GUIA 4

Practica # 4 Departamento: Electricidad. Nivel: Tecnolgico Materia: Mantenimiento elctrico Ttulo: Mantenimiento a Motores Elctricos, parte I Catedrtico: Ing. Axel Letona Lugar de ejecucin: Edif. Electricidad Tiempo de Ejecucin: 2 hrs.

Materiales y equipos a utilizar:

8 pares de guantes de cuero, tamao mediano. 8 pares de lentes protectores transparentes. 8 cascos plsticos para proteccin de cabeza 1 Ampermetro tipo gancho de 400A. 1 Voltmetro digital. 1 Medidor de resistencia de aislamiento digital con un voltaje de prueba mximo de 1000 VDC. 1 Destornillador plano # 1 Destornillador de cruz (Philips) # 1 Tenaza de electricista 9. 1 Rollo de cinta adhesiva aislante. 1 Brocha pequea (1). Cmara fotogrfica (este equipo deber ser puesto por parte del estudiante). .1 brjula Objetivo General:

Que el estudiante conozca el procedimiento bsico para la inspeccin general de un motor elctrico. Objetivos Especficos:

Que el estudiante haga uso del ampermetro tipo gancho para la deteccin de fallas entre fases en un motor elctrico. Que el estudiante utilice el medidor de resistencia de aislamiento para detectar fallas de aislamiento en cables y bobina de un motor elctrico. Que el estudiante realice mediciones de voltaje y corriente en un motor Que el estudiante conozca y ponga en prctica las medidas de seguridad bsicas que se deben tomar para el mantenimiento a un motor elctrico. Introduccin terica.

El probador de aislamiento a tierra, o Mega hmetro, es tambin uno de los primeros instrumentos utilizados por los tcnicos para evaluar y localizar fallas de aislamiento, incluyendo sistemas motrices elctricos de aislamiento. En este artculo, nos concentraremos en el mtodo de prueba tal como es planteado en el Estndar de IEEE 43-2000 (R2006), La Prctica Recomendada para Pruebas de Aislamiento de Resistencia de Maquinaria Rotatoria, (IEEE 43) y unos cuantos mtodos adicionales para evaluar conclusiones, tambin nos referiremos al mtodo de prueba como Prueba de Resistencia de Aislamiento (IR por sus siglas en ingles, no confundir con infrarrojo que tambin se utiliza mucho en el ambiente de mantenimiento).

El estndar que mencionamos generalmente dentro de la industria es el IEEE 43, que atraves una revisin mayor en mayo del 2000. Fue actualizado porque los sistemas de aislamiento en 1970 atravesaron una serie de cambios en su constitucin qumica. Los nuevos sistemas del aislamiento son muy diferentes de los sistemas ms viejos, incluyendo cmo reaccionan ante las distintas metodologas de prueba. El estndar revisado cambi drsticamente varios programas de prueba tradicionales para resistencia de aislamiento que haban estado vigentes los ltimos 50 aos, incluyendo el ndice de Polarizacin (PI por sus siglas en ingles), la prueba de aislamiento a tierra y la prueba de AC contra DC de sistemas de aislamiento.

El propsito de la lectura IR es de evaluar la condicin del aislamiento entre los conductores en las ranuras de estator y de tierra. Esto se hace aplicando un voltaje directo entre los conductores (devanados) y la cubierta del motor elctrico (mquina) y midiendo la fuga de corriente a travs del sistema de aislamiento. La medida de corriente y voltaje, aplicada, proporciona un resultado medido como resistencia (la Ley de Ohmio: R = V/I). En el caso de un sistema de aislamiento, la fuga de corriente puede ser medida en mili- o micro-amperios, con una lectura de corriente ms baja, ms alto es el valor de resistencia de aislamiento. Estas lecturas de IR cambian con el tiempo a causa de la polarizacin del aislamiento. En efecto, el sistema de aislamiento consiste en tomos polarizado que se colocan en lnea, o se polarizan, con el voltaje aplicado de DC. Cuando se polarizan, la resistencia de aislamiento aumentar.

La Prueba Bsica de Resistencia de Aislamiento

La Prueba directa de resistencia de aislamiento ha sido utilizado para localizar fallas y para evaluar la condicin de mquinas por ms de un siglo, a menudo con resultados desastrosos, en las manos de un usuario sin experiencia. Hay limitaciones muy claras en la capacidad de la prueba de resistencia de aislamiento, solo, para evaluar la condicin de un motor elctrico para la operacin. Para una cosa, tiene que haber un sendero claro entre el sistema de aislamiento y la cubierta de la mquina. El aire, la mica, o cualquier otro material no conductor entre el devanado y tierra proporcionar una resistencia alta de aislamiento. Las fallas al final de las vueltas del devanado del motor tambin no proporcionarn un sendero claro a tierra, con la mayora de defectos del devanado que comienzan como un corto interno del devanado que quizs se graden a defectos de aislamiento. As, que especial cuidado se debe tomar cuando se usa IR como un instrumento de localizacin de fallas.

Al realizar IR, el mtodo apropiado es el de conectar todos los conductores juntos, pruebe con el Medidor de IR por un perodo de un minuto, asegurando que el conductor rojo de prueba (negativo) est en los conductores y el conductor negro est en la carcasa. Una vez que la medida de IR es obtenida, entonces es ajustada para la temperatura mientras los conductores son aterrizados por 4 minutos o ms. Los valores de IR aplicados al voltaje y los valores mnimos de prueba pueden ser encontrados en las tablas 1 y 2.

Hay unas cuantas cosas que tienen que ser consideradas al realizar resistencia de aislamiento de un Centro Motriz de Control (MCC por sus siglas en ingles) o desconectar que es alguna distancia del motor bajo prueba. Por una cosa, si usted

ata todos los cables de los conductores y hace la prueba, a causa del rea bajo prueba, es posible que las lecturas puedan ser slo unos cuantos Mega ohmios. Esto no significa necesariamente que el sistema est mal, y unos cuantos trucos se pueden utilizar para evaluar la condicin del cable. Adicionalmente, cualquier capacitor o pararrayo debe ser desconectado del circuito y de los drives de frecuencia variable o de los amplificadores, deben estar desconectados del motor.

Primero, tome cada conductor y pruebe entre el conductor y tierra. Si la lectura es ms grande por una magnitud entonces existen ms oportunidades de que no exista ningn problema. Despus, desconecte el otro extremo del cable y separe los conductores y aterrice. En el otro extremo, realice la prueba de resistencia de aislamiento entre conductores. Si las lecturas estn encima del mnimo, entonces la resistencia de aislamiento del cable est bien (sin embargo, no asegura definitivamente que el cable est libre de algn defecto potencial).

El mismo proceso puede ser utilizado en algunos motores, a excepcin de la prueba de fase a fase, a menos que las conexiones internas del motor se puedan romper, como en un motor de Wye-delta o que los 12 conectores se puedan sacar de la maquina. Si las fases pueden ser separadas, entonces una medida de resistencia de aislamiento puede ser tomada entre fases. Los resultados deben estar encima del valor mnimo mostrado en la Tabla 2. Durante estas pruebas, si usted utiliza un medidor analgico de IR, si la aguja no es constante, o si los dgitos bailan alrededor en uno digital, entonces existe una gran posibilidad de que los devanados se encuentren con humedad o contaminantes. El botar es el resultado de la descarga capacitiva, o la acumulacin de la energa de DC dentro del devanado que descarga repentinamente y entonces comienza a recargar.

La figura 1 representa el grfico de correccin de temperatura de resistencia de aislamiento para corregir a 40C. Utilizando este grfico, si la temperatura del devanado es de 60C y la resistencia de aislamiento fue de 200 Mega ohmios, el factor de correccin (Kt) sera 4, y el resultado sera 4 veces 200 Mega ohmios que seran una resistencia corregida de aislamiento de 800 Mega ohmios.

Absorcin Dielctrica

La prueba de absorcin dielctrica, o DA, es una proporcin de la lectura IR de sesenta segundos a la lectura IR de 30 segundaos. Como se muestra en la Figura 2, el valor en la posicin A es dividido por el valor en la posicin B. En un sistema de aislamiento bueno, IR aumentar como una curva que comenzar razonablemente empinada entonces hace meseta, dependiendo de a qu velocidad el sistema de aislamiento polariza. Los criterios de paso/falla pueden ser encontrados en la Tabla 3. Sin embargo, en sistemas de aislamiento fabricados despus de 1970, no es raro para sistemas de aislamiento polarizar rpidamente y los sistemas de aislamiento con una lectura de temperatura corregida un minuto mayor a 5,000 Mega ohmio puede mostrar un valor bajo. En estos casos, el resultado de la prueba debe ser utilizado solo para la tendencia, y en el nuevo IEEE 43, los resultados de la prueba deben ser corregidos para la temperatura.

ndice de Polarizacin

El ndice de Polarizacin, o el PI, es la prueba de resistencia de aislamiento de la proporcin de 10 minutos a 1 minuto. Como se muestra en la Figura 3, el resultado es el valor en la posicin A dividido por la posicin B. En un buen sistema de aislamiento, IR aumentar como una curva que comenzar razonablemente empinada entonces hace meseta, dependiendo de a qu velocidad el sistema de aislamiento polariza. Los criterios de paso/falla pueden ser encontrados en la Tabla 4. Sin embargo, en sistemas de aislamiento fabricados despus de 1970, no es raro para sistemas de aislamiento polarizar rpidamente y los sistemas de aislamiento con una lectura de temperatura corregida un minuto mayor a 5,000 Mega ohmio puede mostrar un valor bajo. En estos casos, el resultado de la prueba debe ser utilizado solo para la tendencia, y en el nuevo IEEE 43, los resultados de la prueba deben ser corregidos para la temperatura.

Utilizando el PI, el usuario debe mirar la aguja si el medidor es analgico. Si la aguja bota al aumentar, entonces representa descarga capacitiva y un problema inminente de aislamiento como contaminacin. Si el medidor traza el PI como un grfico, el usuario debe revisar los datos para ver si no hay cualquier pico descendiente o si el grfico muestra un valor disminuyente a travs de los diez minutos. Esto tambin indicara defectos de resistencia.

Conclusin

Un mtodo comn para evaluar la condicin de los motores elctricos es la prueba de resistencia de aislamiento. Los mtodos ms comunes de prueba IR son resumidos en el Estndar de IEEE 43-2000 (R2006) e incluyen la prueba de los 60 segundos, la prueba dielctrica de absorcin y la de ndice de polarizacin. Cada una de estas pruebas es utilizada para evaluar slo la porcin del sistema de aislamiento entre el devanado del motor y el marco del motor elctrico.

En las maquinas posteriores a 1970, los sistemas de aislamiento tienden a polarizar rpidamente y los sistemas con valores de ms de 5.000 Mega ohmios slo deben ser tendencia dos cuando se usa DA y PI. Sin embargo, la carga de aislamiento puede ser vista para ver si presenta descarga capacitiva, que indica contaminacin del devanado o aislamiento, est ocurriendo. Sin embargo, la prueba de resistencia de aislamiento es un instrumento poderoso cuando se usa en conjuncin con otros mtodos de prueba.

PARTE I. Procedimiento: Medidas de Seguridad: Hacer las mediciones de aislamiento entre cada bobina y carcasa

Prueba de aislamiento

Voltaje Aplicado

Valor () observacin

Hacer las mediciones de aislamiento entre cada bobina (Absorcin dielctrica)

Prueba de aislamiento

Voltaje Aplicado

Valor ()A

Valor ()B

A/B observacin

Hacer las mediciones de aislamiento entre cada bobina (ndice de polarizacion)

Prueba de aislamiento

Voltaje Aplicado

Valor ()A

Valor ()B

A/B observacin

RESUMEN DE LOCALIZACIN DE AVERAS Seguidamente y como resumen de los temas tratados se incluye un cuadro resumen de averas, donde se analizan las mas comunes que se pueden dar en mquinas de corriente alterna. TABLA RESUMEN, PARA LA LOCALIZACIN DE AVERAS EN MQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

Sntomas Causas posibles Verificacin y soluciones

1.- El motor no arranca - No le llega corriente al motor

- Si el motor ronca y no llega a arrancar, le falta una fase - Tensin insuficiente o carga excesiva - Si el motor es de anillos y el ruido es normal y no arranca, el circuito rotrico esta mal. Circuito exterior o devanado cortado - Devanado a masa

- Verificar tensiones en la red, fusibles, contactos, conexiones del motor

- Verificar la correcta conexin, estrella o tringulo, en su placa de bornes y la carga del motor - Verificar tensiones rotricas, contacto de las escobillas y circuito de las resistencias de arranque (conductores y resistencias) - Verificar aislamiento de los devanados

2.- El motor arranca, pero no alcanza la velocidad nominal

- Tensin insuficiente o cada de tensin excesiva - Fase del estator cortada - Si el motor es de anillos, han quedado resistencias intercaladas - Si el motor es de anillos ruptura del circuito de arranque rotrico - Cortocircuito o devanado a masa

- Verificar tensin de red y seccin de lnea - Verificar tensin y devanado - Verificar circuitos de arranque - Verificar conexiones, resistencias, escobillas y devanado - Verificar devanados y reparar

3.- La corriente absorbida en funcionamiento es excesiva

- Maquina accionada agarrotada o carga excesiva

- Si el motor ronca y las

- Verificar carga y sustituir motor si este es pequeo - Verificar aislamiento y

intensidades de las tres fases son desiguales, cortocircuito en el estator

- Si el motor es de anillos, cortocircuito en el circuito rotrico

reparar o rebobinar el motor - Verificar anillos, escobillas y circuito de resistencias. Verificar devanado rotrico y reparar

4.- La corriente absorbida en el arranque es excesiva

- Par resistente muy grande - Si el motor es de anillos, resistencias rotricas mal calculadas o cortocircuitadas

- Verificar la carga del motor - Verificar resistencias y posibles cortocircuitos en resistencias y devanado rotrico

5.- El motor se calienta exageradamente

- Motor sobrecargado - Ventilacin incorrecta - Si el motor se calienta en vaco, conexin defectuosa - Cortocircuito en el estator - Tensin de red excesiva

- Verificar carga - Verificar y limpiar rejillas y ranuras de ventilacin - Verificar las conexiones de la placa de bornes

- Verificar devanado estatrico - Verificar tensin y corregir

6.- El motor humea y se quema

- Cortocircuito directo o de un nmero excesivo de espiras en cualquiera de sus devanados - Mala ventilacin del motor

- Verificar devanados y reparar o rebobinar - Mantener siempre limpios los circuitos de ventilacin

7.- El motor produce demasiado ruido

- Vibraciones de ciertos rganos - Si el ruido es solamente en reposo y

- Lanzar y desconectar el motor y si el ruido persiste, verificar fijaciones y cojinetes - Verificar devanado

no en marcha, cortocircuito en el rotor - Si el ruido cesa al cortar la corriente, entrehierro irregular

- Barra del rotor desoldada o rota

rotrico y reparar - Verificar cojinetes y rotor - Verificar barras del rotor

Para la elaboracin del reporte debe contener las siguientes partes

Portada--------0.5%

Descripcin de la prctica----------15%

Toma de Datos -------------------------20%

Clculos----------------------------------30%

Conclusiones---------------------------30%

Presentar reporte la siguiente semana posterior al laboratorio