Partimos del supuesto de empresas donde probablemente ya se lleva a cabo un mantenimiento preventivo con cierta frecuencia, es decir, ciertas intervenciones sobre el motor para evitar averías: cambios de rodamientos, limpiezas, cambio de escobillas y filtros de ventilador (en los motores de c.c.) etc. Así como un correctivo en los casos de avería. Hablamos en todo momento de motores en baja tensión y dentro del ámbito industrial.

Pero… ¿subir un escalón más y dedicar por tanto recursos a un mantenimiento predictivo… merece la pena?.

No es fácil la respuesta porque no podemos cuantificar lo “no sucedido”. No se puede saber cuantas averías y costes derivados se han evitado una vez se implanta un mantenimiento predictivo. Por tanto no lo podemos contrastar en muchos casos con el coste invertido en su implantación.

Sin embargo vamos a tomar un ejemplo real contrastado. Una empresa que cuenta con un parque total de 60 motores en funcionamiento a lo largo de 20 años.  Son motores de corriente continua con gran actividad y elevado nivel de exigencia. Tamaños desde 132 a 315 altura eje. Desde 40 a 500 kW.

* La imagen no corresponde a la empresa citada en el ejemplo analizado

A pesar del mantenimiento predictivo que llevan a cabo, anualmente tienen que soltar una media de 10 motores para  reacondicionar o reparar. Podemos decir por tanto que tienen 10 intervenciones/año de carácter preventivo ó correctivo.

Es evidente que el tipo de intervención y por tanto el coste de cada una será muy distinto dependiendo de cada motor y su estado. Pero vamos a tomar una media por motor, ya que a lo largo de tantos años y tantas intervenciones se puede considerar una estimación razonable. Le llamaremos X (€/motor).

 X= coste medio de intervención sobre cada motor por diversas causas; reacondicionamiento, reparación… (preventivo ó correctivo)

Pues bien, si el coste anual en preventivo y correctivo es 10X (€), el coste total de realizar el mantenimiento predictivo a todos los motores comprobamos que supone 3X (€) para esta empresa. Siempre con el mismo proveedor de estos servicios, en este caso Motorlan mediante el servicio de Diagnosis en campo.

Por tanto supone un 30 % más, como mucho, sobre el presupuesto de mantenimiento preventivo y correctivo, digamos “inevitable”, que ya requieren sus motores. Lo que no podemos saber es cuanto se ahorra en averías (mto. correctivo) con ese 30 % invertido en mantenimiento predictivo. Ya que es lo «no sucedido», lo que no se puede conocer ni evaluar.

Son valores muy particulares para un caso muy concreto en un entorno de trabajo muy exigente. No se pueden considerar extrapolables a ningún otro caso. Pero aun así puede ser un ejemplo significativo.

La pregunta inicial no queda respondida, se transforma tal vez en esta otra para este caso: ¿Merece la pena arriesgarse a no minimizar el riesgo de tener más de 10 intervenciones al año por ahorrar un 30 % del coste total de mantenimiento?. Con el predictivo no podemos garantizar que no surjan nunca más de 10 intervenciones/año, pero si desde luego minimizar ese riesgo lo máximo posible controlando el estado de los motores periódicamente.

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Cuando se decide enviar a reparar o comprar como repuesto un motor recuperado de 2ª mano, conviene conocer las diferencias entre las distintas opciones de venta que se ofrecen en el mercado. En función de su estado y por tanto de su garantía podremos valorar el precio y la conveniencia de cada opción.

Todavía no existe una normativa oficial y genérica a nivel institucional de obligado cumplimiento indicando las condiciones exactas que debe cumplir cualquier elemento para definirse como reparado, reacondicionado o remanufacturado más allá del acuerdo que se establezca entre comprador y vendedor.

Son definiciones que se están introduciendo en el mercado en la medida que se está poniendo en valor en el ámbito industrial el concepto de reutilización de equipos como una posibilidad real, práctica y recomendable, desde una perspectiva de economía circular.

A esto se une la dificultad al operar en un mercado global, donde los distintos conceptos varían según el idioma. Por ejemplo la conocida etiqueta “refurbish” puede tener significados distintos depende quién lo traduzca y cómo aplique el concepto.

En función de las operaciones realizadas sobre el motor y de su garantía final, vamos a tomar como referencia inspiradora para definir nuestro standard de calificación el excelente trabajo que desde el Gobierno Vasco está realizando IHOBE. En nuestra opinión el más cercano a los estándares que se están proponiendo y consolidando en muchos casos a nivel global.

REPARACIÓN

El primer nivel por denominarlo de alguna manera de garantía en un motor sería la REPARACIÓN. Se refiere a la reparación o sustitución solamente del elemento estropeado o que presenta deterioro en el motor.

El motor ha llegado por causa de una avería. Se ha reparado la avería en concreto y se ha dado cierta garantía después de testear su correcto funcionamiento final. Nunca inferior a 6 meses bajo nuestro criterio.

La garantía cubre únicamente las operaciones, materiales y repuestos utilizados en la reparación de la avería. Aunque el reparador, al haber inspeccionado y comprobado su estado final, puede dar si lo desea garantía adicional sobre el resto del motor,

Normalmente en estos casos el motor una vez reparado se vuelve a poner en funcionamiento de inmediato en la misma máquina por parte del cliente.

RENOVACIÓN

RENOVADO para venta. Es un motor usado. Puede ser recuperado de alguna máquina retirada para posterior venta como repuesto. Pero puede aplicarse también, -tanto este concepto como todos los que veremos a continuación-,  a motores que llegan igualmente para ser reparados por causa de avería o funcionamiento deficiente, con intención de seguir siendo utilizados en máquina.

En este caso se le aplica el proceso siguiente.

Se ha comprobado que funciona y externamente se ha adecentado mediante una limpieza y tal vez pintura. No se le ha cambiado ninguna pieza, a no ser que presentase avería. La garantía será la que ofrezca el vendedor en cada caso.

Pero en el caso de los motores eléctricos este nivel nos lleva inevitablemente al siguiente escalón, ya que hay ciertas operaciones imprescindibles a realizar una vez desmontado el motor para ser reparado. Entendiendo por desmontaje toda vez que se separa el rotor del estator. Una de ellas es por ejemplo el cambio de rodamientos y otra bastante probable también será la limpieza interior del motor.

REACONDICIONAMIENTO

Por tanto se dará ya alguna operación más que la sustitución únicamente de la pieza o elemento con fallo. Cuando ya no solo se repara la avería sino que también se sustituyen ciertos elementos envejecidos, piezas deterioradas y se realizan operaciones de mejora, lo consideramos REACONDICIONAMIENTO.

Estas operaciones pueden ser  tratamientos para la recuperación de los aislamientos o en el caso de motores de c.c. por ejemplo el torneado de colector y rebajado de micas.

El motor una vez terminado tiene garantía total sobre su funcionamiento y suele ser de un año. Pero depende del vendedor.

El concepto de Reacondicionamiento se utiliza a menudo para traducir «refurbish» del inglés. Esto nos da lugar a error en nuestro caso, ya que un «refurbish» sería literalmente una «redecoración» o «pulido», que aplica con más rigor al concepto de Renovación anteriormente citado que al considerado por nosotros como Reacondicianamiento.

REMANUFACTURA

El último estadio sería la REMANUFACTURA (Remanufacturing). En este caso el motor tiene total garantía, como un motor nuevo de fábrica. Porque no solo se ha reacondicionado, sino que en muchos casos se han realizado operaciones y tratamientos de mejora, lo que se considera una modernización o actualización. Por ejemplo en los aislamientos, llegando a conseguir prestaciones mejores incluso que las originales de fábrica del motor. Esta sería la principal diferencia con el reacondicionamiento.

Un motor remanufacturado puede llegar a tener garantías incluso superiores a las del motor original de fábrica. La garantía final simpre la dará el vendedor en todo caso.

En resumen diríamos que conviene por tanto no solo exigir un informe técnico completo del trabajo que se ha realizado sobre el motor cuando utilizamos un servicio de reparación, sino también información sobre su estado final en relación a la garantía que se nos ofrece. En especial cuando compramos motores para repuesto ó en la modalidad de intercambio que ofrecen algunos servicios postventa para resolver casos de urgencia.

Fuentes: APRA, Ihobe

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Mostramos varios ejemplos reales en este album de termografías realizadas a varios servomotores eléctricos en planta. En este caso de la marca YASKAWA.

En estos ejemplos en particular no se detectan anomalías reseñables. Es un buen método para hacer un seguimiento periódico y detectar incrementos de Tª anómalos que pueden indicar un posible fallo en los rodamientos o en el bobinado del motor.

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Quienes nos dedicamos al mantenimiento de motores eléctricos encontramos a menudo diversos dispositivos para medir la Tª. Es muy importante identificarlos bien para que sean sustituidos correctamente en caso necesario, por ejemplo al rebobinar un motor.

A continuación hacemos un repaso de los más comunes:

Termistores o bimetales:

Los termostatos bimetálicos tanto en tiras como en discos, que convierten un cambio de temperatura en un movimiento mecánico, son los objetos bimetálicos más conocidos debido a su nombre.

Están compuestos por dos capas de metales con diferentes coeficientes térmicos de expansión, por lo que al variar la temperatura tiende a flexionarse hacia el lado de menor coeficiente de expansión.

Esta disposición es utilizada en disyuntores de corriente, donde la corriente que circula por el mismo bimetal lo calienta y hace que se abra al circuito, limitando así la corriente máxima.

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Termopar:

Un termopar (también llamado termocupla) es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado «punto caliente» o unión caliente o de medida y el otro denominado «punto frío» o unión fría o de referencia.

Consiste, básicamente, en un circuito cerrado formado por dos hilos determinados y de distintos metales unidos por sus respectivos extremos, en el cual aparece una pequeña corriente a partir de una diferencia de potencial surgida por una diferencia de temperaturas en ambos extremos.

El fenómeno es resultado del tránsito de electrones entre las uniones de los dos metales a consecuencia de una energía, en este caso térmica, aplicada a una de ellas.

La señal de salida es de muy bajo nivel, entre 0,002 a 80 mV; la forma de transmitir la señal es mediante cables de compensación (hilos de los mismos metales que el termopar) o convirtiendo esta señal a 4,,,20 mA.

En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado Celsius son difíciles de obtener.

Termistores (PTC/NTC):

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El término termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:

• NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo
• PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo

Son elementos PTC los que la resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura y elementos NTC los que la resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura.

Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura, debido a la variación de la concentración de portadores. Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentará también la concentración de portadores, por lo que la resistencia será menor, de ahí que el coeficiente sea negativo. Para los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado muy intenso, éste adquirirá propiedades metálicas, tomando un coeficiente positivo en un margen de temperatura limitado. Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.

Sin embargo, a diferencia de los sensores “RTD” (del inglés: resistance temperature detector es un detector de temperatura resistivo o “termoresistencia”) que veremos a continuación , la variación de la resistencia con la temperatura es no lineal. Para un termistor NTC, la característica es hiperbólica. Para pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia.

Diagrama esquemático de una resistencia termométrica, o resistencia detectora de temperatura (RTD).

Termorresistencias (RTD):

Un RTD (del inglés: resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo, es decir, un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Su símbolo es el siguiente, en el que se indica una variación lineal con coeficiente de temperatura positivo.

Al calentarse un metal habrá una mayor agitación térmica, dispersándose más los electrones y reduciéndose su velocidad media, aumentando la resistencia. A mayor temperatura, mayor agitación, y mayor resistencia.

En este caso sin embargo tal como indicábamos anteriormente, por lo general la variación es bastante lineal en márgenes amplios de temperatura.

Los materiales empleados para la construcción de sensores RTD suelen ser conductores tales como el cobre, el níquel o el platino.

Un sensor muy común es el Pt100 (RTD de platino con R=100  a 0 °C). En la siguiente tabla se muestran valores estándar de resistencia a distintas temperaturas para un ejemplo de sensor Pt100.

Ventajas de los RTD

• Margen de temperatura bastante amplio.
• Proporciona las medidas de temperatura con mayor exactitud y repetitividad.
• El valor de resistencia del RTD puede ser ajustado con gran exactitud por el fabricante (trimming), de manera que su tolerancia sea mínima. Además, éste será bastante estable con el tiempo.
• Los RTD son los más estables con el tiempo, presentando derivas en la medida del orden de 0.1 °C/año.
• La relación entre la temperatura y la resistencia es la más lineal.
• Los sensores RTD tienen una sensibilidad mayor que los termopares. La tensión debida a cambios de temperatura puede ser unas diez veces mayor.
• La existencia de curvas de calibración estándar para los distintos tipos de sensores RTD (según el material conductor), facilita la posibilidad de intercambiar sensores entre distintos fabricantes.
• A diferencia de los termopares, no son necesarios cables de interconexión especiales ni compensación de la unión de referencia.

Inconvenientes de los RTD

• Dado que el platino y el resto de materiales conductores tienen todos una resistividad muy baja, para conseguir un valor significativo de resistencia será necesario devanar un hilo de conductor bastante largo, por lo que, sumando el elevado coste de por sí de estos materiales, el coste de un sensor RTD será mayor que el de un termopar o un termistor.
• El tamaño y la masa de un RTD será también mayor que el de un termopar o un termistor, limitando además su velocidad de reacción.
• Los RTD se ven afectados por el autocalentamiento.
• Los RTD no son tan durables como los termopares ante vibraciones, golpes…
• No tener en cuenta la resistencia de los hilos de interconexión puede suponer un grave error de medida.

RESUMEN: Principal diferencia entre Termistores

Las sondas NTC y PTC tienen una variación de la resistencia con la temperatura  no lineal. Para un termistor NTC, la característica es hiperbólica. Para pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia.

Las RTD o termoresistencias tienen una variación de la resistencia con al temperatura muy lineal y admite un gran abanico de resistencias en función de temperaturas.

+ info en: guemisa.com, motortico.com

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Utilizando motores más eficientes se podrían ahorrar en Europa alrededor de 135 TWh de electricidad para 2020, equivalente al consumo anual de electricidad de Suecia. Esto significa que se evitarán más de 60 millones de toneladas de emisiones de CO2.

Actualmente la Norma IEC 60034-30-1 (2014) define 4 niveles de eficiencia energética en los motores eléctricos, cubriendo una gama de potencia entre 0,12 kW y 1000 kW.

Existe igualmente otra Directiva de Ecodiseño ErP o Directiva 2009/125/CE que nos indica en dos de sus puntos la necesidad de informar sobre el consumo energético de los productos así como su reutilización con el objetivo de un desarrollo sostenible:

(12) Con el fin de obtener el máximo beneficio medioambiental a través de la mejora del diseño, puede ser necesario que se informe a los consumidores sobre las características y el rendimiento medioambiental de los productos relacionados con la energía y aconsejarles respecto de una utilización del producto respetuosa del medio ambiente.

(14) «reutilización»: toda operación que permite destinar un producto o sus componentes, tras haber alcanzado el final de su primera utilización, al mismo uso para el que fueron concebidos, incluido el uso continuado de un producto devuelto a un punto de recogida, distribuidor, empresa de reciclado o fabricante, así como la reutilización de un producto tras su reacondicionamiento.

En Motorlan hemos atendido la necesidad de conciliar los puntos señalados de la siguiente manera.

Por una parte realizamos un informe completo de eficiencia para conocer el rendimiento real de los motores que nos llegan para su reparación o reacondicionamiento. Puedes descargarte aquí un ejemplo resumen de estos informes. En el informe completo añadimos una comparativa de costes y amortización en el caso de sustituir ese motor por uno más eficiente.

Lógicamente si el motor llega quemado no se pueden realizar las pruebas de rendimiento hasta que esté bobinado y reparado de nuevo.

Por otra parte después de la reparación y rebobinado, la eficiencia del motor eléctrico generalmente se ve afectada por malas prácticas de reparación en talleres de reparaciones de todo el mundo.

En muchos países una parte significativa del stock instalado de motores eléctricos falla cada año y la mayoría son reparados y puestos nuevamente en servicio. En China por ejemplo se estima que el 10% de todos los motores eléctricos instalados en aplicaciones industriales fallan durante la operación cada año. El 87% son reparados y puestos de nuevo en servicio.

Los motores se reparan generalmente 3 a 4 veces antes de ser sustituidos. El potencial de ahorro de energía resultante de la mejora de las prácticas de reparación de motores en las economías, es enorme.

A comienzos de 2000 existía la creencia común de que el rebobinado o la reparación de un motor de inducción de CA generaba sistemáticamente una pérdida de la eficiencia energética original de hasta un 2%, dependiendo de la clasificación del motor. Sin embargo, existen procedimientos de reparación distintos de las prácticas tradicionales que evitan la reducción del nivel de eficiencia energética en comparación con el nivel de eficiencia del motor nuevo.

En Motorlan empleamos estos procedimientos para evitar la degradación de la eficiencia del motor durante la reparación. Para ello es necesario:

• Registrar rigurosamente en el desguace los datos de los bobinados para reproducir exactamente el bobinado original.

• Realizar pruebas de puntos calientes antes y después del rebobinado para identificar las pérdidas en el estator.

• Evitar dañar la chapa laminada en el desguace.

• En el proceso de rebobinado, asegurar que no se realicen modificaciones mecánicas o cambios en la longitud de los conductores, número de espiras y el área de la sección transversal según lo diseñado por el fabricante original.

• Realizar reparaciones mecánicas siempre según las especificaciones del fabricante, cuando estén disponibles: comprobación del desgaste del eje, salto, grietas, alienación,…. así como cualquier aspecto de la reparación relacionada con los rodamientos.

De esta manera conseguimos ofrecer al propietario del motor toda la información que necesita para decidir siempre la mejor opción en el mantenimiento de sus motores. Que puede pasar por seguir con la reparación y reacondicionamiento o la sustitución por un motor nuevo más eficiente.

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Pero no solo se trata de cumplir unas normas establecidas. Interesa obtener unos resultados efectivos que justifiquen tales inversiones. La diagnosis de máquinas eléctricas es un término propio que diferencia a MOTORLAN como  centro de reparaciones especializado. Mediante este mantenimiento predictivo conseguimos:

1. Tener un control del estado de los motores y llevar un seguimiento de su evolución.
2. Evitar averías detectando a tiempo las anomalías que las pueden provocar.
3. Que las reparaciones o intervenciones inevitables sobre los motores una vez detectada la incidencia sean menos costosas, ya que se ha identificado a tiempo.
4. Tiempos mínimos de máquina parada y por tanto de producción. posible parada.
5. Evitar también por ejemplo los cambios periódicos de rodamientos útiles para el servicio y las revisiones periódicas innecesarias de las máquinas en buen régimen de trabajo.

Un estudio más o menos grosero de los distintos tipos de avería que se pueden presentar en los motores eléctricos refleja los porcentajes de fallo:

Estudios realizados demuestran que aunque sólo una cuarta parte de las averías corresponde a motores superiores a 40 Kw, el coste de su reparación supone casi un 80% del total.

En las siguientes imágenes se pueden observar un caso real del estado interno de un motor de c.c. en el momento de hacer la diagnosis. Requiere una actuación correctiva lo antes posible para evitar una avería casi segura en un corto plazo.

Presenta un charco de aceite en el interior así como gran cantidad de polvo y limaduras que agorrotan las escobillas a la vez que se acumulan en los bobinados provocando un deterioro continuado del aislamiento.

Especialmente importante es el seguimiento del aislamiento. Como ya se ha indicado anteriormente en los porcentajes de fallo, una degradación progresiva del aislamiento provoca un peligroso aumento de la temperatura. La vida teórica de un motor, estimada en unas 24.000 horas o 10 años, desciende a la mitad cuando el motor trabaja, de forma continuada, 10ºC por encima de su temperatura límite de 120ºC. Si son 20ºC, su vida se reduciría a la cuarta parte, esto es, a dos años y medio.

En nuestras Diagnosis, además de a las técnicas de verificación estáticas, es decir, a motor parado, prestamos especial importancia a verificar la condición mecánica de los rodamientos, y la condición general de los motores (el efecto de la flojedad estructural, y el desequilibrio por las vibraciones de las máquinas).

Los informes que entregamos tras realizar la Diagnosis se estructuran tal como se detallan a continuación.

1.- Listado histórico de los motores diagnosticados; resumen de los resultados obtenidos en las diagnosis anteriores motor por motor y previsión de las futuras. Primeramente figura también un listado de máquinas diagnosticadas con sus correspondientes motores para una rápida localización.

2.-  Ficha de cada motor; con los resultados de la toma de datos actual y evolución histórica de los distintos parámetros analizados. El análisis de cada motor consta principalmente de los siguientes apartados:

• Toma de datos de placa; para una contrastación posterior con la máquina en funcionamiento. Conseguimos de esta manera saber como está dimensionado el motor y sus características actuales.
• Inspección visual; donde se pretende analizar puntos como por ejemplo, en el caso de un motor de c.c: colector, escobillas, calidad de escobillas, dimensiones, etc.
• Aislamientos y resistencia del bobinado; son dos de los datos más importantes y que más información nos dará sobre el estado actual del motor y su evolución en el tiempo.
• Análisis de vibraciones en cuatro puntos; para ver si el motor se encuentra dentro de normas), y así poder evitar posibles deficiencias en los rodamientos y en las cabezas de bobina.
• Análisis de rodamientos; para saber en que régimen de trabajo opera actualmente y poder observar una posterior evolución en base a otra nueva toma de datos.

3.- Comentario resumen de los datos incluidos en el informe; donde se detallan en cada motor, las conclusiones a las que se ha llegado en base a los resultados obtenidos, y señalando las acciones particulares que se aconseja realizar.

Una vez recopilados estos datos, se envía el informe total de la Diagnosis. Todos los datos tomados quedan registrados informáticamente y se realiza un seguimiento en base a las nuevas tomas, con sus gráficos, analizando su evolución. La trazabilidad es total ya que se completa con las intervenciones y reparaciones que esos motores tienen si es caso en nuestros talleres por averías o puestas a punto.

Las Diagnosis se realizan por lo general cada 6 meses, aunque depende siempre de cada motor y su régimen de trabajo.

Disponemos también de:

• Equipo portátil de análisis espectral para determinados casos en los que se puedan presentar problemas importantes de vibración, el cual nos permite conocer, entre otras cosas, el origen de las mismas, el desalineamiento, y proceder en determinados casos al equilibrado in situ de la máquina. Para diámetros de mayor envergadura tenemos capacidad para equilibrar rotores mayores de 3 m. de longitud. Contamos además con equipos también portátiles para comprobación de los devanados, que nos permiten incluso detectar el deterioro del aislamiento entre espiras mediante ensayos no destructivos.

• Termografía. Se predicen con esta técnica puntos calientes en motores e instalaciones eléctricas que pueden ser causa de averías graves. Nuestras inspecciones termográficas son realizadas por técnicos con formación en Nivel II conforme recomendación SNT-TC-1A.

El servicio de Diagnosis Incluye la realización del informe correspondiente y posterior entrega del mismo en persona, comentando las incidencias observadas.

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Un polímetro es capaz de medir diferentes magnitudes, entre ellas la resistencia eléctrica, cuya unidad viene dada en Ohmios. Su funcionamiento, concretamente para medir resistencias, viene dado por la acción de una pila interna (de poco voltaje) que hace circular una pequeña corriente a través de la resistencia a medir, conductor o bobinado, en su defecto. El valor en Ohmios obtenido pertenece a la resistencia eléctrica que ofrece dicho conductor al paso de la corriente a través de él, y se verá incrementado según sea la longitud y la sección del mismo.

Por otra parte, un Megóhmetro, mejor conocido quizá como Megger, es normalmente utilizado para medir la resistencia de aislamiento de un cuerpo aislado. Para su funcionamiento, utiliza un generador de CC o bien una pila, los cuales, acompañados de circuitos electrónicos, son capaces de generar en su salida valores de tensión de hasta 5000V (según el modelo del instrumento). Los resultados obtenidos del ensayo en Ohmios, pertenecen a la resistencia de aislamiento que posee un elemento aislado respecto de un elemento activo o conductor.

Aunque exista cierta similitud entre ambos instrumentos, la medida de resistencia de un aislamiento se realiza arbitrariamente con un Megger (o similar), capaz de generar una tensión elevada tal que cree un momento de estrés en el aislamiento (cuestión que un polímetro es incapaz de hacer). Debido a que ningún aislamiento es perfecto e imperforable, una pequeña corriente circulará a través del mismo que, mediante su medición, se determina el valor en Ohmios de la resistencia del aislamiento (basándose en la sencilla Ley de Ohm  R= V / I), normalmente en  Mega ó Tera Ohmios inclusive.

En conclusión, un polímetro mide la resistencia eléctrica que posee un conductor (bobina) y un Megger la resistencia de aislamiento que posee un grupo aislado (dos bobinas respecto de masa), cuestión que es incapaz de realizar un polímetro.

…Porqué se dice que el ensayo de Megger es “destructivo”.

En realidad no tiene porque serlo.

Un aislamiento posee una rigidez dieléctrica capaz de soportar tensiones mucho mayores a las tensiones nominales de funcionamiento de un motor. En el ensayo con Megger, se somete al motor a una tensión de 1000V (normalmente, dependiendo de las características del motor) durante un intervalo corto de tiempo que, en otras palabras, pone al límite las características dieléctricas del aislamiento, sin deteriorarlo.

Si el aislamiento está en buen estado, será capaz de soportar con tranquilidad la tensión aplicada en el ensayo. Si, por el contrario, el aislamiento se encuentra deteriorado o perforado, la tensión aplicada terminará de perforar el aislamiento, pudiendo dejarlo inservible o destruido.

… Porqué el ensayo del  Baker se considera “no destructivo”.

El instrumento Baker permite detectar y evaluar fallas en los devanados de los motores eléctricos. Su funcionamiento se basa en la generación de una tensión pulsatoria (pulsos muy breves) introducida en los devanados del motor. Entre pulso y pulso, las bobinas del devanado reaccionan como una inductancia (a la frecuencia de pulsación), proporcionando una señal senoidal ligeramente deformanda. Cada bobina reacciona de forma única, por lo que la señal obtenida también lo será. Comparando ambas señales se verifica si las bobinas son idénticas y también se comprueba que no haya ninguna derivación entre ellas (bien sea entre espiras de distintas fases o espiras de la misma fase del motor).

Debido a que la tensión aplicada es pulsatoria, los aislamientos de los bobinados son capaces de soportarla perfectamente.

… Prueba de rigidez dieléctrica, ¿Megger o Chispómetro?

Para comprobar si el aislante de un elemento aislado es correcto, es decir, su rigidez dieléctrica es lo suficientemente elevada para aislar el material conductor, bastaría con un instrumento de medición de rigidez dieléctrica o chispómetro.

Su funcionamiento se basa en la introducción de una tensión ajustable (de 1000V en adelante normalmente) a todos los elementos que se encuentran aislados entre si (chapas magnéticas del estator y los bobinados por ejemplo) para comprobar su comportamiento ante una tensión superior a la de funcionamiento nominal. Si el aislamiento esta en buenas condiciones, es decir, su rigidez dieléctrica es elevada, el ensayo saldrá como satisfactorio. De lo contrario, si existiese algún defecto en el aislamiento, saltarían “chispas” debido a un contacto entre conductores o de un conductor con la chapa (creando un cortocircuito).

Al realizar un ensayo con el Megger, además de comprobar que el estado del aislamiento, y por tanto ver que su rigidez dieléctrica es correcta, se determina también el valor en Ohmios de la resistencia que posee dicho aislamiento al paso de corriente.

+ info sobre medición de aislamientos en motores eléctricos en BT (descarga aquí)

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ROTOR BARNIZADO

Un ejemplo práctico; despúes de una buena limpieza, podemos utilizar un barniz de impregnación elaborado a base de resinas Epoxy modificadas. El secado se efectúa por polimerización y se obtienen bobinados muy compactos, con dureza, gran adherencia y elasticidad. Ofrece muy buena resistencia frente a los gases refrigerantes y a los aceites agresivos. Podemos obtener de esta manera aislamientos CLASE TERMICA H (180ºC), superiores en muchos casos a los aplicados por el fabricante original.

Esta es una práctica habitual en nuestros procedimientos de reparación MOTORLAN. (Más información sobre aislamientos en motores de BT y su medición: descargar aquí)

ESTATOR ANTES DE LIMPIEZA

ESTATOR DESPUES DE LIMPIEZA

A esto le sumamos la aplicación final de un electroesmalte ANTI-FLASH, característico de color rojo, con cargas minerales incorporadas, que le confieren propiedades especiales de conductividad térmica y rigidez dieléctrica. Conseguimos así alta resistencia a la temperatura, pero sobre todo su principal característica consiste en proteger al bobinado contra las chispas que puedan producirse entre el colector y la bobina o entre el colector y la carcasa metálica del motor. Es un producto anti-arco. Su viscosidad además permite rellenar y cerrar los vacios entre los hilos del bobinado.

ESMALTE ANTI-FLASH

Esto es idóneo para bobinados que deban estar sometidas a la humedad (motores marinos), o en ambientes polvorientos. Es sabido que un gran número de cortocircuitos y derivaciones de aislamiento en motores eléctricos son debidos a la presencia de cuerpos que han penetrado en el interior de las espiras de las bobinas. Un bobinado protegido con ANTI-FLASH, presenta una superfície unida, donde el agua y el polvo tienen poca posibilidad de actuar. Un motor que esté tratado con ANTI-FLASH posee mayor seguridad y presentación.

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