Comprensión de los defectos del motor eléctrico

Equilibradora portátil, analizador de vibraciones

Dispositivos

Equilibrador portátil y analizador de vibraciones Balanset-1A

Piezas

Sensor óptico (Tacómetro láser)

Kit completo de diagnóstico y balanceo de vibraciones de Vibromera, que incluye cuatro sensores de vibración con cables, un módulo de interfaz de señal, un tacómetro láser con soporte magnético, una báscula digital, un cable USB y un maletín de transporte. El sistema está diseñado para el balanceo de rotores de campo y la monitorización del estado de equipos industriales.

Dispositivos

Equilibrador dinámico "Balanset-1A" OEM

Definición: ¿Qué son los defectos del motor?

Defectos del motor Son fallas y fallos en los motores eléctricos, incluyendo problemas mecánicos (fallas en los cojinetes, contacto entre el rotor y el estator, problemas en el eje), problemas electromagnéticos (rotura de barras del rotor, fallas en el devanado del estator, irregularidades en el entrehierro) y problemas electromecánicos combinados. Estos defectos crean características vibración y firmas eléctricas que se pueden detectar a través de análisis de vibraciones, análisis de la firma de corriente del motor (MCSA) e imágenes térmicas.

Los motores eléctricos se encuentran entre las máquinas más comunes en las instalaciones industriales, y sus fallos generan importantes tiempos de inactividad no planificados y costes de mantenimiento. Comprender los modos de defecto específicos de cada motor y las técnicas de diagnóstico permite la detección temprana y el mantenimiento planificado, previniendo fallos catastróficos y optimizando la fiabilidad del motor.

Categorías de defectos del motor

1. Defectos mecánicos (comunes a toda maquinaria rotatoria)

Desequilibrar: Asimetría de masa del rotor, vibración 1×
Fallas de cojinetes: Defecto de motor más común (~50% de fallas de motor)
Desalineación: Desalineación del acoplamiento del motor a la carga, vibración 2×
Flojedad mecánica: Componentes sueltos de montaje, campana final o rotor
Problemas con el eje: Ejes doblados o agrietados

2. Defectos electromagnéticos (específicos del motor)

Defectos eléctricos del rotor

Barras de rotor rotas: Barras conductoras fracturadas en rotores de jaula de ardilla (10-15% de fallas de motor)
Anillos de extremo agrietados: Fracturas en los anillos de cortocircuito que conectan las barras del rotor
Porosidad del rotor: Huecos en el rotor fundido que afectan las propiedades eléctricas
Juntas de alta resistencia: Malas conexiones entre las barras y los anillos finales

Defectos eléctricos del estator

Fallas de bobinado: Ruptura de aislamiento, cortocircuitos entre espiras, fallas entre fases (30-40% de fallas de motor)
Fallas a tierra: Falla del aislamiento del devanado en el marco
Daño en la bobina: Degradación térmica, daño mecánico, contaminación.

Problemas de entrehierro

Rotor excéntrico: Espacio de aire no uniforme debido a la fabricación o al desgaste
Frotamiento: Contacto entre el rotor y el estator debido a una falla o desalineación del cojinete
Atracción magnética: Fuerzas magnéticas desequilibradas debido a la asimetría del entrehierro

3. Defectos electromecánicos combinados

Problemas térmicos: Sobrecalentamiento por sobrecarga, mala ventilación o fallas eléctricas
Problemas de ventilación: Ventiladores de refrigeración bloqueados o dañados
Acoplamiento entre lo eléctrico y lo mecánico: Fallos eléctricos que provocan vibraciones mecánicas y viceversa

Firmas de vibración de defectos del motor

Barras de rotor rotas

Uno de los defectos más importantes específicos del motor:

Frecuencia: Bandas laterales alrededor de la velocidad de funcionamiento con un espaciamiento de ±(frecuencia de deslizamiento)
Patrón: 1× ± fs, donde fs = frecuencia de deslizamiento (normalmente 1-3 Hz para motores de 60 Hz)
Amplitud modulada: La corriente y el par fluctúan a una frecuencia de deslizamiento de 2×
Dependencia de carga: Bandas laterales más prominentes bajo carga
Progresión: La amplitud aumenta a medida que se rompen más barras.

Problemas del estator

Frecuencia: 2× frecuencia de línea (120 Hz para motores de 60 Hz, 100 Hz para 50 Hz)
Causa: Asimetría de la fuerza magnética debido a fallas en los devanados
Adicional: Puede ver armónicos de frecuencia de línea.
Ruido electromagnético: Zumbido audible a 2× frecuencia de línea

Rotor excéntrico (variación del entrehierro)

Frecuencias: Frecuencia de paso de polos y sus armónicos
Patrón: (Número de polos × velocidad de carrera) ± velocidad de carrera
Desequilibrio magnético: Crea vibración radial incluso si está equilibrado mecánicamente
Efecto combinado: Tanto mecánica (excentricidad) como electromagnética (reluctancia variable)

Métodos de detección

Análisis de vibraciones

FFT estándar: Identifica defectos mecánicos y frecuencias electromagnéticas.
Análisis de banda lateral: Fundamental para detectar problemas en la barra del rotor y el entrehierro
Frecuencias de rodamientos: Análisis de envolvente para la detección de defectos en los rodamientos
Tendencias: Seguimiento de amplitudes a lo largo del tiempo para detectar fallas en desarrollo

Análisis de la firma de la corriente del motor (MCSA)

Analizar el espectro de frecuencia de la corriente de la línea del motor
Detecta fallas eléctricas sin sensores de vibración
Particularmente eficaz para fallas en las barras del rotor y en los devanados del estator.
Se puede realizar en línea sin interrumpir la operación.
Complementa el análisis de vibraciones

Imágenes térmicas

Las cámaras infrarrojas detectan puntos calientes
Las fallas en el devanado muestran un calentamiento localizado
Bloqueos de ventilación visibles como zonas calientes
Los problemas con los cojinetes muestran temperaturas elevadas en los cojinetes
Las condiciones de sobrecarga muestran un aumento general de la temperatura.

Pruebas eléctricas

Resistencia de aislamiento: La prueba del megóhmetro revela un deterioro del bobinado
Índice de polarización: Indica el estado del aislamiento
Prueba de Hipot: Verifica la integridad del aislamiento bajo alto voltaje
Saldo actual: Mida la corriente en cada fase (el desequilibrio indica problemas)

Estadísticas de fallas comunes del motor

Comprender las frecuencias relativas ayuda a priorizar el monitoreo:

Fallas de los cojinetes: ~50% de fallas de motor
Fallas del devanado del estator: ~30-35%
Defectos del rotor: ~10-15%
Factores externos: ~5% (contaminación, medio ambiente, etc.)

Estrategias de mantenimiento preventivo

Monitoreo de condiciones

Estudios de vibraciones trimestrales o mensuales
Monitoreo continuo de motores críticos
Estudios termográficos (anuales o semestrales)
Análisis de corriente del motor (periódico o continuo)
Análisis de tendencias de todos los parámetros para detectar cambios de forma temprana

Mantenimiento de rutina

Lubricación: Relubricar los cojinetes según el programa (normalmente cada 6 a 12 meses)
Limpieza: Retire el polvo y los residuos de los conductos de enfriamiento.
Apretar: Verificar los pernos de montaje y las conexiones de los terminales.
Inspección: Inspección visual de daños, sobrecalentamiento y contaminación.
Pruebas: Pruebas periódicas de resistencia de aislamiento

Equilibrio y alineación

Mantener una buena calidad del equilibrio para minimizar las cargas de los cojinetes
Precisión alineación de ejes a equipos accionados
Verifique la alineación periódicamente (anualmente o después del mantenimiento)

Análisis de causa raíz

Cuando se producen fallas en el motor, identifique las causas fundamentales para evitar que vuelvan a ocurrir:

Fallas de cojinetes

Investigar: Adecuación de la lubricación, fuentes de contaminación, alineación, niveles de vibración
Causas comunes: Engrase excesivo, tipo de grasa incorrecto, desalineación, vibración excesiva

Fallas eléctricas

Investigar: Condiciones de funcionamiento, calidad del voltaje, ciclo de trabajo, adecuación del enfriamiento
Causas comunes: Sobrecarga, desequilibrio de tensión, monofásico, refrigeración bloqueada

Fallas mecánicas

Investigar: Características de carga, calidad de instalación, entorno operativo
Causas comunes: Cargas de choque, desalineación, mala instalación, entorno contaminado

Aplicaciones y estándares de la industria

NEMA MG-1: Estándares de rendimiento y pruebas de motores
IEC 60034: Normas internacionales para motores, incluidos los límites de vibración
IEEE 43: Normas de pruebas de aislamiento
ISO 20816: Criterios de severidad de vibraciones para motores eléctricos

Los defectos en los motores eléctricos representan una parte significativa de las fallas de equipos industriales. Comprender las características distintivas de las fallas mecánicas, eléctricas y electromagnéticas, junto con una monitorización integral del estado mediante análisis de vibraciones, análisis de corriente e imágenes térmicas, permite la detección temprana de fallas y estrategias de mantenimiento predictivo que maximizan la confiabilidad del motor y minimizan las paradas no planificadas.

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¿Qué son los defectos del motor? Diagnóstico de motores eléctricos

Publicado por admin en octubre 31, 2025 octubre 31, 2025