Trabajo de mantenimiento

 

U N I V E R S I D A D

D E

P I U R A 

FACULTAD DE INGENIERÍA

MANTENIMIENTO

Mantenimiento de un motor eléctrico

INTEGRANTES:

Carrasco Távara, Pedro Iman Coveñas, Junior Jiménez Silva, Carla Giuliana Palacios Elías, José Rodolfo Ramírez Cardoza, Franco Zapata Vargas, Sebastián Andrés DOCENTE

Yaksetig Castillo, Jorge Arturo Piura, 31 agosto del 2021

 

Contenido

Introducción ............................ ........................................................ ........................................................ ....................................................... ........................................ ............. 4 Objetivos ............................. ......................................................... ....................................................... ....................................................... ............................................. ................. 4 Marco teórico .......................... ...................................................... ........................................................ ....................................................... ........................................ ............. 4 1.

Motor eléctrico de corriente alterna ......................................................... ............................. ....................................................... ................................... ........ 4 1.1 Partes Fundamentales de un Motor de Corriente Alterna. .............................. . ....................................................... .......................... 4 1.2. 1.3.

Por su velocidad de giro ............................. ........................................................ ....................................................... ............................................. ................. 5 Por su número de fases de alimentación ........................... ....................................................... .................................................. ...................... 7

1.4.

Por el tipo de rotor ............................ ........................................................ ....................................................... .................................................... ......................... 10

1.5.

Por el tipo de conexión. ......................... .................................................... ....................................................... ................................................ .................... 11

1.6.

Parámetros Principales en Motores de Corriente Alterna. ............................ ................................................ .................... 12 Procedimientos que se aplicaran ............................................................... .................................. ....................................................... .............................. 13

1.

En relación relación a la función de tarea.................................................... ......................... ....................................................... ........................................... ............... 14 1.1.

2.

Preventivo: ......................... ..................................................... ....................................................... ....................................................... ....................................... ........... 14

1.1.2.

Correctivo: ........................... ...................................................... ....................................................... ........................................................ .................................. ...... 14

1.1.3.

Predictivo: ........................... ...................................................... ....................................................... ........................................................ .................................. ...... 14

En función de la calificación .................................................... ......................... ....................................................... ................................................ .................... 15 2.1. Mantenimiento Interno: .................................................... ......................... ....................................................... ................................................ .................... 15 2.2.

Mantenimiento Externo: ............................. ........................................................ ....................................................... ........................................... ............... 15

2.3.

Externalización Legal: ........................... ...................................................... ....................................................... ................................................ .................... 15

2.4.

Externalización por fata de tiempo: ......................... ..................................................... ....................................................... ............................... 15

2.5.

Externalización por falta de medios ......................... ..................................................... ....................................................... ............................... 15 Mantenimiento Correctivo ...................................................................... ........................................... ....................................................... ................................ 16

1.

Bobina del del es estator tator aabierta bierta (Técnico de Mantenimiento, Mantenimiento, 2020a)............................ ................................................ .................... 16

2.

Bobinado del estator en cortocircuito .......................... ..................................................... ....................................................... .................................. ...... 16

3.

Bobinado del estator derivado a masa ......................... .................................................... ....................................................... .................................. ...... 16

4. 5.

Averías por falta de una fase ......................... .................................................... ....................................................... ................................................ .................... 16 Averías de los rotores en cortocircuito ............................. ....................................................... ...................................................... ................................ 17 Mantenimiento Preventivo ......................... .................................................... ....................................................... ................................................ .................... 17

1.

Comprobación de los cojinetes o rodamientos................................... rodamientos................................................................ ....................................... .......... 17

2.

Comprobación de los anclajes (para la eliminación de vibraciones y ruidos) ......................... ............................. 17

3.

Limpieza de los aislamientos eléctricos ....................................................... ........................... ....................................................... ............................... 17

4.

Revisión de los bornes y conexiones internas ........................... ....................................................... ................................................ .................... 18 Mantenimiento Predictivo .......................... ..................................................... ....................................................... ................................................ .................... 18

1.

Análisis de Termografía ........................... ....................................................... ....................................................... .................................................... ......................... 18 1.1.

2. 3.

Inspección termográfica.............................. termográfica......................................................... ....................................................... ........................................... ............... 18

Análisis de vibraciones ......................................................... ............................. ....................................................... .................................................... ......................... 19 Pruebas líquidas penetrantes. ......................... .................................................... ....................................................... ................................................ .................... 20

 

4. Análisis de corriente de motores de inducción in ducción ............................. ......................................................... ................................................ .................... 20 4.1. Objetivos: ........................... ...................................................... ....................................................... ........................................................ ........................................... ............... 20 4.2.

Descripción......................... ..................................................... ....................................................... ....................................................... ....................................... ........... 20

4.3.

Aplicaciones: ........................... ...................................................... ....................................................... ........................................................ .................................. ...... 20

4.4.

Metodología: ........................... ...................................................... ....................................................... ........................................................ .................................. ...... 20

5. Pruebas dieléctricas de embobinados ........................................... ................ ...................................................... ................................................ ..................... 21 5.1. Objetivos ............................................................................................................................... 21 5.2. Descripción............................................................................................................................ 21 5.3. Aplicaciones: ........................... ....................................................... ........................................................ ....................................................... ...................................... ........... 21 5.4. Metodología .......................................................................................................................... 21 Caso Práctico: Mantenimiento de un motor eléctrico de un Puente Grúa......................... .............................. ..... 22 1.

Estructura detallada de trabajo (EDT) ......................... .................................................... ....................................................... .................................. ...... 22

2.

Diccionario del EDT: .......................... ...................................................... ....................................................... ....................................................... ................................ 23

3.

Restricciones .......................... ..................................................... ....................................................... ........................................................ ........................................... ............... 23

4.

Tabla de Precedencias ......................... ..................................................... ....................................................... ....................................................... ................................ 23

5.

Diagrama Reticular [ANEXO 1] ............................ ........................................................ ........................................................ ...................................... .......... 24

6.

Cronograma [ANEXO 2]............................... 2].......................................................... ....................................................... ................................................ .................... 24 Conclusiones ........................... ....................................................... ........................................................ ....................................................... ...................................... ........... 25 Bibliografia ......................... .................................................... ....................................................... ....................................................... ........................................... ................ 26 Anexos ........................... ....................................................... ....................................................... ....................................................... ................................................ .................... 27

 

Introducción

En la industria, los motores eléctricos son enormemente utilizados para diversas tareas, esto debido a que tienen la capacidad de transformar energía eléctrica en energía mecánica, esta es aprovechada por para dar origen a diferentes mecanismos. Debido a que qu e mezcla componentes eléctricos y mecánicos, está expuesto al desgaste y por ende es necesario realizar actividades de mantenimiento para así alargar su tiempo de vida. En el presente trabajo veremos el desarrollo de un plan de trabajo a ejecutar en un mantenimiento para un motor eléctrico, en el marco teórico se verá el funcionamiento de un motor eléctrico de corriente alterna y a su vez los diferentes tipos de mantenimiento los cuales son ejecutados en esta máquina. Luego se verán los procedimientos a seguir según las diferentes fallas que podrían ocurrir, para al final ejecutar un plan de trabajo de mantenimiento abordando una Estructura Detallada de Trabajo (EDT), Tabla de Precedencias, Diagrama Reticular y un cronograma a seguir. Objetivos        

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• •

•

Conocer las diferencias entre los tipos de mantenimiento. mantenimiento . Elaborar un EDT para el mantenimiento de un motor eléctrico. Realizar una ruta crítica para así poder optimizar las actividades dentro del mantenimiento. Elaborar un cronograma el cual nos ayude a la gestión de personal y mano de obra en las diversas actividades. Marco teórico

1.  Motor eléctrico de corriente alterna

Los motores de corriente alterna engloban un catálogo diverso de diferentes tipos en base a su funcionamiento, por ello los podemos calificar por su velocidad de giro, en número de fases de alimentación y por el tipo de rotor.

1.1 Partes Fundamentales de un Motor de Corriente Alterna.

1.1.1. 

Estator.

Es la parte fija del motor. Está constituido por una carcasa en la que está fijada una corona de chapas de acero al silicio provistas de unas un as ranuras. Los bobinados de sección apropiada están dispuestos en dichas ranuras formando las bobinas que se dispondrán en tantos circuitos como fases tenga la red a la que se conectará la máquina.

 

 

 Ilustración 1 Estator con su bobinado

1.1.2.  Rotor.

Es la parte móvil del motor. Está situado en el interior del estator y consiste en un núcleo de chapas de acero al silicio apiladas que forman un cilindro, en el interior del cual se dispone un  bobinado eléctrico.

 Ilustración 2 Rotor motor  AC

1.2.   Por su velocidad de giro

1.2.1.  Motor Asíncrono

Son aquellos motores eléctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estator. Cuanto mayor es el par motor mayor es esta diferencia de frecuencias.

 Ilustración 3 Motor asíncrono

 

1.2.2.  Motor Síncronos

Motor de corriente alterna en el que la rotación del eje está sincronizada con la frecuencia de la corriente de alimentación; el periodo de rotación es exactamente igual a un número entero de ciclos de CA. Este motor tiene la característica de que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo alimenta. Es utilizado en aquellos casos en donde se desea una velocidad v elocidad constante.

 Ilustración 4 Motor síncrono

1.2.3.  Motores síncronos de rotor de polos lisos o polos no salientes:

se utilizan en rotores rotores de dos y cuatro polos. Es Estos tos tipos de rrotores otores está estánn construidos al mismo nivel de la superficie del rotor. Los motores de rotor liso trabajan a eelevadas levadas velocidades.

 Ilustración 5 Motor síncrono de polos lisos

1.2.4.  Motores síncronos de polos salientes:

Los motores de polos salientes trabajan a bajas velocidades. Un polo  polo magnético que se proyecta proyecta hacia fuera de la superficie del rotor. Los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más

saliente es un polos.

 

 

 Ilustración 6 Motor síncrono de polos salientes

1.3.   Por su número de fases fases de alimentación

1.3.1.  Motores Monofásicos

Los tipos de motores monofásicos son aquellos que cuando está en operación, desarrolla un campo magnético rotatorio, pero antes de que inicie la rotación, el estator produce un campo estacionario pulsante. Para producir un campo rotatorio y un par de arranque, se debe tener un devanado auxiliar desfasado 90° con respecto al devanado principal. Una vez que el motor ha arrancado, el devanado auxiliar se desconecta del circuito. Debido a que un motor de corriente alterna (C.A.) monofásico tiene dificultades para arrancar, está constituido de dos grupos de devanados: devanado principal o de trabajo y devanado auxiliar o de arranque. Los devanados difieren entre sí, física y eléctricamente. El devanado de trabajo está formado de conductor grueso y tiene más espiras que el devanado de arranque.

 Ilustración 7 Motor monofásico

1.3.1.1.  Tipo y Clasificación de Motores Monofásicos Monofásicos

1.3.1.1.1.   Motores monofásicos de fase partida

 

  En general consta de una carcasa, un estator formado por laminaciones, en cuyas ranuras aloja las bobinas de los devanados principal y auxiliar, un rotor formado por conductores a base de barras de cobre o aluminio embebidas en el rotor y conectados por medio de anillos de cobre en ambos extremos, denominado lo que se con conoce oce como una jaula de ardilla. Se les llama así, porque se asemeja a una jaula de ardilla. Fueron de los  primeros motores monofásicos monofásicos usados eenn la industria, y aún permanece su aplicación en forma popular. Estos motores se usan en: máquinas herramientas, ventiladores, bombas, lavadoras, secadoras y una gran variedad de aplicaciones; la mayoría de ellos se fabrican en el rango de 1/30 (24.9 W) a 1/2 HP (373 W).

1.3.1.1.2.   Motores de arranque con capacitor

Este tipo de motor es similar en su construcción al de fase partida, excepto que se conecta un capacitor en serie con el devanado de arranque para para tener un mayor par de arranque. Su rango de operación va desde fracciones de HP hasta 15 HP. Es utilizado ampliamente en muchas aplicaciones de tipo monofásico, tales como accionamiento de máquinas herramientas (taladros, pulidoras, etcétera), compresores de aire, refrigeradores,, etc. refrigeradores e tc.

1.3.1.1.3.   Motores con Imán permanente: permanente:

Utilizan un capacitor conectado en sserie erie con los devanados de aarranque rranque y de trabajo. El crea un retraso en el devanado de arranque, el cual es necesario para arrancar el motor y para accionar la carga.

La principal diferencia entre un motor con permanente y un motor de arranque con capacitor, es que no se requiere switch centrífugo. Éstos motores no pueden arrancar y accionar cargas que requieren un alto par de arranque. 1.3.1.1.4.   Motores de inducción-repulsión: inducción-repulsión:

Los motores de inducción-repulsión se aplican donde se requiere arrancar cargas pesadas sin demandar demasiada corriente. Se fabrican de 1/2 HP hasta 20 HP, y se aplican con cargas típicas como: compresores de aire grandes, equipo de refrigeración, Etc.

1.3.1.1.5.   Motores de polos sombreados: sombreados:

Este tipo de motores es usado en casos específicos, que tienen requerimientos  potencia muy bajos.

de

 

  Su rango de potencia está comprendido en valores desde 0.0007 HP hasta 1/4HP, y la mayoría se fabrica en el rango de 1/100 a 1/20 de HP. La principal ventaja de estos motores es su simplicidad de construcción, su confiabilidad y ssuu robustez, robustez, además, tienen un bajo costo. A diferencia de otros motores monofásicos de C.A., los motores de fase  partida no requieren de partes auxiliares (capacitores, escobillas, conmutadores, etc.) o partes móviles (switches centrífugos). Esto hace que su mantenimiento sea mínimo y relativamente sencillo.

1.3.1.1.6.   Motores Bifásicos

Es un sistema de producción y distribución de energía eléctrica basado en dos tensiones eléctricas alternas desfasadas en su frecuencia 90º.

 Ilustración 8 Motor bifásico

1.3.1.1.7.   Motores Trifásicos Trifásicos

Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos rotativos en el  bobinado del estator estator (o parte fija del motor).

 Ilustración 9 Motor Trifásico

 

1.4.   Por el tipo de rotor

1.4.1.  Motores con anillos rozantes

Se usan en aplicaciones que exigen un alto par o una baja corriente en el arranque. Ofrecen la máxima disponibilidad y se recomiendan especialmente para aplicaciones con cargas de elevada inercia. Son de construcción modular y disponen de una amplia gama de accesorios, en función de la aplicación que se le vaya a otorgar.

 Ilustración 10 motor con anillos rozantes

1.4.2.  Motores con colector

También conocidos como anillos rotatorios, son comúnmente hallados en máquinas eléctricas del rotor. Pueden entregar alta potencia con dimensiones y peso reducidos, soportar grandes cargas temporales sin detenerse completamente, simplemente disminuyendo la velocidad de rotación.

 Ilustración 11 Motores con colector

 

1.4.3.  Motores jaula de ardilla

Consiste en un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos  poniendo en cortocircuito cortocircuito los anillos que forman la jaula. jaula.

 Ilustración 12 Motores Jaula de Ardilla

1.5.   Por el tipo de conexión.

1.5.1.  Motores conectados en estrella

La conexión se utiliza principalmente en Estrella cuando existen Corrientes de Partida bajas,  por ello No es recomendable cuando el Motor debe hacer mu mucha cha fuerza de arranque como Bombas; en Estrella se pueden conectar Ventiladores de Aire o Motores Livianos.

 Ilustración 13 Motores conectados en estrella

 

1.5.2.  Motor conectado en delta

La conexión se utiliza principalmente cuando se necesitan Corrientes de Partida altas, esto quiere decir mayor exigencia del Motor al partir como Bombas, Extractores Industriales o alguna carga pesada.

 Ilustración 14 Motor conectado en delta

1.6.   Parámetros Principales en Motores de Corr Corriente iente Alterna.

1.6.1.  Potencia:

Es la rapidez con la que se realiza un trabajo. En física la Potencia es equivalente a Trabajo  por unidad de tiempo, la unidad del Sistema Internacional para la potencia es el joule por segundo, y se denomina watt (W). Sin embargo, estas unidades tienen el inconveniente de ser demasiado pequeñas para propósitos industriales. Por lo tanto, se usan el kilowatt (kW) y el caballo de fuerza (HP) que se definen como: 1   = 1000  1  = 747   1  = 1. 1.3 34    

1.6.2.  Voltaje:

También llamada tensión eléctrica o diferencia de potencial, existe entre dos puntos, y es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva de un punto a otro.

1.6.3.  Corriente:

La corriente eléctrica [I], es la rapidez del flujo de carga [Q] que pasa por un punto dado [P] en un conductor eléctrico en un tiempo [t] determinado.

 

1.6.4.  Corriente nominal:

En un motor, el valor de la corriente nominal es la cantidad de corriente que consumirá el motor en condiciones normales de operación.

1.6.5.  Corriente de vacío:

Es la corriente que consumirá el motor cuando no se encuentre operando con carga y es aproximadamente del 20% al 30% de su corriente nominal. 1.6.6.  Corriente de arranque:

Todos los motores eléctricos para operar consumen un excedente de corriente, mayor que su corriente nominal, que es aproximadamente de dos a ocho veces superior. 1.6.7.  Corriente a rotor bloqueado:

Es la corriente máxima que soportara el motor cuando su rotor esté totalmente detenido.

1.6.8.  Eficiencia:

La eficiencia de un motor de Corriente Alterna mide la conversión de la energía eléctrica en trabajo útil. La energía que se pierde se convierte en calor. Para aumentar la eficiencia es  preciso reducir estas estas pérdidas. Las pérdidas de los motores se pueden clasificar en cinco categorías principales. Dos de éstas  – las las pérdidas en el hierro del núcleo y las pérdidas por resistencia aerodino-mica y fricción –   se clasifican como pérdidas no relacionadas con la carga, ya que permanecen constantes con independencia de la misma. Las pérdidas relacionadas con la carga, es decir, que varían con ella, son las pérdidas en el cobre del estator, las pérdidas en el rotor y las pérdidas de carga por dispersión. En todas estas  pérdidas pueden influir influir diversas consideraciones de dis diseño eño y construcción, construcción, es decir decir,, la calidad de los procesos de diseño y fabricación.

  =

 

∗ 10 100% 0% 

Procedimientos que se aplicaran

 

1.  En relación a la función de tarea 1.1. Preventivo:  

Tareas de mantenimiento que tienen como objetivo la reducción riesgos. Gracias a estas tareas se previenen fallos, errores o averías en el funcionamiento de los equipos y de las herramientas, según dicte el plan de mantenimiento para cada caso.

 Ilustración 15 Mantenimiento Preventivo

1.1.2.  Correctivo:

Como sugiere su nombre, consiste en reparar la avería una vez que se ha producido. El tiempo de reparación y la inactividad en la producción supone un coste económico para la empresa,  por eso lo recomendable es que una compañía emplee recursos en la elaboración de un plan de mantenimiento para evitar este tipo acciones correctivas.

 Ilustración 16 Mantenimiento Correctivo

1.1.3.   Predictivo:

La recopilación y la interpretación de datos estadísticos permite a muchas empresas aplicar una estrategia de mantenimiento predictivo en sus instalaciones y equipos. Si S i el departamento de mantenimiento industrial detecta valores anómalos, procede a realizar una revisión o el reemplazo de algún componente antes de que se produzca una avería.

 Ilustración 17 Mantenimiento

Predictivo  

2. 

En función de la calificación

La mayoría de las industrias cuentan con un departamento propio de mantenimiento que sigue un plan de revisión de todos los activos. Aunque los trabajadores en plantilla suelen realizar algunas tareas en el día a día, en otras ocasiones deben acudir a empresas externas. Por esta razón se pueden distinguir dos tipos de mantenimiento industrial

 2.1.   Mantenimiento Interno: Interno:

Las tareas básicas de revisión y reparación de activos que asumen los empleados de un departamento de mantenimiento varían en función del sector y del tipo de actividad al que se dedica la empresa. Al disponer de los conocimientos necesarios para llevar a cabo este tipo de operaciones, asumir el mantenimiento a nivel interno no supone un gasto extra de tiempo y esfuerzo para la empresa.

 2.2.   Mantenimiento Externo:

En la mayoría de las ocasiones las empresas no pueden asumir de forma propia el mantenimiento de sus activos, por lo que deben acudir a un mantenimiento externo. Este se  puede solicitar por varios varios motivos:  2.3.   Externalización Legal:

A veces la ley obliga a que las empresas externalicen y certifiquen que el mantenimiento de algunos activos ha sido realizado según las especiaciones de la normativa vigente, por eso deben encargarlo a una empresa profesional, en especial si después tienen que ser inspeccionados por un Organismo de Control Co ntrol Autorizado (OCA): instalaciones de protección contra incendios, transformadores de alta tensión, equipos a presión, tanques de petrolíferas, la calibración de determinados equipos, etc.

 2.4.   Externalización por fata fata de tiempo:

Hay tareas que pueden requerir de una mayor complejidad, por eso el departamento de mantenimiento de muchas empresas industriales prefieren externalizarlas. Para que estas sean asumidas por sus empleados tendrían que emplear recursos económicos en formación, un tiempo del que igual no disponen debido a la carga de trabajo.

 2.5.   Externalización por falta falta de medios

 

Hasta hace algunos años las empresas invertían en activos que les permitían realizar tareas de manteamiento, pero que tenían que acabar renovando cada cierto tiempo. En la actualidad los departamentos de mantenimiento optan por no invertir en material y externalizar las tareas que requieren del uso de herramientas específicas. Como toda empresa de carácter industrial dispone de un plan de mantenimiento en el que se especifica la tipología de tareas que se deben llevar a cabo.

Mantenimiento Correctivo 1.  Bobina del estator abierta (Técnico de Mantenimiento, Mantenimiento, 2020a)

  Desmontaje del motor   Extracción del rotor   Desconectar en la caja de bornes las puntas de entrada de alimentación

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y los puentes los puentes del conexionado.   Verificamos las fases con un Tester: donde no haya h aya un valor de resistencia, será la defectuosa.   Detección exacta de bobina abierta

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2.  Bobinado del estator en cortocircuito

se produce por aislamiento defectuoso, lo causa el calentamiento c alentamiento en los bobinados.        

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Desmontaje del motor Extracción del rotor Prueba en vacío Medir la intensidad de las fases (la fase con mayor corriente será la bobina cortocircuitada)

3.  Bobinado del estator derivado a masa

se produce cuando un hilo de una bobina se pone en contacto con la carcasa de un motor, aparece al inicio o final de una ranura.   Desmontaje del motor   Extracción del rotor   Desconectar en la caja de bornes las puntas de entrada de alimentación y los puentes los puentes

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del conexionado   Colocación de una punta del tester en la tapa del motor y otra en el principio de cada fase (la que tenga valor de resistencia, será la defectuosa) d efectuosa)   Ubicación de bobina derivada a masa

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4.  Averías por falta de una fase

El motor puede seguir funcionando al momento de faltar una fase, pero da una sobrecarga en las otras dos, puede llegar a quemar un motor, falla puede dar se tanto en la instalación eléctrica del motor como en su bobinado.   Desmontaje del motor

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  Extracción del rotor   Desconectar en la caja de bornes las puntas pu ntas de entrada de alimentación   y los puentes los puentes del conexionado

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5.  Averías de los rotores en cortocircuito

Desmontaje del motor    Extracción del rotor   Inspección del rotor y soldar (soldar en caso que sea de acero o sustituir totalmente si es de

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aluminio.

Mantenimiento Preventivo 1.  Comprobación de los cojinetes o rodamientos

Los cojinetes se encargan de mantener el rotor centrado dentro del estator.          

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Desmontaje del motor Extracción del rotormediante extracción de poleas Quitar rodamientos Lijar el eje y engrasarlo Instalación de los nuevos rodamientos

2.  Comprobación de los anclajes (para la eliminación de vibraciones y ruidos)

  Colocación de la máquina en una cimentación adecuada

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3.  Limpieza de los aislamientos eléctricos

  Se deben limpiar de la grasa acumulada.

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 Ilustración 18. Estator engrasado del Motor  

 

4.  Revisión de los bornes y conexiones internas

Mantenimiento Predictivo

Se puede definir como mantenimiento predictivo como co mo el diagnostico de próximas fallas muy  probables en el futuro, se analizan mediante pruebas, inspecciones, uso de datos de maquinarias en operación. El diagnostico se basa en pruebas no destructivas, que sin interrupción de la producción se detecta anomalías y futuras fallas.  1.  Análisis de Termografía

Es una técnica que hace uso de un espectro infrarrojo, que mediante escalas de datos que se representan como termo gramas, permiten a la visión humana un análisis cuantitativo de niveles de temperatura isotérmicos. Esta técnica permite analizar cuerpos estacionarios o en movimiento, observándose de manera segura para saber parcialmente su estado actual, por ejemplo, es aplicables para entornos de altas temperaturas, cargas eléctricas, gases tóxicos, entre otros. (Medina Rojas & Perera Villada, 1992)

 Ilustración 19. Termo grama de motor eléctrico en vista de frontal. Fuente: (Hidalgo, 2003)

1.1. Inspección   termográfica. termográfica.

Tiene la finalidad de determinar puntos calientes que puedan revelar posibles daños o causen  problemas en los equipos que se usan para los proce procesos. sos. La inspección termográfica se basa en que todos los objetos orgánicos e inorgánicos pueden ser analizados en el espectro infrarrojo con una determinada energía de radiación. Se usa una cámara de termovisión, que permite obtener una gráfica con ayuda de un software que puede ser INFRA/SOFT. Contando adicionalmente con la posibilidad de tener los valores promedio de las superficies del objeto analizado sin tener contacto. (Medina Rojas & Perera Villada, 1992)

 

En caso se da un incremento de temperatura, para el caso a tratar del presente trabajo que es  para motores eléctricos. Esto podría significar un indicativo de deterioro del aislamiento, sobrecarga en equipos o defecto en ajustes de contactos. 1.1.1.  metodología:

Selección de ruta de inspección

  Elementos de seguridad a utilizar.   Con la cámara termográfica se realiza un barrido determinando los puntos calientes.   Detección de posibles fallas, verificación con pirómetro y medición de corriente con pinza

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voltimetrica. Luego se realiza une datos detallando fallas encontradas, descripción y ubicación en el equipo analizado. Finalizada la ruta de inspección, podría ser tomada por segunda vez. Y comparada con la  primera. Finalmente se generan las órdenes para reparar o solucionar el equipo defectuoso, en caso  presente fallas o necesite necesite reparación. Se reporta, se organiza y se detalla en los informes de actividades realizadas en el equipo. También se va tomando data de parámetros de corriente y temperatura del equipo. Realizando un siguiendo al cumplimento de ordenes de trabajo generadas y corrección adecuada y oportuna, tomando en cuenta las especificaciones realizadas.

2.  Análisis de vibraciones

Se basa en el análisis de amplitudes vibracionales que son anormales en el motor, detección de las causas y corrección de la falla.

 Ilustración 20. Análisis vibracional. Fuente: (GUTIÉRREZ ARGUETA & MORÁN GIL, 2018)

Las vibraciones anormales causan esfuerzos mecánicos por fuera de su diseño y óptimo funcionamiento, también se presentan perdidas de energía y desgaste d esgaste de determinadas piezas del motor. Además de la fatiga de los elementos afectados por dicha anomalía. (GUTIÉRREZ ARGUETA & MORÁN GIL, 2018) Las causas pueden ser por: desequilibrio de elemento rotativo, falta de lubricación, deterioro de rodamientos o desalineación en acoplamientos.

 

3.  Pruebas líquidas penetrantes.

Se realiza esta prueba con la finalidad de detectar fisuras, porosidad o discontinuidades abiertas en las superficies. Para nuestro mantenimiento de motor eléctrico se realizará esta  prueba en la parte del estator. estator.

 Ilustración 21. Prueba de líquidos penetrantes. Fuente: (GUTIÉRREZ ARGUETA & MORÁN GIL, 2018) 

El líquido penetrante a utilizar tiene la propiedad de penetrar en cualquier abertura u orificio que se abra ante él, dentro de estos líquidos mencionados existen tres tipos: Líquidos  penetrantes fluorescentes, líquidos penetrantes no fluorescentes y líquidos duales. (GUTIÉRREZ ARGUETA & MORÁN GIL, 2018) 4. Análisis de corriente de motores de inducción  4.1. Objetivos:

  Detectar de manera oportuna los distintos problemas que puedan presentarse en los motores

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asíncronos de corriente alterna (inducción) operando bajo carga, tales como: desbalance de corrientes de fase, barras rotas o averiadas en el rotor, rotores desalineados, etc.  4.2.  Descripción 

El programa de análisis de corrientes de motores de inducción MOTORCHECK, permite detectar barras rotas del rotor, usando la tecnología del análisis espectral de alimentación las señales eléctricas asociadas con el rotor inducen corrientes en los l os devanados del estator. Estas corrientes aparecen como bandas laterales alrededor del pico de la frecuencia de deslizamiento. Con base en estos parámetros es posible determinar con exactitud el número de  barras rotas en el rotor, generando el reporte correspondiente con recomendaciones para su reparación. Para la detección de la corriente es utilizado un transformador de corriente de pinza, el cual es conectado a los analizadores de maquinaria 2110, utilizados para análisis de vibraciones y analizados en el computador a través del programa MASTER TREND.  4.3. Aplicaciones:  

         

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Detección de barras en el rotor. Defectos en la soldadura de unión entre las barras y los anillos de la jaula. Anillos de la jaula rotos. Desbalance entre fases Rotores desalineados.

 

 4.4. Metodología:

  Seleccionar la ruta a seguir.

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  Se carga la ruta en el analizador por medio del computador.   Asegurarse de tener todos los elementos de seguridad.   Realizar el barrido de la ruta seleccionada. Una vez completada la ruta, la información es

• • •

alimentada al computador y analizados los espectros de corriente, por medio del software  pertinente, para detectar los problemas y realizar un diagnóstico. diagnóstico.   Generar las ordenes de trabajo del equipo defectuoso. Si es posible se realiza un análisis combinado con el registro de vibraciones para tener juntos estos parámetros y poder determinar de forma acertada si el problema de vibraciones es producto de fallas mecánicas o eléctricas.   Finalmente se almacenan los datos para llevar un control continuo del equipo inspeccionado. i nspeccionado.

•

•

5. Pruebas dieléctricas de embobinados  5.1. Objetivos

  Evaluar la calidad del aislamiento de un embobinado eléctrico mediante la utilización del equipo

•

Baker, para así poder detectar deterioro en el aislamiento antes de que ocurra una falla y así  poder prevenir daños irreversibles. irreversibles.   Controlar la calidad de los devanados de los motores y/ generadores enviados a reparación para garantizar que cumplan con todas las especificaciones técnicas.

•

 5.2. Descripción: El quipo Baker permite realizar tres tipos de pruebas:

  Prueba de comparación de impulso de alto voltaje: Se utilizan principalmente para probar

•

aislamiento entre vueltas entre fases y entre boninas. bon inas.   Prueba de DC de alta tensión: Esta prueba investiga la integridad del aislamiento a tierra.   Las pruebas convencionales para evaluar el estado del aislamiento de un devanado mediante la

• •

utilización del megohmetro y el óhmetro de baja resistencia revelan fallas inminentes o confirman el mal estado del devanado, pero no son argumentos confiables para ser utilizados como mantenimiento predictivo que permita planear el mantenimiento para prevenir fallas.  5.3. Aplicaciones:

  El equipo Baker está diseñado para realizar pruebas de impulso y alta tensión en la planta o

•

en el taller reparación antes y después de la misma. Este es utilizado para probar motores de hasta 13.2Kv y/o hasta 10.000 caballos de fuerza de corriente alterna o continua.

 5.4. Metodología

  Implementar un programa de inspección periódica a los embobinados de motores de DC y

•

CA, seleccionando los motores más críticos para la producción y así poder tener prioridades

y periodicidad de lasdemediciones.   Generar las ordenes trabajo de mantenimiento para los motores que presentan algún tipo

•

de falla o se encuentran bajos de aislamiento, para poder programar su reparación.   Llevar un registro de las fallas detectadas y de las reparaciones que se han realizado para  poder evaluar la efectividad del programa programa aplicado.   Controlar las reparaciones, verificando las condiciones de aislamiento en el momento de la recepción y exigiendo protocolos de pruebas.

•

•

 

Caso Práctico: Mantenimiento de un motor eléctrico de un Puente Grúa

En el siguiente ejemplo se tomará hipotéticamente un motor de Puente Grúa (Técnico de Mantenimiento, 2020b), al cual se le querrá dar una segunda vida realizando un mantenimiento total, combinando estrategias de mantenimiento correctivo y preventivo.

 Ilustración 22. Motor de un Puente Grúa acoplado con reductor  

1.  Estructura detallada de trabajo (EDT)

 Ilustración 23. EDT del Mantenimiento de Motor Eléctrico 

 

2.  Diccionario del EDT:

Comenzamos con la gestión del proyecto, aquí se verán los planteamientos a seguir para un eficaz mantenimiento, así como organizar los equipos de trabajo para llas as diferentes actividades a realizar. En el sistema mecánico, se realizarán actividades actividades de reemplazo de piezas y limpieza  para así así evitar una una falla falla mecánica en el el motor. motor. En el sistema sistema eléctrico se procederá a ddesconectar esconectar motor para luego hacer las pruebas necesarias y reparar alguna falla que se encuentre. Finalmente, se reensamblará el motor, haciendo las pruebas de operación para verificar el correcto funcionamiento para luego documentar los posibles orígenes de la falla para facilitar futuros mantenimientos. 3.  Restricciones • • • • •

           

Es necesario desmontar el motor y bajarlo de puente grúa. Previamente se deben desconectar todos los cables eléctricos. Desacoplar el electrofreno. Se verá la deformación del retén, para su cambio con prensa hidráulica. Se tendrá que dejar el estator totalmente desengrasado desengrasado..

4. Tabla de Precedencias

 

Có di go 1. 1  1. 2  1. 3 

Duració n (hrs) 

Preced ente 

3 

- 

1 

1.1 

1 

1.2 

Desmontaje del motor

2 

3.1 

Limpieza externa

1 

2.1 

Extracción del rotor 

1 

2.2 

Cambio de rodamientos

0.5 

2.3 

Cambio de Retén  

0.5 

2.3 

Limpieza de grasa en el estator

0.5 

2.3 

2 

1.3 

0.5 

2.1 

Detección de Bobina Abierta 

0.5 

3.2 

Prueba en vacío

0.5 

3.2 

Inspección del rotor

0.5 

Reparación de Falla  Reensamble 

3 

2.3  3.3, 3.4, 3.5 

1 

2.4, 2.5, 2.6, 3.6 

0.5 

4.1 

1 

4.2 

Descripción Gestión de proyecto  Plan de dirección Mantenimiento  Elección del Tipo Mantenimiento

del de

Acta de Cierre

Sistema Mecánico  2. 1  2. 2  2. 3  2. 4  2. 5  2. 6  3. 1  3. 2  3. 3  3. 4  3. 5  3. 6 

4. 1  4. 2  4. 3 

Sistema Eléctrico  Desconexión Eléctrica  Verificación de Fases Tester 

con

Reensamble de motor  Pruebas Creación de Historial de Falla

  5.  Diagrama Reticular [ANEXO 1] 6.  Cronograma [ANEXO 2]

Para su elaboración, se tomó como base el diagrama reticular, se estableció un sistema basado en periodos de media hora para facilitar su cuantización.

 

Conclusiones   El mantenimiento es vital para p ara mecanismos y dispositivos los cuales estarán en un uso constante,

•

elaborar un plan será muy importante puesto que en la gran mayoría de casos el dejar de estar en estado de operación significará pérdidas para la empresa.

  Una buena forma de prever fallas, aparte de tener un plan de mantenimiento, es preguntar a los

•

operarios sobre ciertos cambios, ruidos, calentamientos extraños, puesto que ellos conocen sus máquinas y son los primeros en darse cuenta cuando algo no va bien.   Existen diversas formas de mantener un correcto mantenimiento de un sistema, sin embargo, es

•

necesario consultar los manuales correspondientes y de fuentes confiables, así mismo tener las especificaciones técnicas de fabricantes como de proveedores.

  Si nuestro motor de corriente alterna hace mucho ruido, una posible causa podría ser que los

•

rodamientos los cuales sostienen el rotor estén desgastados, si es así se recomienda cambiarlos,  puesto que una rotura conllevaría conllevaría a una falla catastrófica.   En el caso práctico visto de un motor de puente grúa, el motor va acoplado a una reductora, por

•

lo que, si vemos que en el motor ha filtrado grasa, hay una posible falla del retén, por lo cual deberá ser cambiado y el motor limpiado de la grasa proveniente de la reductora.

 

Bibliografia

Para el desarrollo e implementación de d e un plan de mantenimiento predictivo p redictivo y preventivo para motores eléctricos en la industria salvadoreña. Universitaria.   Hidalgo, J. C. (2003). La importancia de la correlación de las tecnologías predictivas en el

•

diagnóstico de motores electricos. León-GTO.  

•

•

Medina Rojas, A.deJ.,corriente & Perera Villada, R. (1992). Mantenimiento predictivo electrico de motores trifasicos alterna. CALI.

  Técnico de Mantenimiento. (2020a, 6 de enero). Averías y mantenimiento de los

motores de corriente YouTube.  https://www.youtube.com/watch?v=iOUmIiGVw YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=iOUmIiGVwBM BM

•

alterna [Video].

  Técnico de Mantenimiento. (2020, 27 de abril). Mantenimiento correctivo del motor

eléctrico y funcionamiento funcionamiento de YouTube.  https://www.youtube.com/watch?v=s0 YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=s0vgvgMT-5I vgvgMT-5I

electrofreno [Video].

•

  Motores Eléctricos para la Industria: Instituto Liberabit VeritasVos (2017).

•

  Motores de Corriente Alterna en Sistemas Automáticos de Producción Alimentaria

(Andrés de Vandelvira, 2011).

•

  Motores Eléctricos (Pablo Rega, 2011)

 

Anexos

[ANEXO 1: Diagrama Reticular]

 

[Anexo 2: Cronograma]

[Anexo 3: Cronograma] Integrante

Carrasco Távara, Pedro Iman Coveñas, Junior Jiménez Silva, Carla Giuliana Palacios Elías, José Rodolfo Ramírez Cardoza, Franco Zapata Vargas, Sebastián Andrés

Nota 20 20 20 20 20 20