MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS CODIGO: EE5060 TALLER N° 03 “MEDICIONES Y PRUEBAS PARA EL DIAGNÓSTICO DE UN MOTOR TRIFÁSICO.” Usca Quispe Carlos Abel Alvarado Mamani Saul Alumno (os): Polanco Callata Andrés Juárez Arapa Edward Grupo Semestre Fecha de entrega : : : Profesor: Dimas Zegarra Tejada Hora: Nota: MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller Página 2 de 12 I. OBJETIVOS: Realiza pruebas a motor trifásico para diagnosticar estado de funcionamiento. Planificar, analizar, diagnosticar y mantener operativo a motores eléctricos de corriente alterna. Aplicar normas de seguridad en los trabajos de mantenimiento de máquinas eléctricas. II. RECURSOS: Gestionar los recursos (Equipos, instrumentos e insumos), para realizar la tarea de mantenimiento, llenando el formato con lo requerido. CONTROL ITEM DESCRIPCIÓN UND. CANT. 1 mego metro pieza 1 x 2 multímetro pieza 1 x 3 extensión pieza 1 x 4 motor pieza 1 x ENT. DEV OBSERVACIONES 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 MME-2012-1 2013-1 Guía de Taller Nro. DD-106 Página 3 de 12 III. FUNDAMENTO TEÓRICO: UTILIDAD DE LOS DATOS DE PLACA PARA UNA MEJOR INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOTORES ELECTRICOS. i) Generalidades: Las placas de datos o de identificación de los motores suministran una gran cantidad de información útil sobre diseño y mantenimiento. Esta información es particularmente valiosa para los instaladores y el personal electrotécnico de la planta, encargado del mantenimiento y remplazo de los motores existentes. Durante la instalación, mantenimiento o remplazo, la información sobre la placa es de máxima importancia para la ejecución rápida y correcta del trabajo. En la publicación NEMA MG1, sección 10.38, se expresa que la siguiente información principal debe estar grabada en la identificación de todo motor eléctrico: ii) Datos de Placa: a. Número de serie SER NO: Es el número exclusivo de cada motor o diseño para su identificación, ENCASO de que sea necesario ponerse en comunicación con el fabricante. b. Tipo TYPE: Combinación de letras, números o ambos, seleccionados por el fabricante para identificar el tipo de carcasa y de cualquier modificación importante en ella. Es necesario tener el sistema de claves del fabricante para entender este dato. c. Número de modelo MODEL: Datos adicionales de identificación del fabricante. d. Potencia HP: La potencia nominal (hp) es la que desarrollada el motor en su eje cuando se aplican el voltaje y frecuencias nominales en los terminales del motor, con un factor de servicio de 1,0. e. Armazón FRAME: La designación del tamaño de la armazón es para identificar las dimensiones del motor. Si se trata de una armazón normalizada por NEMA incluye las dimensiones para montaje, con lo cual no se requieren los dibujos de fabricante.6.- Factor de servicio SV FACTOR: Los factores de servicio más comunes son de 1.0 a 1.15. Un factor de 1.0 significa que no debe demandarse que el motor entregue más potencia que la nominal, si se quiere evitar daño al aislamiento. Con uno de 1.15 (o cualquiera mayor de 1.0), el motor puede hacerse trabajar hasta una potencia igual a la nominal multiplicada por el factor de servicio sin que ocurra daños al aislamiento. Sin embargo, debe tenerse presente que el funcionamiento continuo dentro del intervalo del factor de servicio hará que se reduzca la duración esperada del sistema de aislamiento. f. Amperaje AMPS: Indica la intensidad de la corriente que toma el motor al voltaje y frecuencia nominales, cuando funciona a plena carga (corriente nominal). g. Voltaje VOLTS: Valor de la tensión de diseño del motor, que debe ser la medida en las terminales del motor, y no la de la línea. h. Clase de aislamiento INSUL: Se indica la clase de aislamiento utilizados en el devanado del estator. Son sustancias aislantes sometidas a pruebas para determinar su duración al exponerlas a temperaturas predeterminadas. Aislamiento clase “B” hasta 130ºC Aislamiento clase “F” hasta 155ºC Aislamiento clase “H” hasta 180ºC MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller i. Página 4 de 12 Velocidad RPM o min-1: Es la velocidad de rotación (rpm) del eje del motor cuando se entrega la potencia nominal a la máquina impulsada, con el voltaje y la frecuencia nominales aplicados a los terminales del motor (velocidad nominal). j. Frecuencia HERTZ: Es la frecuencia eléctrica (Hz) del sistema de suministro para la cual está diseñado el motor. Posiblemente ésta también funcione con otras frecuencias, pero se alteraría su funcionamiento y podría sufrir daños. k. Servicio DUTY: En este espacio se graba la indicación “intermitente” o “continuo”. Esta última significa que el motor puede funcionar las 24 horas los 365 días del año, durante muchos años. Si es “intermitente” se indica el periodo de trabajo, lo cual significa que el motor puede operar a plena carga durante ese tiempo. Una vez transcurrido éste, hay que parar el motor y esperar a que enfríe antes de que arranque de nuevo. l. Temperatura ambiente ºC: Es la temperatura ambiente máxima (ºC) a la cual el motor puede desarrollar su potencia nominal sin peligro. Si la temperatura ambiente es mayor que la señalada, hay que reducir la potencia de salida del motor apara evitar daños al sistema de aislamiento. VIDA UTIL Y CALENTAMIENTO DE LOS ASILANTES Los métodos empleados para clasificar los aislantes de motores están especificados por varias normas, por ejemplo de la ASTM (American Society for Testing and Materials) , el IEEE (Institute of Electrical and Electrinic Engineers), etc. En general, la duración o vida útil (U) de un material se determina conforme a la ecuación lineal: donde: U = duración o vida útil en horas T = temperatura en ºC a = constante b = constante log U = a + b(1/T) Los valores de las constantes a y b se determinan por medio de valores experimentales de U y T, cuya gráfica es una línea recta, como se muestra en la siguiente figura. 100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 VIDA UTIL (horas) 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 120 140 160 180 200 220 TEMPERATURA (°C) 240 260 MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller Página 5 de 12 ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR Además de considerar un valor máximo para la temperatura de ambiente a la que se va a operar el motor, el diseñador también tiene presente la máxima altitud (o altura sobre el nivel del mar) a la que funcionará, y que se supone de 1000m. A alturas mayores a 1000m la densidad del aire se reduce considerablemente, lo cual se acompaña de un decremento de su capacidad enfriante, por lo tanto de una mayor elevación de temperatura (ET) del propio aire de enfriamiento y de las diversas partes que configuran el motor. Cálculo de la elevación de la temperatura corregida de un motor en función de la densidad del aire: IV. METODOLOGÍA PARA EL DESARROLLO DE LA TAREA: La tarea se realizará en equipo y el desarrollo deberá ser de la siguiente manera: Nr. Etapa Recomendaciones para la ejecución Observaciones Información Todos los integrantes deben informarse por igual sobre la tarea Intercambiar opiniones y si existe alguna duda consultar con el profesor 2 Organización y distribución de tareas Los encargados pueden ser: Responsable del equipo Observador del desempeño Responsable del informe y la auto evaluación. Responsable de disciplina y seguridad El grupo decidirá la tarea central de cada integrante y planificará el tiempo de ejecución. Informar al profesor para el inicio de la tarea y para las recomendaciones de tiempo. 3 Ejecución de la tarea, y Realización de la tarea de acuerdo a las observación del instrucciones y del observador del desempeño. desempeño Realizar las anotaciones correspondientes por el responsable del informe y debe entregarse terminada la tarea. 4 Realización del informe y de la Auto evaluación Realizar el informe por los participantes y la del trabajo realizado y Auto evaluación por el grupo, de los resultados del del logro de los trabajo. objetivos previstos. Ordenar las herramientas y el equipo. Presentar el trabajo, el informe y la auto evaluación al profesor. 1 V. ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO: Analizar los pasos de la actividad a realizar y llenar el formato siguiente: El formato deberá ser visado por el profesor antes de iniciar la actividad. MME-2012-1 ATS MME-2012-1 VI. PROCEDIMIENTO Identificar las características del motor tomando Datos de Placa Completar el siguiente cuadro en función de los datos de placa del motor respectivo CARACTERISTICAS DEL MOTOR MOTOR DE PRUEBA Nº VELOCIDAD (RPM) MARCA FACTOR DE POTENCIA(COS) MODELO AISLAMIENTO FRAME IP POTENCIA (KW) (CV) (HP) NÚMERO DE CABLES TENSIONES CORRIENTES NOMINALES CONEXIONES FRECUENCIA Revisión externa del motor Necesidad de reparación Necesidad de limpieza Necesidad de reemplazo Necesidad de ajuste OK Chequear la columna que indica la condición de la unidad o que problema existe Necesidad de lubricación INSPECCIÓN DE PREVENCIÓN DE MANTENIMIENTO OBSERVACIONES 1.- MOTOR ELECTRICO Aspecto Base de pernos Giro libre del rotor Estado del eje del motor Estado Canal Chavetero Ventilador Tapa de ventilador MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller Página 8 de 12 Tapas o escudos, del motor Bornera Estado de terminales Continuidad de bobinas Análisis del resultado de la inspección: Realice las siguientes pruebas de diagnóstico al motor siguiendo el procedimiento. Pruebas de medición de aislamiento: TEMPERATURA AMBIENTE Medición de aislamiento. Referencia Norma IEEE 43-2000 BOBINA TENSIÓN DE ENSAYO BOBINA TENSIÓN DE ENSAYO 1 500V 1.05TΩ 4 500V 302 GΩ 2 500V 258GΩ 5 500V 233 GΩ 3 500V 281GΩ 6 500V 360 GΩ Interpretación y análisis del resultado: FOTO reconocimiento de bobinas FOTO medición de bobinas Medición de Índice de Absorción Dieléctrica y medición de Índice de Polarización. Referencia Norma IEEE 43-2000 MEDICIÓN TENSIÓN DE ENSAYO DAI PI BOBINA 1-2-3 CONTRA MASA 250* V 1.17 2.07 Interpretación y análisis del resultado: MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller Página 9 de 12 Espiras en cortocircuito en una o más bobinas Esto puede ocurrir cuando más de una espira hace contacto con el núcleo, con lo cual, además de una falla a tierra, se tiene un cortocircuito entre espiras; esto produce calentamiento excesivo y destruye con rapidez el aislamiento. La falla puede ocurrir también sin que haya contacto con el núcleo, como se observa en la figura de al lado cuando dos bobinas contiguas pierden su aislamiento. Medida de la resistencia de bobinas utilizando un Puente Whetstone. BOBINA VºBº BOBINA VºBº Interpretación y análisis del resultado: Ensayos y pruebas para puesta en marcha del motor trifásico ¡Atención Riesgo Eléctrico! Ensayo del rotor “Jaula de Ardilla” mediante el uso de tensión monofásica Alimente el motor con un voltaje monofásico reducido e insertando un amperímetro en el circuito. Si la lectura del amperímetro tiene variaciones considerables cuando se hace girar lentamente en forma manual, es muy probable que las barras del rotor estén parcialmente abiertas o haya un contacto defectuoso entre barras y aros de extremo. Interpretación y análisis del resultado: MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller Página 10 de 12 Prueba en vacío del motor. Una prueba muy eficaz para verificar el estado general de un motor, sobre todo después de que ha sido sometido a una reparación, consiste en hacerlo funcionar sin carga observando los siguientes puntos: La intensidad de la corriente de magnetización de un motor de inducción, comparada con la de una corriente de plena carga, varía según la capacidad del motor y el número de polos. Precauciones para realizar la prueba en vacío: 1.- Conectar correctamente el motor a los terminales del CCM. 2.- Aislar correctamente los terminales del motor. PRIMER ARRANQUE (sólo unos segundos) Dirección de la rotación (Vista desde el eje) CW CCW ¿Se producen ruidos anormales? SI NO OBSERVACIONES: DESDE: SEGUNDO ARRANQUE ¿Se producen ruidos anormales? SI NO DESDE: ¿Vibra la máquina? SI NO DONDE / COMO: Nivel de vibración de cojinete L. ACOPLE Funcionamiento mm/s - RMS BIEN SE DETIENE L. VENT. mm/s - RMS ¿POR QUE? VALORES A REGIMEN PERMANENTE F (Hz.) IUARRANQUE L1-L2 - UL1-N (A) (V) UL1-L2U-L2-L3 UL1-N (V) (V) UL2-L3 UL1-L3 (V) (V) UL1-L3 (V) IL1 (A) IL2 (A) I-L3 (A) P (W) UL1-L2 S - UL1-N (VA) (V) U CosL2-L3 Φ (V) THD-V THD-V (%) (%) THD-I (%) RPM T°ROD. ACOPLE (°C) T°ROD. VENT. (°C) Velocidad sea la correcta, corresponde a los datos de placa Vibración excesiva SI NO SI NO MME-2012-1 2013-1 Nro. DD-106 Guía de Taller Página 11 de 12 Ruido excesivo anormal Calentamiento del motor Corriente excesiva Corrientes desbalanceadas SI NO SI NO SI NO SI NO VII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ACERCA DEL ESTADO DEL MOTOR. (utilice los datos de los ensayos y practicas realizadas en el taller) OBSERVACIONES: El motor no cuenta con placa de datos. Los terminales de algunas bobinas no cuentan con orejeras. Los motores que usamos en el laboratorio fueron ensamblados por alumnos. ASIGNACIÓN DE RESPONSABILIDADES El grupo decidirá la tarea central de cada integrante y planificará el tiempo de ejecución. Informar al profesor para el inicio de la tarea y para las recomendaciones de tiempo. NOMBRE DEL ALUMNO Usca Quispe Carlos Abel Alvarado Mamani Saul RESPONSABILIDADES ASIGNADAS DENTRO DEL GRUPO RESPONSABLE DE EQUIPO OBSERVADOR DE DESEMPEÑO RESPONSABLE DE DISCIPLINA Y SEGURIDAD Polanco Callata Andres RESPONSABLE DE TOMA DE DATOS, INFORME Y AUTOEVALUACIÓN AUTOEVALUACIÓN DEL TRABAJO DEL EQUIPO La autoevaluación permite desarrollar una opinión crítica sobre el desempeño de cada integrante y del equipo .Realizar la evaluación entre los integrantes con objetividad y seriedad. El profesor observará críticamente las opiniones y lo contrastará con el desempeño real. Marcar con un aspa según lo solicitado en la escala de 1 a 4 3 4 TRABAJA EFICAZMENTE EN EQUIPO 2 ASUME EL ROL ASIGNADO POR EL GRUPO RESPONSABLEMENTE MANTIENE LA DISCIPLINA DENTRO DEL GRUPO APORTA PARA EL LOGRO DE LOS OBJETIVOS INTEGRANTE DEL GRUPO ESCUCHA Y RESPETA LAS OPINIONES DE LOS DEMÁS 1 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 MME-2012-1 2013-1 Guía de Taller Nro. DD-106 Página 12 de 12 MME-2012-1