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El análisis dinámico de motores eléctricos es crucial para garantizar la fiabilidad, seguridad y eficiencia operativa al evaluar el rendimiento en tiempo real bajo carga. Permite el mantenimiento predictivo, detectando fallas eléctricas y mecánicas (desbalanceo, sobrecarga, problemas de estator/rotor) antes de que causen paradas no planificadas, reduciendo costos y optimizando el consumo energético. 

Razones clave de su importancia:
  • Diagnóstico preciso en funcionamiento: A diferencia de las pruebas estáticas, el análisis dinámico examina el motor mientras opera (bajo carga), lo que proporciona datos reales sobre su comportamiento, incluyendo la calidad de la energía y su respuesta.
  • Mantenimiento predictivo: Identifica fallas potenciales en sus etapas iniciales, como problemas de aislamiento, barras de rotor, o entrehierro, lo que permite programar intervenciones y evitar averías costosas.
  • Optimización de la eficiencia y energía: Permite identificar si el motor está sobredimensionado o sobrecargado, optimizando la energía consumida y evitando penalizaciones por bajo factor de potencia.
  • Evaluación mecánica y de carga: Permite analizar el par, la velocidad y la corriente, detectando vibraciones u otros problemas mecánicos que no serían visibles con el motor detenido.
  • Reducción de paradas no planificadas: Al conocer la condición real del motor, se incrementa la seguridad operativa y la confiabilidad del sistema, crucial en aplicaciones críticas. 
En resumen, el análisis dinámico es esencial para mantener los motores eléctricos operando en condiciones óptimas, prolongando su vida útil y asegurando la continuidad del proceso industrial. 

analisis de las zonas de falla en motores y generadores electricos

CIRCUITO DE POTENCIA

El circuito de alimentación se refiere a todos los conductores y conexiones que existen desde el punto en que comienza la prueba hasta las conexiones en el motor. Puede incluir interruptores automáticos, fusibles, contactores, sobrecargas, desconexiones y conexiones de orección. La investigación sobre sistemas industriales de distribución de energía ha demostrado que los conectores y conductores son la causa del 46% de las fallas, reduciendo la eficiencia del motor.

El MCEMAX alimentado por MCEGold ofrece una ventaja única para probar el circuito de alimentación y todos los componentes asociados. Muchas veces un motor, aunque inicialmente en perfecto estado, se instala en un circuito de alimentación defectuoso. Esto causa problemas como desequilibrios de voltaje, desequilibrios de corriente, corrientes de secuencia, etc. A medida que estos problemas se agravan, la potencia nominal del motor disminuye, provocando un aumento de temperaturas y daños en el aislamiento. Es importante evaluar la resistencia y la inductancia de un circuito de motor una vez instalado un motor para el servicio. Altos desequilibrios de voltaje, corriente, resistencia o inductancia podrían indicar problemas con el motor o el circuito de alimentación. Identificar pequeños desequilibrios a tiempo eliminará fallos catastróficos y dolores de cabeza más adelante.

CALIDAD DE ENERGIA

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La zona de fallo de calidad de potencia se centra en el estado del voltaje y corriente en el circuito de derivación de un motor. La mala calidad de la energía puede afectar gravemente al funcionamiento y la salud de un motor eléctrico. Durante la operación se aplican varias tensiones a componentes clave del motor. Las variaciones o distorsiones en la tensión que alimenta un motor aumentan tanto las tensiones térmicas como eléctricas en los devanados del estator y, en algunos casos, en componentes del rotor.

MCEMAX, impulsado por MCEGold, te ofrece muchas formas de analizar y evaluar la calidad de tu energía. MCEGold no solo te ofrece una instantánea de la calidad de tu potencia, sino que también te permite evaluar los armónicos individuales de voltaje y corriente hasta el armónico 50.

AISLAMIENTO

La zona de fallo de aislamiento se refiere al estado del aislamiento entre los devanados y el suelo. Para que los equipos eléctricos funcionen correctamente y de forma segura, es importante que el flujo eléctrico se realice a lo largo de caminos o circuitos bien definidos y que no se filtre de un camino a otro. El deterioro de los sistemas de aislamiento puede resultar en una situación insegura para el personal expuesto a la corriente de fuga.

La tecnología MCE permite identificar posibles problemas con el aislamiento al reconocer tendencias adversas en la resistencia al suelo. Tras realizar una prueba de referencia, todas las pruebas posteriores se comparan con los datos iniciales, destacando cambios significativos en el valor en amarillo para precaución o rojo para alarma.

ESTATOR

La zona de fallo del estator se considera a menudo una de las más controvertidas debido al importante desafío de la detección temprana de fallos y la prevención de fallos de motor alrededor de los devanados del estator. Los devanados del estator son el corazón del motor, produciendo el campo magnético rotatorio, la corriente de inducción y el par motor para hacer girar el rotor y el eje. Este desafío se intensifica aún más en máquinas de mayor voltaje, donde el periodo de fallo a fallo se vuelve mucho más corto. La zona de fallo del estator se identifica como la salud y calidad del aislamiento entre las vueltas, bobinas y fases dentro de las ranuras y vueltas finales del motor eléctrico.

Los cortocircuitos de giro a giro o fase a fase pueden ser catastróficos para el motor y no necesariamente detectados por el megómetro estándar. Un desequilibrio inductivo excesivo, un desequilibrio resistivo, vibraciones, descarga parcial o mala calidad del aislamiento pueden provocar fallos en el estator y deben monitorizarse regularmente para evitar una vida útil más corta del estator del motor eléctrico. El análisis del estator utilizando la tecnología EMAX se realiza evaluando la relación de fase entre voltaje y corriente en cada una de las tres fases de un motor de inducción de CA.

ROTOR

La salud del rotor se refiere a la integridad de las barras del rotor, las laminaciones del rotor y los anillos finales de los motores de inducción de la jaula de ardilla. En un estudio conjunto realizado por EPRI y General Electric, se estimó que los defectos del rotor eran responsables de aproximadamente el 10% de las fallas de los motores. El rotor, aunque responsable solo de un pequeño porcentaje de los problemas del motor, puede influir en la falla de otras zonas de fallo.

MCE® El análisis de circuitos de motores utiliza mediciones de inductancia tomadas de cada fase de los devanados del estator y los compara en diferentes posiciones del rotor para definir mejor el estado del rotor. Sistemas avanzados como EMAX proporcionan un análisis simultáneo de las tres fases en su análisis de firma de corriente, lo que es una ventaja frente al análisis de una sola corriente. El uso de mediciones de inductancia, análisis de corrientes y otras tecnologías de prueba de rotores proporciona al usuario la capacidad de observar cambios muy tempranos en la firma magnética del rotor.

ESPACIO DE AIRE

La zona de fallo del entreabierto de aire describe la distancia medible entre el rotor y el estator dentro del motor. Si esta distancia no es igual en toda la circunferencia, se produce excentricidad. El flujo magnético variable dentro del entrehueco crea desequilibrios en el flujo de corriente, que pueden identificarse en el espectro de corriente.

El análisis de excentricidad utilizando la prueba MCE Rotor Influence Check (RIC) se aplica con mayor éxito en la resolución de problemas si se dispone de datos preexistentes para que se puedan observar tendencias. El análisis de excentricidad utilizando la tecnología EMAX se realiza a través de un espectro de alta frecuencia de la señal actual. Si se conoce el número de barras del rotor y la velocidad, el software MCEGold coloca automáticamente una (X) en los cuatro puntos de pico que identifican la excentricidad.

CLIENTES

PRUEBAS DINAMICAS 

PRUEBA DE POTENCIA

  • La prueba de análisis de potencia del EMAX de PdMA permite a un técnico tomar una foto de la calidad de la potencia para ver que señala la condición de voltaje y evaluar que efecto tendía sobre el motor. El tiempo real de la muestra para las medidas simultáneas de las corrientes y voltajes toma 0.17 segundos.

EVALUACION DEL ROTOR

La evaluación del rotor mediante tecnología PdMA (como el equipo MCEMAX de PdMA) se centra en detectar fallas como barras rotas, porosidad en el aluminio fundido o excentricidad. 

EVALUACION DE EXCENTRICIDAD

La evaluación de la excentricidad mediante tecnología PdMA se centra en la zona de falla del entrehierro (air gap), analizando las irregularidades en el espacio entre el rotor y el estator

PRUEBA DE ARRANQUE

La prueba de arranque (también conocida como In-Rush o Start-Up) realizada con equipos de PdMA Corporation es un análisis dinámico que captura la firma de corriente y voltaje en el momento preciso en que el motor se energiza. 
¿Qué analiza esta prueba?
A diferencia de una prueba estática, esta evaluación permite detectar anomalías que solo son visibles bajo el estrés del arranque: 
  • Estado del Rotor y Estator: Identifica barras de rotor rotas o problemas en los devanados del estator mediante el análisis de la firma de corriente.
  • Tiempo de Arranque: Mide cuánto tarda el motor en alcanzar su velocidad de régimen, lo cual indica variaciones en la carga o degradación mecánica.
  • Picos de Corriente (In-Rush): Evalúa si la corriente inicial está dentro de los parámetros de diseño para evitar disparos innecesarios en las protecciones.
  • Zonas de Falla: Contribuye al diagnóstico de las 6 zonas de falla de PdMA: Calidad de energía, Circuito de potencia, Aislamiento, Estator, Rotor y Entrehierro

PRUEBAS ESTATICAS

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CAPACITANCIA A TIERRA

La capacitancia a tierra en un motor es una medición fundamental del estado del aislamiento, que indica la capacidad del material dieléctrico (aislamiento) para almacenar energía eléctrica entre los conductores y la carcasa (tierra).

DESEQUILIBRIO DE VOLTAJE FASE A FASE

El desequilibrio de voltaje fase a fase en motores, analizado por PdMA Corporation, reduce severamente la vida útil del motor y su eficiencia al causar calentamiento excesivo y vibraciones. Se recomienda mantener el desbalance por debajo del 1% para motores nuevos/rebobinados y menor al 3% para motores en servicio, ya que un 5% de desbalance de voltaje puede generar hasta 40% en las corrientes. 

Impacto Técnico: El desequilibrio provoca una distribución desigual de corrientes, creando pares inversos, vibraciones, pulsaciones de torque y un rápido sobrecalentamiento de los devanados.

Causas Comunes: Deficiencias en la red principal, distribución desigual de cargas monofásicas, transformadores mal ajustados, o conexiones sueltas/corroídas.

Detección PdMA: Las tecnologías EMAX de PdMA diagnostican el desbalance analizando la calidad de potencia y el circuito de potencia. Los desbalances de inductancia fase a fase pueden indicar cortocircuitos entre espiras o problemas de devanado.

Soluciones y Protección: Instalar relevadores de protección de sobrecarga, revisar el contactor y asegurar un suministro eléctrico estable

DESEQUILIBRIo RESISTIVO

El desequilibrio de voltaje fase a fase en motores, analizado por PdMA Corporation, reduce severamente la vida útil del motor y su eficiencia al causar calentamiento excesivo y vibraciones. Se recomienda mantener el desbalance por debajo del 1% para motores nuevos/rebobinados y menor al 3% para motores en servicio, ya que un 5% de desbalance de voltaje puede generar hasta 40% en las corrientes. 
  • Impacto Técnico: El desequilibrio provoca una distribución desigual de corrientes, creando pares inversos, vibraciones, pulsaciones de torque y un rápido sobrecalentamiento de los devanados.
  • Causas Comunes: Deficiencias en la red principal, distribución desigual de cargas monofásicas, transformadores mal ajustados, o conexiones sueltas/corroídas.
  • Detección PdMA: Las tecnologías EMAX de PdMA diagnostican el desbalance analizando la calidad de potencia y el circuito de potencia. Los desbalances de inductancia fase a fase pueden indicar cortocircuitos entre espiras o problemas de devanado.
  • Soluciones y Protección: Instalar relevadores de protección de sobrecarga, revisar el contactor y asegurar un suministro eléctrico estable.
  • Consecuencias
    • Calentamiento excesivo: Genera corrientes de secuencia negativa que elevan drásticamente la temperatura del bobinado (un desbalance de tensión del 3.5% puede subir la temperatura un 25%).
    • Pérdida de eficiencia: El motor consume más energía para realizar el mismo trabajo y pierde torque.
    • Falla prematura: Acelera la degradación térmica del aislamiento, pudiendo causar cortocircuitos catastróficos.

RESISTENCIA A TIERRA

Las pruebas PdMA (Análisis Predictivo de Motores) en realidad miden la resistencia de aislamiento a tierra (Resistencia-a-Tierra o RTG por sus siglas en inglés), no la resistencia de puesta a tierra física externa. El valor aceptable de esta resistencia debe ser de al menos 100 megaohmios (MΩ) para la mayoría de los motores de menos de 1000 voltios. 
Resistencia de Aislamiento a Tierra (RTG)
La prueba de Resistencia-a-Tierra (RTG) es una medición crucial en el análisis PdMA, que evalúa la salud del sistema de aislamiento del motor y los cables del circuito. 
  • Valor Mínimo Aceptable: La práctica estándar recomienda un valor mínimo de 100 MΩ entre los devanados del motor y la carcasa (tierra) para motores con voltajes de operación por debajo de 1000V.
  • Valores Ideales: Una lectura excelente estaría entre 100 MΩ e infinito.
  • Propósito: Esta prueba se utiliza principalmente como una herramienta de seguimiento de tendencias para calificar los motores para una operación continuada, no como una prueba de alto potencial (hi-pot)

INDUCTANCIA FASE A FASE

La medición de la inductancia fase a fase en motores mediante equipos PdMA Corp. (MCEGold) es crucial para detectar fallas en el estator, rotor y entrehierro, evaluando el equilibrio inductivo. Generalmente, un desequilibrio superior al 8% indica problemas, comparando los valores con una referencia establecida para el motor PdMA Corporation. 
  • Propósito: La prueba de inductancia de fase (fase-a-fase) identifica cortocircuitos entre espiras, fallas entre fases y problemas de excentricidad en el rotor Scribd.
  • Procedimiento PdMA: Se utiliza el Evaluador de Circuitos de Motor (MCE) para aplicar una señal de CA de alta frecuencia, midiendo la inductancia entre las tres combinaciones de fases (AB, BC, CA).
  • Análisis de Resultados: La herramienta MCEGold de PdMA analiza el desequilibrio inductivo, con un valor de alerta predeterminado del 8%, aunque se recomienda la comparación con datos históricos del motor.
  • RIC (Rotor Influence Check): Las lecturas de inductancia fase a fase se grafican a diferentes posiciones del rotor para confirmar la salud del mismo y detectar barras rotas o excentricidad en el entrehierro Termogram. 
El desequilibrio de inductancia elevado puede ser un indicio temprano de fallas, lo que convierte a esta medición en un componente esencial del mantenimiento predictivo con PdMA PdMA Corporation. 
 

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Lessons

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generadores eolicos

1. Pruebas Estáticas
Se realizan generalmente con el equipo detenido para evaluar la integridad estructural y la salud eléctrica básica. 
  • En palas (hojas): Se aplica una carga constante mediante sistemas hidráulicos para medir la deformación, tensión y resistencia de los materiales ante vientos extremos.
  • En el generador (motor): Incluyen mediciones de aislamiento, resistencia de devanados y pruebas de descarga estática para identificar problemas latentes antes de la operación.
  • Estructurales: Análisis de la capacidad portante de la cimentación y resistencia de la torre sin la carga del viento.
2. Pruebas Dinámicas
Evalúan el comportamiento del aerogenerador en movimiento o bajo condiciones de carga variables.
  • Resonancia y Vibración: Se utilizan acelerómetros y pruebas de impacto (martillo) para detectar frecuencias naturales que podrían causar fallos estructurales si coinciden con la velocidad de rotación.
  • Fatiga: Simulan los ciclos de carga que la pala enfrentará durante sus 20-25 años de vida útil, moviéndola repetidamente para verificar su durabilidad.
  • Operativas: Análisis del rendimiento eléctrico bajo ráfagas de viento, eventos de parada de emergencia y transiciones de carga, asegurando que el sistema de control responda correctamente
 
 

Meteorology 

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