, es esencial una larga vida en
número de operaciones y el espacio es reducido, la conmutación
estática mediante el uso de circuitos lógicas es
económicamente factible e imperativa.
Los dispositi vos de semiconductores o de estado sol ido
se utiliza también en los circuitos de control industrial
para realizar funciones analógicas.
El control estático en su forma digita1, es aplicado
principalmente a la sección de desición del sistema de
control. Las elementos lógicos san dispositivos de baja
tensión y baja potencia, par lo que requieren convertidores
de seflal, llamadas también entradas primarias, para reducir
la alta tensión necesaria en la sección detectara a los
valores aprop iados para las seniles lógicas. Necesita de
amplificadores para obtener, a partir de la baja patencia de
un elemento lógico, la potencia requerida, por la sección
accionada del sistema.
Ex isten muchos sistemas de control estático que se
construyen de acuerdo con un d i se fio particular, tanto
digitales como analóg icos.
Los sistemas analógicos entregan la información en
forma de variaciones de tensión o de intensidad. Estas
variaciones vuelven a actuar sobre la entrada para obtener
una acción autoreguladora.
Los sistemas analóg icos utilizan dispositi vos de estado
sol ido como tr-ansi tores , diodos y ti ri stores en casi todos
los ci rcuitos.
2.4.2.- PRINCIPALES FALLAS Y AVERIAS
Entre las fallas y averias de los circuitos
electrónicos de control, podemos citar los siguientes:
- No operan por falta de tensión.
- Tensión insuficiente.
- Algún dispositivo electrónico' interrumpido.
— Conex ionado incorrecto o ruptura de alguna conexión.
- Oxido en las superficies de contacto.
— Sobrecargas.
— Puntos de contacto flojos.
— Dispositivos electrónicos en cortocircuito.
- Superficies de contacto sucias.
— Calentamiento excesivo de dispositivos electrónicos
debido a sobretensión o corrientes elevadas.
2.5.- ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
2.5.1.- ASPECTOS CONSTRUCTIVOS.-
Un equipo de mando bien proyectado, incluye una o
varias clases de protección. Las instalaciones industria les,
39
el material eléctrico, están sometidos frecuentemente a
condiciones duras de trabaja, por lo que resulta necesario,
su protección con objeto de evitar fallas en su
funcionamiento, o reduci r al mínima las averias.
Los más importantes dispositivos de
protección, uti 1 izados en los equipos i ndustriales de ma ndo
son:
PROTECCIÓN CONTRA LAS SOBRECARGAS„-
El problema es suprimir la alimentación del motor, si
su calentamiento tiende a ser excesivo. Pueden fundirse los
conductores de los bobinados, o reducir la vida del motor pordegradación de la calidad del aislamiento.
Las relés térmicos de sobrecarga. actúan sobre el
contacto de apertura, cuando la corriente de la línea pasa
por un elemento sensible a la temperatura, bilámica o
aleación de bajo punto de fusión. Estos relés, tienen
características de tiempo inversa. En la lámina bimetalica ,
al ser diferente el coeficiente de dilatación térmica de
ambas metales, cuando aumenta la temperatura de estas, sufren
un alargamiento, que es diferente en ambos. esto.acciona un
dispositi vo solidario con el mecanismo de d isparo de un
disyuntor, can la bobina de un contactor, etc.
40
PROTECCIÓN CONTRA LAS SUBTENSIQNES.-
Los contactares, por su prop io funcionamiento, aseguran
una protección contra las subtensiones si están mandadas por
impulsos.
Con subtensián, la bobina del contactor no se excita y
el motor accionado se para.
En caso de interruptores de potencia, si éstos .deben
proteger también la instalación contra las subtensiones, debe
montarse relés de protección contra las subtensiones}
constituidos por una bobina arrollada sobre un núcleo de
h ierro y una armadura móv i 1 que acciona los contactos.
En ci rcunstancias normales. la tensión en la bobina hace que
la armadura permanezca atraída. Cuando la tensión desciende
par debajo del limite ajustada, cae la armadura y los
contactos solidarias con ella, cierran el circuito auxiliar,
con el que se desexcita la bobina del disyuntor.
PROTECCIÓN CONTRA LAS SOBRETENSIONES.-
Este tipo de anomalías, no es frecuente, pero en caso
de ocurrir, se recurre a la protección mediante relés
electromagnéticos. conectadas en paralelas sobre el circuito
principal. Cuando la tensión del circuito aumenta par encima
del valor ajustado, la armadura queda atraída y las contactos
41
solidarias con ella cierran el circuito de mando, con lo que
se excita la bobina de un disyuntor, y éste se desconecta de
la red .
Al estar conectado el relé de protección sobre los
bornes de entrada, su bobina está continuamente bajo tensión
y, será imposible una nueva conexión del disyuntor, mientras
subsista la sobretensión en la red.
CORTOCIRCUITOS FUSIBLES PARA BAJA TENSIÓN.-
Un cortacircuitos fusible, está constituido por el
fusible, que es el elemento que se funde, más los elementos
aislantes, mecánicos, etc., que soportan el fusible. El
fusible es un alambre o tira metálica inserta en el circuito.
que al rebasarse una determinada intensidad. se funde
provocando la desconexión.
Los fusibles son rápidos o lentos. En los lentas se
retrasa la desconexión, por ejemplo insertando gruesos puntos
de suelda en el fusible- Un fusible rápido desconecta bajo
una corriente qulntuple de la nominal aproximadamente en 0.1
seg . 5 mientras que un lento, no lo hace hasta transcurrir
1 seg . Ref . Maniobra, mando y control eléctrica, enciclopedia
CEAC de electricidad.
2.5.2.- PRINCIPALES FALLAS Y AVERIAS.-
&xisten, dentro de los elementas de protección, varías
42
averías que pueden presentarse. Estas son:
— Relé no actúa.
— Contactos calientan demasiada.
- Desgaste prematuro de contactas.
- Débil presión de contactas.
— Soldadura de los contactos.
— Calentamiento excesivo de la bobina.
— Rotura de la bobina por causas mecánicas.
— Deficiencia en la atracción.
— Deficiencia en la desconexión.
- Desgaste o rotura prematura de alguna pieza.
— Mecanismo, núcleo moví les, etc. , no "funcionan
1 ibrernente.
— Contactos aux i 1 iares y bob i ñas sucias.
- Conexiones flojas.
- Fusible (s) fundido (s),
- Calentamiento en las puntas de contacta.
— Calibre de fusibles indebido.
CAPITULO III: MANTENIMIENTO DE MAQUINAS DE A.C.
3.1.- RUTINAS DE MANTENIMIENTO Y CHEQUEO.-
Las máquinas eléctricas están formadas por un número
relativamente pequeño de componentes, y por ello, se puede
creer que las difucultades en su uso y cuidado o mantenimiento
serian insignificantes. Asi es efectivamente cuando se trata
de máquinas eléctricas sencillas, como son los motores en
cortocircuito trabajando bajo condiciones favorables. Pero en
caso de máquinas complicadas, o de aquellas que trabajan bajo
condiciones dificiles, pueden precentarse problemas dificiles
de solucionar y domi nar.
Dentro de las máquinas eléctricas, los defectos que se
presentan en los estatores de inducción, se deben a las
siguientes causas: sobrecargas, operación en una sola fase,
humedad, desperfectos en las. chumaceras y defectos en el
aislamiento.
Los factores que contribuyen a la aparición de fallas
en los estatores son el polvo y la suciedad, que son
c o nd uc t i v os y deterioran el aislamiento.
Además de las fallas del aislamiento producidas por
adherencias de polvo conductiva, la restricción de Is libre
ventilación que ocasiona al obstruccionar los pasos de
aire que conduce al sobrecalentamiento que origina las fallas
44
en el aislamiento por exceso de temperatura. La 1imp ieza
periódica con aire limpia y seco es suficiente para mantener
las acumulaciones de polvo reducidas a un minimo tolerable.
Un enemigo natural del aislamiento, es la humadad .
Algunos tipos de aislamiento presentan una buena resistencia
contra la humedad, pero es aconsejable mantener los devanados
en condiciones secas, dentro de lo posib le.
En máquinas nuevas, las bobinas están perfectamente
ajustadas en las ranuras, el aislamiento es flexible y, como
es tratado con barnices,tiene una considerable .resistencia
contra los efectos da Ti i nos de la humedad y el polvo.
Estas condiciones se conservan mediante la limpieza periódica
y el tratamiento renovado.
Las vibraciones aceleran la formación de desperdicios
en el aislamiento. Con el tiempo el aislamiento se va
resecando y perdiendo su elasticidad. Los esfuerzos mecánicos
resultantes de los arranques, paros y reversiones, asi como
los esfuerzas naturales, par el trabajo normal, precipitan la
formación de cortocircuitos en las bobinas o fallas de
cruzamientos a tierra. La aplicación periódica de barnices y
tratamiento de secado, tienden a mantener a las bab i ñas en
posición fija, reduciendo al mi nimo sus movimientos.
Dentro de los motores de inducción, prácticamente todos
los rotores con devanado, tienen bobinas para tres fases, y,
por lo mismo-pueden tener fallas por la falta de corrinte en
u n a o dos de ellas.
Un circuito abirto en el rotar, se hace notorio por la
falta de fuerza de torsión y por la caida de velocidad de
Dotación. Esta ci rcunstancias acompasada generalmente par un
ruido sardo y, en ocasiones el motor no es capaz de arrancar
con la carga.
El sitio más lógico para buscar el circuito abierto de
un rotor es en la resistencia secundaria o en las lineas
externas del rotor.
Un cruzamiento a tierra en el circuito del rotor, no
afecta al rendimiento del motor, sino hasta que se desarrolle
una segunda fuga a tierra, que tiene los efectos equiva lentes
a un cortac i rcuito, Esta rompe el equi1 ibrio eléctrica del
rotor, ocasionando la pérdida de potencia en la torsión,
v ibraeiones excesivas ? chispazos en las escob illas de los
anillos colectores o desgaste disparejo de éstas.
Los motores con rotores en cortocircuito, pueden sufrir
desperfectos, ' debidos a ci rcuitos ab iertos, o por puntos de
alta resistencia entre las barras del rotor y los anillas de
las extremas.
Las síntomas de estos defectos, son prácticamente los
mismos que en los motores con rotores embobinados, o sea;
momento de torsión disminuido y la tendencia a perder
velocidad en la rotación con la carga. Un evidente
sobrecalentamiento en los añillos extremas es por lo
común el resultado de estas condiciones que pueden ser
descub i e r tas- si se para súbitamente el motar, después de
haberle trabajado con carga.
La ruptura de barras del rotor se encuentra casi
siempre en el punto de conexión con el anilla de los
extremos.
Un buen mantenimiento incluye un control periódico del
entrehierro con calibradores, para determinar el desgaste de
una chumacera, -lo que puede ocacionarel roce del rotor con
el campo,, en general, el calor suficiente para ocacionar
desperfectos en el aislamiento.
En motores grandes, se debe llevar un registro de las
medidas tomadas del entrehierro, de manera de poder comparar
con las mediciones anteriores y determinar el avance del
desgaste de las chumaceras.
La sobrecarga de los motores, a consecuencia de la
creciente demanda de fuerza, por parte de la maquinaria
impulsada, aumenta la temperatura de operación del motor y
conduce al acortamiento de la vida del material aislante.
Las sobrecargas momentáneas, dentro del limite
razonable, no causan da fio, por lo tanto, un dispisitivo de
protección contra sobrecalentamiento ofrece la mejor
protección. El punto más indicado, para medir el efecto
térmica de la sobrecarga, es el motor mismo. Puede colocarse
un dispositivo de protección térmica directamente en el
devanado del motor. La mayoria de fabricantes, pueden
suministrar este dispositivo que ofrece protección efectiva
contra sobrecargas.
3.2.- PRUEBAS PARA DETECTAR FALLAS
El detalle más importante en el mantenimiento de
aparatos eléctricos, es el cuidado que se le dedica al
aislamiento. Para dominar los problemas de aislamiento. es
necesario conocer la calidad de los materiales aislantes, con
el fin descubrir las fallas incipientes antes que se presente
un deterioro serio. Por e jemplo, un motor cuyo aislamiento
es para trabajar en ambienta húmedo, falla pronto, si se
utiliza en sitios de temperaturas altas y viceversa.
La American Standars Association pública diferentes
simbolos que utilizan para clasificar e identificar los
materiales de aislamiento, y los standares formulados sobre
las temperaturas tolerables de operación a los que se deben
1 imitar diferentes materia les de aislamientos. Asi :
48
MATERIAL TEMPERATURA C .
Clase O
Clase A
Clase B
Clase C
Clase F
Clase H
90
i 05
No estableeido
155
180
En la práctica, se acostumbra mantener la temperatura
de operación más bajo del límite máxima, con el fin de
prolongar la duración del aislamiento.
Tiene que hacerse una revisión periódica, para
determinar la presencia de suciedad, material carbonizado y
humedad. Las pruebas para comprobar estas condiciones, deben
hacerse de forma de no causar averías o fallas en el
aislamiento. La prueba más generalizada es la medición de
resistencia de aislamiento que proporciona una cuadro
bastante exacto sobre el estado del aislamiento,
particularmente por lo que ata fie a la humedad o suciedad .
El aislamiento de una bobina que se ha doblado,
arrugado, o que ha sufrido daflos de origen mecánico, pueden
conservar una resistencia alta, pero falla fácilmente en la
prueba dieléctrica con voltaje relativamente bajo.
La resistencia del aislamiento varia en forma inversa
con la temperatura, siendo una regla aproximada que se reduce
a la mitad con cada 10 grados de aumento en la temperatura
del aparato. Ref. manual de mantenimiento industrial,
Morrow.
La resistencia del aislamiento debe ser .medida
periódicamente más o menos a la misma temperatura y ba jo
condiciones de humedad similares, para poder determinar el
progreso del deterioro del material aislante. Si estas
mediciones arrojan variaciones considerables, deben buscarse
el origen y tomar las medidas correctivas necesarias, para
contra restar alguna falla del aislamiento.
Ningún equipa nuevo debe ponerse en servicia, si su
aislamiento es menor a 1 MJI . Una buena regla a seguir,
consiste en mantener la resistencia del aislamiento en una
proporción aproximada de 1 MA por cada 1000 V de tensión de
trabajo con un mínima valor de 1 M.a .Ref. : Manual de
mantenimiento industria 1, Marraw.
Otra de las pruebas ap1 icables a máquinas eléctricas
rotativas, es la prueba d ieleetrica. El propósito es
cerciorarse de que el asilamiento de la máquina es capaz de
soportar las cargas de voltaje que se le imponen durante la
operación en condiciones norma les o anormales.
La aplicación del alto voltaje de corriente directa que
se necesita para la ejecución de la prueba dieléctrica,
empierra peí igras, ya que se puede causar la perforación o
el deterioro del aislamiento, a puede provocarse quemaduras
intensas en el laminado de la máquina misma, porque la
capacidad necesaria para la prueba de máquinas grandes, es
tal que, en caso de una falla, el arco que se forma es
seguido por el desarrollo de energia en grandes proporciones.
El voltaje de prueba ap1¿cable a máqui ñas nuevas, o a
las bobinas de maquinas cuyo devanado y materiales aislantes
sido renovados en su totalidad, y que está especificado par
los standares de AIEE y ASA equivale al doble del voltaje de
régimen más 1000 V, sostenido durante 60 seg., exceptuando
los devanados del campo magnético de los motores sincrónicos,
a los que se les aplica un voltaje de prueba de corriente
alterna equivalente al 65 y 75 */ del voltaje de prueba para
devanados nuevos.
Porcenta je menor se emplea para ernbobi nados más v i e jos.
Últimamente se viene utilizando un sistema para control
alternado .del embobinada en una máquina. Este dispositiva es un
probador a base de comparación de ondas, y se emplea para
localizar fallas de aislamiento y descompensación en el
embobinado de toda clase de equipo. Es un dispositivo
electrónico portátil, que se puede utilizar en tareas de
mantenimiento y en trabajos de taller. Los altos voltajes
alternados, se aplican sin que se produzcan una tensión
excesiva a tierra, con la ventaja adicional de que esta prueba
no es destructiva.
Un circuito abierto en el rotor, se hace notorio por la
falta de fuerza de torsión, por la caída de la velocidad de
rotación, ruido, y en ocasiones el motor, no es capaz de
arrancar con carga.
Un procedimiento para localizar el desperfecto,
consiste en cerrar el circuito de los tres anillos rozantes
del rotor, y arrancar el rotor. Esto indicará si el
defecto está en el rotor mismo o en los circuitos externas.
En el subcapitula 2.1.2, se especificó las principales
fallas y averias a las cuales están expuestas las máquinas
eléctricas rotativas. En este párrafo vamos a indicar las
causas v las soluciones a las fallas anteriormente anotadas.
52
FALLA
SOBRECALENTA-
MIENTO DE LAS
CHUMACERAS.
CAUSA
FLECHA TORCIDA
BANDA TENSA.
POLEA DEMASIADO
RETIRADA.
DIÁMETRO DE POLEA
REDUCIDA.
ALINEAMIENTO
DEFECTUOSO.
SOLUCIÓN
ENDERÉCESE LA FLECHA
AFLÓJESE LA BANDA.
ACERCA POLEA A LA
CHUMACERA.
COLOCAR POLEA
MAS GRANDE.
CORREGIR ALINEAMIENTO
DE LA TRANSMISIÓN.
MOTOR SUCIO VENTILACIÓN OBSTRUIDA.
BOBINAS LLENAS DE POLVO
O PELUSA.
MOTOR LIMPIO FUNCIONA
CON 10 A 30 Grados C.,
MENOS EN TEMPERATURA
QUE UNO SUCIO.
DESARMAR MOTOR Y
LIMPIAR BOBINAS Y DEMÁS
PARTES.
BOBINAS DEL ROTOR
ATASCADAS.
ESMERILAR MICAS DEL
COLECTOR. LIMPIAR
Y TRATAR LAS BOBINAS
CON UN BUEN BARNIZ
AISLANTE.
LAS CHUMACERAS TIENEN
ADHERENCIAS INTERIORES
LIMPIAR Y LAVAR CON
SOLVENTE.
MOTOR MOJADO SUJETO A GOTEO SECARLO CON AIRE.
INSTALAR CUBIERTA
DE PROTECCIÓN-
FALLA CAUSA SOLUCIÓN
SUMERGIDO A
CONSECUENCIA DE
INUNDACIONES
DESARMAR Y LIKPIAR
SUS PARTES. EL
DEVANADO TIENE QUE
CALDEARSE EN HORNO
A 105 Bracios C
DE TEMPERATURA DURANTE
24 HORAS, O HASTA QUE
TENGA SUFICIENTE
RESISTENCIA A TIERRA -
MOTOR SE PARA APLICACIÓN ERRÓNEA
MOTOR OPERA CON
SOBRECARGA.
VOLTAJE DEL MOTOR
ESTA MUY BAJO.
CIRCUITO PERMANECE
ABIERTO.
CAMBIAR TIPO O
TAMAÑO. CONSULTAR
FABRICANTE,
REDUCIR CARGA
DEL MOTOR.
MANTENER EL VOLTAJE
A LA ALTURA DEL
INDICADO EN PLACA
DE DATOS.
FUSIBLES FUNDIDOS
REVISAR RELÉ DE
SOBRECARGA, ARRANCADOR
Y BOTONERA DE MANDO.
RESISTENCIA DEL CONTROL
DEL ROTOR DEVANADO
INCORRECTA.
REEMPLAZAR RESISTENCIA
ROTAS- REPÁRENSE LOS
ELEMENTOS QUE TENGAN
CIRCUITOS ABIERTOS.
54
FALLA
MOTOR
CONECTADO
NO ARRANCA.
CAUSA
UNA FASE ESTA
INTERRUMPIDA.
ROTOR TIENE ALBUN
DEFECTO.
CONEXIONES DE
ESTATOR FLOJAS
- SOLUCIÓN
REVISAR LAS LINEAS
PARA COMPROBAR
QUE NO HAY FASES
INTERRUMPIDAS.REDUCIR LA CAREA
BARRAS O ANILLOS
ROTOS.
RETIRAR TERMINALES
Y PROBAR CON
FOCO DE PRUEBA.
MOTOR ARRANCA
PARA PERDER
VELOCIDAD Y
PARARSE.
FALLAS EN EL
SUMINISTRO DE
FUERZA.
BUSCAR CONEXIONES
FLOJAS EN LAS LINEAS,
REVISAR FUSIBLES Y
APARATOS DE CONTROL.
MOTOR NO AL-
CANZA A TOMAR
VELOCIDAD
APLICACIÓN
INCORRECTA.
VOLTAJE MUY BAJO EN
TERMINALES DEL MOTOR
POR CAÍDA EN LINEAS.
CONSULTAR
PROVEEDOR.
ELEVAR EL VOLTAJE
EN LOS BORNES DEL
TRANSFORMADOR O
REDUCIR LA CARGA.
CONTROL DE RESISTENCIA
SECUNDARIA NO ES
CORRECTA.
CORREGIR CONTROL
DE RESISTENCIA.
FALLA
MOTOR TARDA MU-
CHO EN ACELE-
RARSE.
ROTACIÓN
INCORRECTA.
CAUSA
CARGA DEMACIADA ALTA
EN EL ARRANQUE.
COMPROBAR SI
ESCOBILLAS ROZAN LOS
ANILLOS.
BARRAS DEL ROTOR
ROTAS,
CIRCUITO PRIMARIO
INTERRUMPIDO.
EXCESO DE CARBA.
LINEAS DEFECTUOSAS,
ROTOR DE JAULA
DEFECTUOSO.
VOLTAJE APLICADO
DEMASIADO BAJO.
SECUENCIA INCORRECTA
DE FASES.
SOLUCIÓN
COMPROBAR SI LA
CARGA DE ARRANQUE
ES LA QUE DEBE
VENCER EL MOTOR.
NO DEJAR TERMINALES
O BORNES MAL
CONECTADOS.
BUSCAR RUPTURAS
CERCA DE LOS ANILLOS
SUBSTITUIR POR UNO
NUEVO.
LOCALIZAR SITIO DE
FALLA CON UN
PROBADOR.
REDUCIR LA CARBA.
REVÍSESE SI TIENE
RESISTENCIA
DEMASIADO ALTA.
REEMPLAZAR POR UNO
NUEVO.
PEDIR A CONTROL
AUMENTO DE VOLTAJE
INVERTIR CO'NEX IONES
DE MOTOR O EN
EL TABLERO DE
DISTRIBUCIÓN. .
FALLA
MOTOR SOBRECA-
LIENTA DURANTE
LA MARCHA CGN
CARGA.
CAUSA
CARGA EXCESIVA
VENTILADORES
INADECUADOS.
MOTOR PUEDE TENER
UNA FASE INTERRUMPIDA
BOBINA TIENE SALTO
A TIERRA.
VOLTAJE DESCDMPENSADO
EN LAS TERMINALES.
CRUZAMIENTO EN ALGUNA
DE LAS BOBINAS DEL
ESTATOR.
CONEXIONES
DEFECTUOSAS,
VOLTAJE MUY
ALTO O MUY BAJO.
ROTOR ARRASTRA EN
EL ESTATOR.
SOLUCIÓN
K...-JCIR CARGA.
COSULTAR
FABRICANTE.
REVISAR LINEAS Y
CONEXIONES.
LOCALIZAR DEFECTO
Y REPARAR.
REVISAR CONDUCTORES,
CONEXIONES MAL
HECHAS O DEFECTOS
EN EL TRANSFORMADOR.
REPARAR Y OBSERVAR
DESPUÉS LA LECTURA
DEL WATIMETRO.
SE LOCALIZAN POR
LA ALTA RESISTENCIA
DE LAS LINEAS.
REVISAR EL VOLTAJE
EN BORNES DEL MOTOR.
MAQUINADO DEFECTUOSO
CAMBIAR CHUMACERAS
DESASTADAS.
FALLA
MOTOR VIBRA
LUEGO DE HABER
PRACTICADO LAB
CONEXIONES.
CAUSA
ALINEAMIENTO DE
MOTOR DEFECTUOSO.
FUNDAMENTOS DÉBILES,
ACOPLAMIENTO FUERA
DE EQUILIBRIO.
EQUIPO IMPULSADO
FUERA DE EQUILIBRIO
CHUMACERAS NO
ALINEADAS.
CONTRAPESOS DE
EQUILIBRIO DINÁMICO
MOVIDOS.
SE HA CAMBIADO LAS
BOBINAS DEL ROTOR.
JUEGO EN CHUMACERAS,
SOLUCIÓN
ALINÉESE.
REFORZAR LA BASE
EQUILIBRAR
ACOPLAMIENTO.
EQUILIBRAR EQUIPO
DE TRASMISIÓN.
ALINEAR CORRECTAMENTE
BALANCEAR ROTOR
DINÁMICAMENTE
BALANCEAR ROTOR
DINÁMICAMENTE.
AJUSTAR CHUMACERAS
O AGREGAR ARANDELAS,
CORRIENTE
DESCOMPENSADA EN
MOTORES POLIFÁ-
SICOS.
VOLTAJE DESIGUAL EN
BORNES.
OPERACIONES EN UNA
FASE.
REVISAR LINEAS Y
CONEXIONES.
REVISAR CONTACTOS
DEFECTUOSOS.
RUIDOS DE
ARRASTRE.
VENTILADOR GOLPEA
AISLAMIENTO.
RETIRAR
VENTILADOR.
FALLA CAUSA
BASE
FLOJA.
SOLUCIÓN
APRETAR SERNOS
ANCLAJE._
CAPITULO Iv1.- MANTENIMIENTO DE MAQUINAS DE C.C.
4.1.- RUTINAS DE MANTENIMIENTO Y CHEQUEO.-
Las máquinas de corriente directa, están más expuestas
a los desperfectos que las de alterna porque tienen elementas
conductores de corriente que carecen de aislamiento.
El campo de una máquina de corriente directa consta de
una carcaza y de polos de acero laminado. alrededor de los .
cuales se devanan las bobinas que proporcionan la excitación
para la rotación de la máquina.
Las bobinas del campo magnético, pueden ensuciarse o
humedecerse, esto interfiere con la eliminación del calor y
ocacionan quemaduras.
Una corriente de campo excesiva, a consecuencia del mal
funcionamiento del dispositivo de control, causa desperfectos
por sobrecalentamiento. Esto prov iene del valta je al to,
velocidad muy baja , desconexión de las escob illas del neutro,
sobrecargas, o por cortocircuito parcial en alguna de las
bobi ñas•del campo.
Un circuito abierto, en una de las bobinas del campo,
puede ocasiona r dificultades en el arranque o velocidades
excesivas con poca carga e i ntenso chisporroteo en el
colector.
La armadura de una máquina de corriente directa se forma
del embobinado y del colector. La 1imp ieza de los colectores
y del portaescob illas, es de suma importancia.
La línea principal de corriente fluye por la armadura,
y si , la máquina es sobrecargada, los primeros signos de
deterioro aparecen en la armadura.
Las bobinas deben ser tratadas con barniz
periódicamente para su conservación, y deberán secarse en
horno.
El colector es el elementa más vulnerable de una máquina
de corriente directa ya que conduce corriente y, queda
expuesta al ambiente, mientras gira a velocidades
relativamente altas.
La superficie del colector debe permanecer tersa,
concéntrica y can la debida ranúrae ion. Los portaescob illas
deben trabajar suavemente y estar limpias, libres de polvo y
adherencias, sus carbones deben ser de la graduación indicada
y maquinados a las dimensiones correctas.
Para mantener la cañeentrieidad de un colector, se
emplea un dispositiva de rectificación a esmeri 1 . El
esmerilada debe hacerse, si es pasible, can la armadura montada
en sus propias chumaceras; y, si se trata de una máquina de
de rég imen. Si se esmerila a baja velocidad y, existe algún
indicio de descompensación, el colector quedará excéntrico a
la velocidad prescrita.
Deben tomarse las precauciones necesarias para evitar
que el polvo de cobre, procedente de la rectificación, se
introduzca en las bobinas, cubriendo con papel o paílos.
Terminado el esmerilado, tiene que 1imp iarse todas las
estrias del colector ? achaflanando los cantos de las delgas.
El achaflanado tiene un doble fin: se quitan las rebabas
levantadas por el esmerilado y, se evitan los cantos filosos
en el lado donde entran en contacto las delgas con las
escob i 1 las.
Casi todos los motores de corriente directa tienen
lainas de mica rebajada en las ranuras formadas por las
delgas. Si al iniciarse la rectificación, a esmeri1, de un
colector, se tiene que desbastar una capa de cobre, tal que
las ranuras carezcan después de la profundidad necesaria,
debe rebajarse la mica antes da iniciar el esmerilado; este
trabaja se ejecuta con una sierra circular de alta velocidad.
La parte inferior del porta cepillos, tiene que
colocarse con ' el ángulo correcto de inclinación y a la
distancia precisa de la superficie del colector. La distancia
entre la parte inferior de la caja de las escobillas y la
superficie del colector en la mayoría de los motares, fluctúa
entre 1,6 y 4,8 rnm. _ Ref.: Manual de mantenimiento
industrial, Morrow. Si no se mantiene el espaciamiento
debida, esta trae coma consecuencia un apoyo defectuoso de
las escobillas sobre el colector y, afecta también a la
secuencia del neutro en las motores que trabajan con
portaescobi lias i nc uñados lo que da origen a una conmutación
defectuosa.
4.2.- PRUEBAS PARA DETECTAR FALLAS.
Las tolerancias para el grueso de las escobillas, son
tan escasas, que no se requiere mucho polvo o suciedad para
causar dificultades de deslizamiento o adherencias de las
escobi1las.
El desalineamienta de las cajas de escobillas, se debe
a que la máquina ha trabajado con una sobrecarga excesi va, lo
que ha causado un fuerte calentamiento y, también cuando se
produce chisporroteos intensos que originan un excesivo
calentamiento en los portacepi 1 los.
Los resortes que dan la presión a las escobillas,
deben mantenerse dentro de los valores recomendados par el
fabricante. Las presiones uniformes evitan la acción
selectiva, en donde algunas escob i 1 las toman más corriente de
la que proporeíona 1mente les corresponde de la carga.
El rechinido de las escob illas se debe, por lo general,
a fricción alta entre la escob illa y el colector, o a la
superficie insuficiente o defectuosa del colector. La
marcha con una carga demasiado baja, es una causa muy
frecuente de fricciónalta entre las escobillas y el
colector, debido ha que se produce una superficie muy pulida,
en el colector, de tersura vidriosa. Esto se corrige
elevando la densidad de corriente en las escobillas.
Una superficie defectuosa del colector, o de las
salientes de mica, ocasiona también rechinido de las
escobillas y se corrige rectificando el colector y por
nivelación de las delgas.
El desgaste de los rayones en la superficie del
colector son causados generalmente por la falla de la
peíicula que se forma en la misma.
Partículas de cobre incrustadas en la superficie de la
escob illa cortan la película superficia1 del colector y como
una resistencia de contacto de cobre a cobre, es
relativamente baja, éstas áreas reciben una proporción de
corriente mayor de las que les corresponde, lo que conduce a
la formación de rayones. Por tal moti va debe carreg irse
periódicamente las superficie de las escobillas.
Los puntos más importantes que se deben revisar, por
64
ser las caus-as en general más comunes de chisporroteo son:
- Conmutador áspero, descentrado o sucio.
-• Escobillas se atoran en las cajas
- Ajuste defectuoso de escobillas.
— Escobillas no están en posición paralela a las delgas
del colector.
- Espaciamiento desigual de las escobillas.
— Vibración.
— Escobillas fuera del punto neutro.
— Circuito abierto en el bobinado de armadura.
— Entrehierro dispareja.
— Fugas a tierra.
En máquinas que han sido reparadas, es necesario
revisar y establecer el punto neutro. Un método ráp ido se
basa en la medición de los volta jes inducidos en las bobinas
de la armadura al interrumpirse la corriente en el campo
principal del motar.
Los voltajes inducidos en las conductores localizadas
equidistantemente hacia la derecha o izquierda de los centro
de los polos, son idénticos en su magnitud y opuestas en su
dirección .
í Polo ! ! Polo !
¡principal ! {Principal I
IC | / I !'7i1IOrT'IOT"IO/l''^i=;iOj£.lTTI I ,-J _ 1 _ :i o i o i i .¿.i i .¿..¿L i .¿.o i .¿.4 i .¿.D i .¿.6 i j i / i í delgas
Voltímetro
Fig. 4.1
Conectando las terminales de un voltímetro para bajo
voltaje, como muestra la figura 4.1., a las delgas del
colector correspondiente a conductores situadas al centra de
dos palos, no se notará movimiento alguna de la aguja al
cortar la corriente del campo magnético. Si las escobillas
se colocan de tal manera que los ejes centra les de sus caras,
coincidad con los ejes centrales de las delgas que les
corresponden y entre las cuales no existe voltaje inducida,
se encuentran en situación neutra 1.
El objeto de desplazar las escobillas a un punto
neutro , es conseguir una buena conmutación .
De manera similar a las máquinas eléctricas de
corriente alterna, el cuidado que se le debe dar al
aislamiento es importante.
, Las pruebas de resistencia proporcionan un cuadro
bastante exacto del estada de aislamiento, particularmente
por que ata fie a la humedad y suciedad . La resistencia de
aislamiento varia en forma inversa con la temperatura.
: Una buena recomendación que debe segirse, para un
equipo en servicio, consiste en mantener la resistencia del
aislamiento en una proporción de 1 MJÍ par cada 1000 V de
tensión de traba jo con un mínimo valar de 1
Con las pruebas dieléctricas se cerciora de que el
aislamiento de la máquina, es capaz de soportar las cargas de
volta je que se han de imponer durante condicí enes norma les y
anormales de operación.
El voltaje de prueba aplicable según AIEE y ASA,
equivale al doble del voltaje de régimen más Í000V ,
sostenidas durante 00 seg . , para máquinas nuevas ; en máqui ñas
reparadas se u ti liza el é5 y el 75 */ del vol ta je
anteriormente especificado .
4.3.- SOLUCIÓN A LOS PROBLEMAS.
Las fallas, causas y las soluciones san las siguientes :
¿7
FALLA
MAQUINA FALLA AL
ARRANCAR.
CAUSA
CIRCUITO NO CIERRA
MOTOR DEFECTUOSO.
ESCOBILLAS NO BAJAN
HASTA EL COLECTOR.
ESCOBILLAS PEGADAS
EN PQRTAESCOBILLAS,
FALTA CORRIENTE.
SOLUCIÓN
INTERRUPTOR
ABIERTO, CONDUCTORES
ROTOS.
SON RETENIDAS POR LOS
RESORTES, NECESITAN
CAMBIARSE. ESCOBILLAS
ACABADAS.
LIJAR ESCOBILLAS Y
LIMPIAR PORTAESCQBI-
LLAS.
REVISIÓN DE LINEA
Y ARRANCADORES.
MAQUINA ARRANCA,
PARA LLJEGO
PARARSE] Y CAMBIA
EL SENTIDO DE RO
TACION
CAMPOS MASNETICOS
SHUNT Y SERIE
OPUESTOS.
RECTIFICAR CONEXIONES
DE CAMPOS PARA
CORREBIR POLARIDAD.
MAQUINA NO AL- 30BRECARBADA
CANZA SU VELO-
CIDAD DE RÉGIMEN
RESISTENCIA DE
ARRANQUE NO HA
SIDO DESCONECTADA
TOTALMENTE.
VOLTAJE BAJO
REVISAR CHUMACERAS,
CARGA IMPULSADA O
FRICCIÓN EXCESIVA.
REVISAR EL
ARRANCADOR.
MEDIR Y COMPARAR
VOLTAJES.
CAUSA SOLUCIÓN
CORTOCIRCUITO
EN LAS BOBINAS
DE LA ARMADURA O ENTRE
LAS DELGAS.
DELGAS ENNEGRECIDAS,
BOBINAS O CALZAS
QUEMADAS.
REPARAR.
ARRANQUE CON CARGA
ES MUY PESADO,
MIENTRAS CAMPO
PERMANECE DÉBIL.
AJUSTAR REOSTATO
DE CAMPO MAGNÉTICO
A PLENA EXCITACIÓN
MOTOR FUERA DEL
DEL PUNTO NEUTRO.
COMPROBACIÓN DE
PUNTO NEUTRO.
MOTOR
FRIÓ.
AUMENTAR CARGA
PARA ELEVAR
TEMPERATURA. O
AGREGAR RESISTENCIA
A LA EXCITACIÓN,
PARA GRADUAR LA VELO-
CIDAD.
MOTOR (3IRA CON
DEMASIADA VELO-
CIDAD.
VOLTAJE MAS ALTO QUE
EL RÉGIMEN.
CORREGIR VOLTAJE,
MODIFICAR ENTREHIERRD
DE ACUERDO A RECOMEN-
DACIONES FABRICANTE.
CARGA MUY LIGERA AUMENTAR LA CARGA
69
FALLA CAUSA
CAMPO SHUNT O SERIE
DEBILITADO.
BOBINA SHUNT ESTA AL
REVÉS.
AJUSTE DEL PUNTO
NEUTRO DESCOMPENSADO.
PARTE DEL REOSTATO DE
EXCITACIÓN SHUNT ESTA
CONECTADA.
SOLUCIÓN
INSTALAR BOBINA
NUEVA.
INVERTIR CONEXIONES
DE BOBINA.
RESTABLECER PUNTO
NEUTRO.
MEDIR Y COMPARAR
VOLTAJES DE CAMPO
MQTÜRj AUMENTA
SU VELOCIDAD
CONTINUAMENTE
Y EL AUMENTO
DE LA
NO LA
BOBINAS SHUNT
O SERIE INVERTIDA
COMPROBAR CON BRÚJULA
Y CONECTAR CORRECTA-
MENTE LA BOBINA.
CARBA
DISMINUYE
MAQUINA BIRA
CONTINUAMENTE
A MUY
VOLTAJE MAS BAJO QUE EL
DE RÉGIMEN.
MEDIR Y AJUBTAR
VOLTAJE.
BAJAS
SOBRECARGA REVISAR CHUMACERAS
Y TRASMISIONES.
REVISAR FRICCIONES
PUNTO NEUTRO
DESCOMPENSADO.
RESTABLECER PUNTO
NEUTRO.
70
CAUSA
CORTOCIRCUITOS EN
BOBINAS DE ARMADURA
O DELGAS.
SOLUCIÓN
REPARAR ARMADURA
MAQUINA SE¡
SOBRECALIENTA
SOBRECARGADO Y TOMA DE
25 A 50 % MAS CORRIENTE
QUE LA DE RÉGIMEN.
REDUCIR CARGA
VOLTAJE MAS ALTO QUE
EL DE RÉGIMEN.
REDUCIR EL VOLTAJE
AL INDICADO EN PLACA
VENTILACIÓN ESCASA. CAMBIO DE SITIO. RE-
TIRAR CUBIERTAS DE
PROTECCIÓN.
TOMA DEMASIADA CORRIENTE
DEBIDO A BOBINA CRUZADA.
REPARAR O INSTALAR
BOBINAS NUEVAS EN LA
ARMADURA.
ARMADURA ROZA EN LA
SUPERFICIE DE LOS
POLOS DEL ESTATOR,
CAUSANDO FRICCIÓN Y
CORRIENTE EXCESIVA.
CENTRAR EL ROTOR Y
DETERMINAR DESGASTE
DE CHUMACERAS, PARA
SU REEPLAZO.
71
FALLpi
i
SOBRECALEJMTA
MIENTO DEL
COLECTOR-
CAUSA
TENSIÓN ALTA DE LAS
ESCOBILLAS.
ESCOBILLAS FUERA DEL
PUNTO NEUTRO.
DELGAS CRUZADAS,
SOLUCIÓN
LIMITAR LA PRESIÓN
*~j
ENTRE 2 Y 2,5 Ib/pulg
GRADUAR POSICIÓN DE
LAS ESCOBILLAS.
REVISAR LA MICA
AISLANTE DE COLECTOR
Y REPARARLA.
MAQUINA CHISPO -
RROTEA EN LAS
ESCOBILLAS Y NO
BE EFECTÚA LA
I
CONMUTACIÓN.
SUPERFICIE DE COLECTOR
ÁSPERA.
ESMERILAR Y REDONDEAR
LOS CANTOS DE CADA
UNA DE LAS DELGAS.
EXCENTRICIDAD DE
COLECTOR.
TORNEAR Y ESMERILAR
EL COLECTOR.
LA I ÑAS DE MICA MUY
ALTAS
RECORTAR LA MICA
HASTA QUE SU FILO
QUEDE DENTRO DE LA
RANURA.
ALAMBRES CRUZADOS EN LAS
BOBINAS DE LOS POLOS
CONMUTADORES. BOBINAS
ABIERTAS.
REPARAR O REEPLAZAR
ESTAS BOBINAS.
CONEXIONES CON LAS DEL -
GAS DEL COLECTOR MAL
SOLDADO.
SOLDAR NUEVAMENTE,
FALLA CAUSA
ESCOBILLAS GOLPETEAN
DEBIDD A LA FORMACIÓN
DE UNA CAPA DE SUCIEDAD
EN EL COLECTOR.
VIBRACIÓN.
SOLUCIÓN
RECTIFICAR LA SUPER-
FICIE DEL COLECTOR
Y CORREGIR LA
SELECCIÓN DEL TIPO
DE ESCOBILLA PARA
CAMBIAR.
REVISAR EL EQUILIBRIO
DEL ROTOR.
EXCESIVO DES-
GASTE DE LAS
ESCOBILLAS.
MATERIAL SUAVE, SOPLETEAR Y REEMPLA-
ZAR LAS ESCOBILLAS,
SEGÚN RECOMENDACIONES
DE FABRICANTE.
SUPERFICIE DEL COLECTOR
ÁSPERA-
RECTIFICAR A ESMERIL
LA SUPERFICIE DEL
COLECTOR.
EXISTENCIA DE POLVO
ABRASIVO.RECTIFICAR SUPERFICIE
ESCOBILLAS Y PROTEGER
LA MAQUINA DE
POLVO.
TE
MAQUINA FUERA DE PUNTO
NEUTRO.
REESTABLECER EL PUNTO
NEUTRO.
FALLA CAUSA
TENSIÓN EXCESIVA
DE LAS ESCOBILLAS,
FORMACIÓN DE ESTRÍAS
Y RAYONES.
PRESENCIA DE ACEITE
O BRASA.
AMBIENTE CONTAMINADO
DE VAPORES DE ACIDO
Y HUMEDAD.
SOLUCIÓN
AJUSTAR PRESIÓN DE
LOS RESORTES ENTRE
T*
2 Y 2,5 Ib/pulg .
RECTIFICAR SUPERFI-
CIES DE ESCOBILLAS
Y COLECTOR.
CORREGIR CAUSA DE
PRESENCIA DE ACEITE,
RECTIFICAR Y LIMPIAR
ESCOBILLAS Y COLEC-
TOR.
PROTEBER LA MAQUINA
O CAMBIAR POR UNA
TIPO CERRADO.
74
CAPITULO V: MANTENIMIENTO DE APARATOS DE CONTROL
ELECTROMECÁNICO Y ELECTRÓNICO.
5.1;.- RUTINAS DE MANTENIMIENTO Y CHEQUEO.
Para facilitar los trabajos de inspección y
mantenimiento, todos los elementos deben ser tan acees ib les( '
como sea posible. Asi, debe ser fácil la renovación de
contactos, bobinas, resortes y otras piezas importantes. Las
instalaciones deben planearse y realizarse, de tal manera,
que su accesibilidad para las labores de mantenimiento sea la
mejor posible.
Debido a los elevados costos, que representan las
paradas de producción por rnoti vo de averias, es necesaria
contarse con un suministro adecuada de repuestos.
Los contactos se han de reemplazar por pares,
manteniendo las presiones correctas entre los mismos.
; A medida que los contactos se desgastan, va
desapareciendo el material gradualmente por la acción tanto
de la fricción mecánica como de la erosión eléctrica. .
.. Durante el proceso de desgaste, la presión de contacta,
va disminuyendo, lo que afecta a la capacidad de conducción
de corriente y si se permite una disminución extremada de
esta conductividad, se causará el sobrecalentamiento de los
que
contactos.
Las presiones de los contactos, disminuyen por su desgaste o
porque los resortes que los soportan han sufrido alteración
en sus características debido a algún sobreealentamiento.
Al limpiar un contacto, no debe cambiarse la forma del
contacto limándolo o esmeri landolo.
Cada vez que un juego de contactos abren o cierran un
circuito, es sometida a 1 desgaste mecánico y a la erosión,
como consecuencia de la formación de arcos y la oxidación.
Esto es mucho más importante y acusada en los contactas de
cobre.
No es una condición esencia 1 y ni siquiera
recomendable, tener una superficie de contactos pulida .
Las superficies 1igeramente rugosas, que se forman
durante el procesa de funcionamiento, si se las mantiene
1impias, proporcionan una superficie más efectiva de contacto
las pulidas.
Cuando la presión de un contacto es baja, y este
permanece cerrado durante períodos largas, está sujeto a un
sobrecalentamiento, formándose una película café-rojiza de
óxido de cobre, de consistencia dura, y de muy elevada
resistencia, la cua1 hay .que el iminar en cuanto sea
observada.
CuaIquier conexión eléctrica floja, tiende a causar
posibles averías, con una gran pérdida de tiempo, dado que
una 'interrupción de esta natura leza: es generalmente d i fie i 1
de local izar.
Por otra parte, una conexión floja puede ocasionar un
mal contacto, con el consiguiente aumento de la resistencia ,
lo cual origina un aumento de la temperatura y la formación
de óxidos. El efecto es acumulativo, y el calor crece hasta
que los contactos se sobreralientan en exceso y se destruyen.
Los pernos que mantienen los contactos en su lugar,
deben estar siempre apretados.
La expansión y contracción de los metales, a causa de
los ' cambios de temperatura, y de las vibraciones excesivas,
hacen que los tornillos y tuercas se aflojen, por lo que es
recomendable la práctica constante, en las prevenciones de
inspección, de revisar y reapretar las conexiones flojas.
La suciedad es una de las causas principales de averias
en los equipos eléctricos.
Si la' suciedad se deposita en grandes cantidades sobre
las bob i ñas, puede dar lugar a la obstrucción de flujo normal
del aire y el aumento de temperatura de funcionamiento.
78
\a suciedad comb inads con aceites o humedad se puede
convertir en conductor, creando peligro de saltos en zonas
desnudas.
' El equipo eléctrico debe mantenerse seco. Los altos
grados de humedad en el amb iente, se acumula en el equipo, lo
que puede dar lugar a la formación de cortocircui tos, con la
averia inmediata consiguiente.
! La mayoría de los componentes de un equipo eléctrico,
trabajan con movimientos de alta velocidad, como es el caso
de los contactores. Esto provoca un desgaste pramaturo en
j
las piezas moví les y como consecuencia del mismo, aparece un
desequilibrio y vibraciones en el equipo, aflojándose
elementos vitales de conexión, de ahí que se debe mantener
1 ibre| de fricción y en lo pos ib le herméticos.
! Dentro del ¿rea de control electrónica estático y al
momenjto de realizar las instalaciones, es comveniente agrupar
los convertidores de seflal de modo que no se mezclen los
conduje tares de los disposit i vos. sensibles con los conductores
de las sefíales lógicas.
! Los ampli ticadares, relés y otros dispasiti vos de
corriente alterna, se deben montar de modo que estén bien
a islados de . los elementos y conductores lóg icos. Estos
elementos, pueden producir gran cantidad de ruido eléctrico,
79
particularmente los relés. El apantallado previene la
interferencia producida por el ruido eléctrico, pero el
aislamiento es más eficaz en la mayoria de los casos.
Las conexiones eléctricas correctas son imperativas en
un control estático. Los ci reui tos estáticos funcionan con
ni veles bajos de tensión y con corriente prácticamente nula ;
por consiguiente no pueden tolerar conexiones flojas o
sucias.
Los elementos lógicos son conmutadores de alta
velocidad, por tanto cualquier contacto flojo o ruido
eléctrico que produzca impulsos muy cortos en la entrada
lógica puede ser causa de mal funcianamiento del sistema .
La mayor parte de los equipos electrónicos se d iseñan
para periodos de traba jo largas con un servicia de
mantenimiento mínimo.
La limpieza de los equipos electrónicos deben
efectuarse soplando con aire totalmente 1imp io y seco para
eliminar el polvo que de otra forma daria lugar a
recalentamiento y a cortocircuitos.
Debe inspeccionarse los hilos por si estuvieran
sue11os o con las conexiones flojas o rotas.
Las lentes, espejos y fuentes luminosas de los equipos
fotoeléctricos deben limpiarse con tanta frecuencia como la
requieran par las condiciones ambienta les del local.
5.2.- PRUEBAS PARA DETECTAR FALLAS.
En todo equipa electromecánica y electrónica, sí emp re
pueden presentarse cond ic.iones anormales de funcionamiento
que pueden incluso pasar'par desapercibidas, es aconsejable,
someter a revisiones periódicas, especialmente lo que se
refiere a contactos, bobinas, acometidas de conductores de
alimentación y superficies de atracción de electroimanes.
Cuando se tenga la seguridad de que se ha producido una
condición anormal de_ funcionamiento, corno sobrecarga,
cortocircuito, sobretensión, etc., o el aparato haya sufrido
sacudidas o vibraciones prolongadas después de cualquier
accidenta ocasional, resulta imprescíndíble rea 1 izar una
revisión completa del equipo.
En lo que se refiere a las bobinas, estas deben
trabajar dentro de las limites de tensión especificados
anteriormente. Para esto, se debe calcular la línea de
al imentación dándole sección suficiente para evitar caldas de
tensión excesi vamenté elevadas durante los periodos de
arranque; esta consideración es impártante si se trata del
mando de motores eléctricos de gran patencia.
Si un cotactor no funciona, las pruebas que se deben
realizar es verificar si llega tensión a la bobina, si esta
tensión es suficiente, investigar si la bobina está
interrumpida y chequear que no exista ninguna pieza interior
en mala posición.
En caso de que el contactor no cierre correctamente o
produzca mucho ruido, se debe probar lo siguiente:
insuficiente . tensión a la bobina; conexiones defectuosas;