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Herramientas
de prueba para
motores eléctricos
Los cuatro caballos de batalla
de la solución de problemas
y el mantenimiento de motores
Nota sobre la aplicación
porque podría deberse a varios
factores diferentes.
Y, para detectar los problemas
más sutiles, como la degradación
de la resistencia del aislamiento,
nada mejor que un megóhmetro.
Si un motor actualmente en
funcionamiento está a punto de
fallar, su megóhmetro puede
indicárselo antes de que sea
demasiado tarde.
Cuando es necesario realizar
mediciones con tensión en un panel
trifásico, observe las siguientes
prácticas de seguridad en el trabajo:
En los Estados Unidos, los motores
eléctricos de CA consumen el 60
% de la energía que ahí se genera.
Imagine los requisitos globales
para la solución de problemas y el
mantenimiento de un consumo de
energía tan elevado. Para hacer
frente a todo esto, los electricistas
confían en cuatro herramientas
principales.
Cuando surgen problemas, la
primera herramienta usualmente
eligen es un multímetro digital
(DMM). Un buen DMM permite
realizar diversas mediciones, desde
la comprobación de la existencia
de alimentación en todas las fases
de un motor trifásico, hasta la
comprobación de los condensadores
de capacidad de arranque del motor
de un motor monofásico o incluso la
medición de calor.
Sin embargo, la única forma
segura y eficiente para medir la
temperatura de un gran número
de motores e instrumentos
relacionados, (en especial,
conexiones eléctricas activas), es
con un termómetro infrarrojo, sin
contacto, con una gran relación
distancia-punto de medición*.
En ocasiones, la temperatura
que se detecta puede proceder
del desequilibrio de la corriente.
En ese caso, a utilice unas pinzas
amperimétricas y rastree la causa,
* La relación distancia-punto de medición, calcula
la distancia desde la cual un termómetro infrarrojo
puede medir con exactitud un área en concreto.
1. Póngase el
equipo de
protección
personal (PPE)
adecuado para
las mediciones
a realizar y al
entorno.
2.Asegúrese
de que sus
instrumentos
de prueba sean
de la categoría
de seguridad, de acuerdo al
entorno de medición. En este
caso, una categoría III de 600 V
o superior sería adecuada.
3. Utilice el método de prueba de
tres puntos.
1. Mida un circuito cargado
conocido.
2. Mida el circuito objetivo.
3. Vuelva a medir el circuito
cargado.
De esta manera, verificará
que su medidor funciona
correctamente antes y después
de la medición, y se asegurará
de que su circuito tiene tensión.
4. Es recomendable mantener una
mano en el bolsillo a no ser
que deba emplear ambas para
obtener una medición adecuada.
Esta nota de aplicación describe
cómo utilizar estas herramientas
para diagnosticar problemas
y supervisar cuatro indicadores
principales: temperatura,
corriente, voltaje y resistencia
del aislamiento.
De la Biblioteca digital Fluke en www.fluke.com/library
Temperatura
El aumento de la temperatura es
un buen indicador de que algo
está fallando. El termómetro por
infrarrojo realiza comparaciones
de temperatura rápidas de forma
sencilla; presione el disparador
para realizar la primera medición,
guárdela, vuelva a enfocar el
segundo objetivo y mida de nuevo.
Una serie de contactos funcionando
a una temperatura de 30 grados más
que los otros es un indicativo de que
Otro problema que hay que vigilar
a largo plazo es el posible fallo
de los cojinetes. Antes de fallar
completamente, los cojinetes del
eje quizás funcionen calientes
durante días. A fin de evitar tener
que sustituir el motor entero, mida
periódicamente la carcasa de los
cojinetes y compare el resultado
con la temperatura de referencia.
(Vea la Nota de la aplicación de
Fluke 2278935 para obtener
instrucciones detalladas sobre el
diagnóstico de problemas con los
termómetros por infrarrojos).
Corriente
Otra de las principales causas del
sobrecalentamiento del motor es el
desequilibrio de la corriente. Utilice
unas pinzas amperimétricas de CA
para medir el consumo de corriente
en cada una de las tres fases.
Para determinar la corriente media,
sume la corriente de las tres fases
y divida entre tres. A continuación,
calcule el porcentaje de
desequilibrio restando la corriente
real en una fase del valor medio.
Profundizando más, el
desequilibrio de la corriente puede
tener varias causas: un problema
en el suministro eléctrico, baja
tensión en una fase o un fallo de la
resistencia de aislamiento dentro
de los embobinados del motor. En
el caso de máximo desequilibrio
en sistemas monofásicos, se pierde
una fase entera y el fusible se
daña.
La mejor herramienta de
medición para trabajar en
sistemas monofásicos es la pinza
amperimétrica: una medición de
corriente igual a cero en una fase
es un indicio claro de pérdida
de energía. Sin embargo, una
medición de tensión en la misma
fase puede ser engañosa, debido
a la corriente inducida de las otras
dos fases. Una lectura de “tensión
fantasma”, cerca de dos circuitos
activos no es algo raro.
Para verificar si un fusible
está fundido, extraiga el fusible
del circuito y utilice la función
de resistencia de un DMM o de
unas pinzas amperimétricas para
comprobarlo. Una vez que el
fusible se ha extraído del circuito,
coloque el multímetro o la pinza
amperimétrica en la función de
resistencia (W). Coloque las cables
de prueba del fusible. Un buen
fusible medirá con una resistencia
muy baja (inferior a 10 ohmios).
Un fusible abierto mostrará “OL”
en la pantalla del medidor. Revise
y compruebe las mediciones
obtenidas: muchas personas
estaban convencidas de conocer
la causa real del problema. No
concluya nada, hasta probar todos
los elementos del circuito.
Cálculo del desequilibrio de la corriente
amperaje medio = amps f1 + amps f2 + amps f3
3
Usando un termómetro por infrarrojos para
medir rápidamente el calor de los cojinetes.
los contactos están fallando.
La temperatura de la caja
del motor es otro buen punto
de partida para la solución de
problemas, pero tiene que conocer
cuál es el valor normal para saber
si la nueva lectura es inusual.
Por lo tanto: habitúese a realizar
mediciones de la temperatura de
referencia de los motores: mida la
temperatura cuando se acaban de
instalar y funcionan bien; luego,
repita esa medición de manera
periódica.
% de desequilibrio en fase 1 = amps f1 - amperaje medio
x 100
amperaje medio
Ejemplo
1. Mida las tres fases, súmelas y divida entre 3.
9,9 + 10 + 10,1
= 10
3
2. Calcule el porcentaje de desequilibrio en la fase 3.
10,1 – 10
x 100 = 1 %
10
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Uso individual
o combinado
Cálculo del desequilibrio de tensión
A la hora de comprobar los problemas de tensión, el multímetro vuelve a ser la herramienta
preferida. En primer lugar, compruebe las caídas de tensión de la protección y el equipo de
distribución. Si no detecta nada ahí, puede que haya un problema con el suministro de la
red de distribución. Un desequilibrio superior al 2 por ciento en el suministro eléctrico de la
red de distribución puede dañar los motores. El desequilibrio de la tensión se puede calcular
con esta fórmula:
tensión media = volts f1 + volts f2 + volts f3
3
% de desequilibrio de tensión en fase 1 =
volts f1 - voltaje medio
voltaje medio
x 100
Sin embargo: las cargas generan cambios, y una fase puede bajar de repente un 5 por ciento
en una conector, si hay una carga monofásica significativamente grande. Las caídas de tensión
entre los fusibles y los interruptores pueden presentarse también como desequilibrio en el motor
y exceso de calor en el punto principal del problema. Antes de suponer que se ha encontrado
la causa del problema, revise el resultado con herramientas diferentes. En este ejemplo, el
termómetro infrarrojo complementa las mediciones de corriente realizadas con el multímetro
y con las pinzas amperimétricas.
Resistencia
del aislamiento
Aislamiento
bueno
Resistencia
(en megohms)
Aislamiento
agrietado
0
Tiempo
(en minutos)
1.000
100
Resistencia
(en megohms) 50
10 min
Desgaste
del aislamiento
500
Después
del rebobinado
Prueba
de aceptación
inicial
10
Fallo del
aislamiento
5
1995
1996
1997
En resumen, las cuatro
herramientas básicas para
solucionar problemas y realizar
el mantenimiento del motor son:
• Un multímetro digital para
medir tensión resistencia y la
capacitancia
• Unas pinzas amperimétricas
para medir el consumo
de corriente
• Un termómetro infrarrojo para
medir temperatura
• Un megóhmetro para medir
la resistencia de aislamiento
Cuando se combinan, estas
cuatro herramientas permiten
a los técnicos volver a revisar
y solucionar la causa principal
de casi todos los fallos que se
producen en el motor eléctrico.
1998
1999
2000
Año
La medición de la resistencia
de los embobinados del motor
permite detectar el deterioro
debido al tiempo, la corrosión,
la suciedad, la humedad y el
exceso de vibración, antes de
que falle el motor. Desconecte
el motor de la alimentación y
conecte un megóhmetro entre
los embobinados. Para medir una
resistencia alta, aplique tensión
alta (hasta dos veces la tensión
de funcionamiento). En un motor
de 480 V, por ejemplo, aplique
1.000 V. Realice las lecturas en
megohms. Para un motor con un
valor nominal de 240-480 V, la
resistencia mínima aceptable es
1 K ohmios.*
Dado que la resistencia
del aislamiento varía con la
temperatura y la humedad,
puede que deba realizar varias
mediciones de la resistencia
durante un período de tiempo para
obtener un resultado consistente.
Las mediciones periódicas de
la resistencia del aislamiento le
indicarán el estado de sus motores
y cuándo es necesario sustituirlos
o modernizarlos.
* Diferentes compañías tienen distintas
tolerancias mínimas para la resistencia de
aislamiento en el equipo usado, que oscilan
entre 1 y 10 megohms. La resistencia de
aislamiento en un equipo nuevo debe ser
mucho más alta, de 100 a 200 megohms.
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