“Detección de Barras Rotas en Motor de Inducción Jaula de …cmcm.com.mx/descargas/CMCM2016/PRESENTACIONES-CMCM-2016… · Caso de Estudio 14 Equipo sujeto a revisión: Motor

“Detección de Barras Rotas en Motor de Inducción Jaula de Ardilla”

Ing. Gloria Urízar Gerente Regional- América Latina

CASO DE ÉXITO

© 2016 ALL-TEST Pro, LLC Todos los derechos reservados

Agenda

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Quienes somos Generalidades Detección Innovadora de Fallas: MCA y ESA Caso de éxito Resultados Conclusiones


Quienes somos

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ALL-TEST Pro es una compañía de capital privado, establecida en 1983.

Ventas y servicio mundiales a través de Distribuidores.

Líder mundial en instrumentos de prueba para equipo energizado y equipo des-energizado para Mantenimiento Predictivo, Solución de Problemas y Control de Calidad de motores eléctricos, generadores, alternadores, bobinas y devanados.

Nuestros clientes van desde fabricantes multinacionales hasta talleres de reparación de motores.

¡ Tenemos un método de prueba comprobado que esta revolucionando la industria !


Generalidades

4

Los motores son el corazón

de la industria. Consumen del 60 al 70% de

la energía eléctrica.

Su tamaño es cada vez es más pequeño. Su eficiencia se ha mejorado. No emiten contaminantes*.


Causas de Falla en Motores

5

47% son fallas eléctricas (sin incluir los defectos en equipo nuevo o reparado). © 2016 ALL-TEST Pro, LLC Todos los derechos reservados

Detección Convencional de Fallas

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Fallas mecánicas: Análisis de vibraciones Infrarrojo

Fallas Eléctricas Medidor de resistencia de

aislamiento Óhmetro Alto potencial Pruebas de impulso Pruebas de descargas parciales.


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Detección Innovadora de Fallas

Pruebas a equipo fuera de operación: “Off-Line”

Pruebas a equipo en operación: “On-Line”

Análisis del Circuito del motor - MCA

Análisis de la Firma Eléctrica - ESA


Análisis del Circuito del Motor

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Pruebas a equipo fuera de operación.

Diseñado para detectar y separar las fallas del estator, fallas de aislamiento a tierra y fallas del rotor. Suministra una señal senoidal de menos de 10V través de los devanados y mide la respuesta de esta señal para identificar cualquier desbalance o una falla potencial. Inductancia (L), Impedancia (Z), ángulo de fase (Fi), Relación

Corriente Frecuencia (I/F) y Resistencia de Aislamiento a Tierra (Ω).

Identificación de fallas mediante la comparación de los resultados obtenidos.


Fallas en Rotor

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Rotor con excentricidad Problemas en el entrehierro

Barras de rotor rotas

Problemas en el proceso de fundición del rotor

(porosidad).

Posición del Rotor


Análisis de la Firma Eléctrica

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Pruebas a equipo en operación.

Se utiliza el motor eléctrico como transductor para obtener las señales de Voltaje y Corriente. El análisis se basa en la demodulación de las señales de corriente y voltaje a través de la Transformada Rápida de Fourier. Permite conocer la condición eléctrica y mecánica del

motor: problemas en el rotor, la condición de la carga y la condición del suministro eléctrico.


Detección de Fallas

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Fallas eléctricas: Desbalance de Impedancia, cortos en bobinas, desbalance de voltaje/corriente FP, eficiencia, THD, transitorios, etc. Fallas mecánicas: Estator, rotor, rodamientos, alineación,

balanceo, etc. Acoplamiento / Potencia de transmisión / Carga.


Fallas en Rotor

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Rotor con excentricidad Problemas en el entrehierro

Barras de rotor rotas/fracturadas

N

S


Caso de Éxito

13 © 2016 ALL-TEST Pro, LLC Todos los derechos reservados

Caso de Estudio

14

Equipo sujeto a revisión: Motor de Inducción trifásico jaula de ardilla de 450HP, 1780 rpm, 460 V, 490 A. Problema: Se detecta un zumbido constante en el motor durante su operación normal. Objetivo: Identificar el tipo de falla. Antecedentes: De acuerdo a la experiencia* del personal encargado de mantenimiento preventivo se decide sacar de operación el motor ya que consideran que es un problema eléctrico.


Prueba MCA

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1. Se realizaron pruebas MCA utilizando el analizador ALL-TEST Pro 31TM y ALL-TEST IV ProTM desde las terminales del motor.

2. Se toman lecturas automáticas en las tres terminales del motor ( Z, L, I/F, Fi, Resistencia de Aislamiento a tierra) con la flecha en posición 0°.

Resultados:

Inductance: 3.38 3.04 2.92 4.25

1 2 3

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

Impedance Inductance


Prueba de Rotor


La prueba de rotor es realizada utilizando el analizador ALL-TEST IV ProTM de manera manual y tomando el valor de la inductancia (L) para cada una de las fases (T1-T2, T2-T3, T1-T3) se inicia posicionando el rotor a 0° (ver figua) y se continua con la misma secuencia de prueba cada vez tomando lecturas consecutivas cada 5° en las tres fases hasta completar una vuelta (360 °).

Prueba de Rotor: Resultados


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Al desmontar el rotor se observan 15 barras rotas de un total de 70.

Inspección Visual


Siguientes pasos

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Se identificó una falla en el rotor que ocasionaba un zumbido cuando el motor se encontraba en operación.

La falla se detectó al realizar pruebas con el motor fuera de operación. El personal del área de mantenimiento sostiene la premisa de que: “una prueba con el equipo en operación debe mostrar este tipo de falla más fácilmente ”. El motor es ensamblado y sometido a una serie de pruebas en operación “ESA” utilizando el equipo ALL-TEST Pro OL IITM con diferentes niveles de carga: nivel bajo de carga, 25%, 50%, 75% y carga máxima.


Prueba ESA

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Para la captura de las señales de voltaje y corriente se utiliza: Equipo ALL-TEST Pro OL IITM

4 transformadores de corriente portátiles (10– 1000A) 4 pinzas de voltaje (600Vrms) conectados a cada una

de las fases del motor.


Secuencia de Prueba

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1. Se capturan simultáneamente las señales de corriente y voltaje en un promedio de tiempo de 50 segundos.

2. Descarga de datos del analizador ATPOL IITM a la computadora vía Bluetooth® (cada archivo pesa en promedio 300kB).

3. Con el software para diagnóstico All-Test 6.2 se realiza el análisis automatizado (se requieren los datos de placa del motor como son HP, RPM, Voltaje y Amperaje).


ESA 1: Nivel Bajo de Carga

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-60dB

1- 1. Espectro de Corriente en Baja Frecuencia.

Corriente adquirida en el tiempo.

RS = 1799.9 RPM

PPF = 0.216 Hz

Carga = 2.4%


ESA 2: 25%de Carga

23

-60dB



-27.4dB

RS = 1794.4 RPM

PPF = 0.3967 Hz

Carga = 24.7%


ESA 3: 50%Carga

24

-60dB



SB superior = -27.4dB SB inferior = -24.9dB

RS = 1787.1 RPM

PPF = 0.8240 Hz

Carga = 47.9%


ESA 4: 75%Carga

25

-60dB



SB superior = -26.8dB SB inferior = -24.6dB

RS = 1780.3 RPM

PPF = 1.30 Hz


ESA 5: Máxima Carga

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-60dB

1- 1. Espectro de Corriente en Baja Frecuencia. Muestra las bandas laterales a LF identificadas en el Resumen del Estado de las barras del rotor.


SB inferior= -20.8dB SB superior= -28.5dB

RS = 1768.6 RPM

PPF = 2.088 Hz

Carga = 87.9%


Comparativo

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RS = 1768.6 RPM PPF = 2.088 Hz

Nivel Bajo de Carga ≈25% de Carga

RS = 1799.9 RPM PPF = 0.216 Hz

RS = 1794.4 RPM PPF = 0.3967 Hz

Carga Máxima


Conclusiones

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Las pruebas MCA realizadas al motor identificaron desbalance de inductancia relacionado a una posible falla en el rotor.

La Prueba de Rotor a “equipo desenergizado” permitió identificar barras rotas.

La inspección visual corroboró la falla identificada, detectando 15 barras rotas de un total de 70.

Las 5 pruebas ESA a “equipo energizado” realizadas al motor, mostraron que al medir el motor con un nivel mínimo de carga del 25% se pueden identificar los problemas relacionados con el rotor, pero será tarea del analista corroborarlos.

Realizar una prueba ESA con 50% de la carga nominal identificará cualquier problema relacionado con el rotor, a demás proporcionará un informe automático detallado.


ALL-TEST Pro, LLC

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Gloria Urízar Gerente Regional América Latina

Email: [email protected]

Gracias!


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