Ciertos Problemas en Maquinaria requieren analizar el Consumo de Motor

En esta entrada vamos a hablar sobre como sacar partido a la interpretación del gráfico de consumo de motor, a partir de las entradas de un foro de los que se indican en la pestaña de enlaces externos del portal.

Entradas del Foro

Foro1

La pregunta de hoy es sobre un motor de rotor bobinado de

  • 6 polos, 50 Hz, 992 rpm de velocidad de operación, 800 Kw, 6.6 KV.

Se trata de un molino de carbón, y se han realizado unas primeras medidas de vibración en el mismo. Lo más destacado es la aparición de picos a 2x la Frecuencia de la Red y armónicos.

  • Concretamente picos a 100, 200, y 300 Hz.foro sobre consumo de motor electrico

La amplitud máxima de los picos es de 2.74 mm/s a ese 2x de la Red en Dirección Horizontal en el lado opuesto al acoplamiento. Con estos datos, ¿qué pensáis se deba hacer, continuar con las lecturas o parar el motor y reparar? Gracias por la ayuda amigos.

Foro2

Querido Foro1, si sospechas de la existencia de problemas eléctricos lo que has de hacer es comprobar el equilibrado de fases; es una primera medida para confirmar que no existen voltajes bajos. Si para ello has de parar el equipo comprueba tomando vibraciones en vivo como es la evolución de esa frecuencia problemática, si cae instantáneamente cuando se corta la corriente, en cuyo caso puedes sospechar de problema eléctrico. Otros aspectos

  • ¿hay suciedad en el motor? ¿no podrías comparar con otros?

Foro3

Es habitual que ante ese patrón el problema venga de problemas de distorsión en la bancada o incluso entrehierro excéntrico; es menos probable que haya holguras o desgaste en las bobinas del estator…..

Foro4

Desde luego Foro1 que las amplitudes son bajas, además observo la aparición de picos al 3x mecánico en el espectro, algo que puede asociarse a fenómenos de holguras mecánicas. Desde luego, yo con esas amplitudes no pararía el equipo.

Foro1

Querido Foro2. Se ha comprobado que los desbalances en consumo de motor y voltaje son bajos; además, los desequilibrios inductivos y resistivos son igualmente bajos. El test de índice de polarización indica, por otro lado, que existen ciertas trazas de suciedad en el aislamiento rotórico, no así en el estatórico. Además:

  • El entrehierro, Foro3, se encuentra en buen estado.
  • Foro4, no discrepo contigo en tus apreciaciones; ahora bien, mantengo el aviso de que el problema viene del pico a 100 Hz (origen eléctrico) y no el 3x mecánico que tu indicas.

La cuestión que os planteo es en base a mi experiencia, para nada planteo la cuestión por haberlo visto en alguna tabla de diagnóstico de vibraciones de las muchas que circulan por ahí.

Foro5

Hay muchas teorías sobre el respecto, pero desde luego la que más circula es que un pico a 2x la frecuencia eléctrica puede tener su origen en la bancada. Yo he visto casos como el tuyo y ese era el origen.

Autor del Blog

Desde luego, la cantidad de respuestas planteadas satisface al más exigente de los usuarios de un foro. Por eso me gustaba tanto acceder a esta web cuando trabajaba en análisis de vibración. La gente no sólo aporta su opinión y transmite sus conocimientos sino que también muestra gráficos de sus problemas más destacados, y lo que es más importante

con un tono distendido y natural se establecen los más interesantes debates.

problemas con consumo de motor electrico

Y yo me pregunto ¿Se requiere parar la máquina?

y

¿Cómo saber el Problema que tiene la máquina?

Antes de entrar en teoría supongo que sabéis que:

  • 1 Hz = 60 CPM
  • 1x, 2x es la terminología usada en vibración para referirnos al armónico 1 y 2 de una familia de esta serie de frecuencias.

Por otro lado, y dado que esta entrada figura a continuación de aquella en la que os explico el espectro de vibracion, cabría indicar que ese es el método a seguir cuando uno analiza este tipo de gráficos con los cursores que allí os muestro. Es decir, identificar frecuencias problemática y sus componentes asociadas; en este caso, Foro1 nos habla de frecuencia 2x de la red (en España, 50 Hz la alimentación) por lo que se trataría de 100Hz.

En relación a la cuestión planteada por Foro1 parece lógico consultar para su solución en la bibliografía especializada de vibracion, existiendo como así se menciona en el foro varios lugares donde poder descargarte y consultar las

Tablas de Diagnóstico de Vibración.

Ahora bien, se trata de una práctica propia de recién iniciados, luego ya con la experiencia uno tiene más criterio para tomar ese tipo de decisiones.

diagnostico en consumo de motor electrico

En el caso de

100 Hz

es problemática por la sencilla razón de no ser armónica de la velocidad de giro de este motor, aunque esta frecuencia suele aparecer en muchos motores como consecuencia de ser el producto de la velocidad de sincronismo (la que existe en la corriente que circula por el estator), en este caso 1000 cpm (o 16,67 Hz), multiplicada por el número de polos del motor (6). Es decir:

consumo de motor electrico

El problema suele ser

¿Qué Amplitud Tolerar?,

dado que si presenta niveles elevados puede ser indicativo de problemas eléctricos. Por eso digo que si revisáis cualquier manual de vibración os dirá que esa frecuencia es problemática siempre, ahora bien yo os digo que dependerá de su amplitud puesto que en todo motor suele aparecer como consecuencia de la excentricidad residual (entrehierro) que existe para el óptimo funcionamiento de un motor.

¿Excentricidad Residual y Consumo de Motor?

Ya sabéis que los motores funcionan por la aparición de fuerzas eléctricas, pero con origen magnético; concretamente por el corte de las líneas de fuerza del campo magnético inducido en el estátor por parte del rotor. Por esa razón se precisa de una holgura (o gap) que hace que exista un determinado flujo de líneas de fuerza; cuanto mayor sea el gap menor será la inducción generada en el rotor y menor también la corriente inducida en el mismo.

croquis consumo de motor electrico

El

Rotor pasa por un Máximo

cada vez que una de sus barras o chapas pasa por uno de los polos del estator. Es decir:

  • Si K es el número de chapas entonces en una vuelta del rotor se habrán producido K*rpm pulsaciones de vibración

si bien no constantes puesto que sólo presentarán amplitudes máximas cuando se produzca el paso por los polos algo que se producirá 6 veces por vuelta (no del rotor) sino de la corriente que circula por el estator, que sería 100Hz.

Esa es la razón de la aparición del pico a

100Hz en vibración,

por lo que se habrá de monitorizar para similares condiciones de carga puesto que su amplitud dependerá obviamente del consumo de motor en cada momento. También se puede valorar como indicativo de severidad la presencia de armónicos como indica Foro1 pero sin un patrón cuantitativo de severidad.

Por ejemplo, yo dispongo de

Alarmas

para esa frecuencia para motores de 2 polos, basados en datos experimentales y para ciertos de equipos. Simplemente lo que se ha hecho es registrar una serie de valores en históricos y luego establecer medias estadísticas en base a esos datos. Lo más importante es discernir en función del fabricante del motor pues suelen presentar diferentes tipos de arrollado en el bobinado, influyendo así en los niveles detectados.

consumo de motor electrico

Ahora, seguro que alguno que hayáis trabajado en mantenimiento diríais pero la frecuencia que comentabas de

Barras*RPM >>>>100Hz;

cierto, pensad que un rotor puede tener

35-40 barras y en el caso analizado hablaríamos de frecuencias de 1100Hz (35 barras).

Por eso es conveniente para seguir estos problemas en vibración tomar 2 espectros:

  • Uno en Alta y Otro en Baja Frecuencia

para contrastar ambos valores; además, es recomendable registrarlo en 2 direcciones pues como podéis entender un fenómeno de aumento excentricidad se manifestaría de manera direccional.

Ahora, si la máquina vibra a esa frecuencia también se manifestará en la

Onda de Consumo de Motor

pues en el fondo se estarán cortando por desplazamiento (eso, recordar, es la vibración) más o menos líneas de fuerza del campo generado por el estátor. Esta es la base de los ensayos de consumo de motor, registrar la onda de consumo y realizar su espectro analizando las componentes indicadas en altas frecuencias, que recordamos se calcularían a partir de:

  • Número de barras o chapas del rotor

  • Velocidad de giro

  • Número de polos del motor

 

conocer el consumo de motor electrico

Ahora bien, en el

Espectro de Consumo de Motor

no vamos a ver la RPM del equipo salvo que la vibración del equipo fuese realmente importante a esa componente. Pensad que toda la energía estará a la frecuencia de la red y componentes armónicos por las características de una onda de alimentación a un motor; ahora bien, en

Alta Frecuencia

sí será posible analizar las componentes indicadas en vibración que en este caso presentarán la siguiente característica:

  1. Armónico K de la RPM (k número de chapas), que no será armónico de la frecuencia de la red —> F Exc.
  2. Presencia del pico a 100 Hz en forma de banda lateral.

analizar consumo de motor electrico

¿Qué es una banda lateral?

(Ya lo veis en el gráfico)

Simplemente un grupo de picos equidistantes de uno central, y que indican cambios a esa frecuencia de equidistancia en la onda original. Por eso lo que indica el gráfico anterior es que en este caso

el consumo de motor en altas frecuencias oscila a 100 Hz como consecuencia del número de polos.

Pero podrías preguntar

¿No es lo mismo que Vibración?.

Sí, desde el punto de vista físico pues los picos aparecen como consecuencia de la vibración; ahora bien, en este caso los

Software de Análisis de Consumo de Motor

son sistemas expertos y proveen niveles de alarma en base a la diferencia entre el pico central (k*RPM) y los picos en banda lateral; además:

  • Permiten analizar la señal de manera trifásica pudiendo detectar desequilibrios entre fases y aumentando la trazabilidad de la señal adquirida.

Es decir, los criterios son:

Amplitud y Número

de Picos en Banda Lateral

En base a ello el software define diferentes

zonas de severidad para la falla de excentricidad,

algo que hubiera sido realmente deseable para los requerimientos planteados por Foro1. Lo único que se precisa es disponer de unos determinados niveles de carga en el equipo para que puedan verse esos picos originados por la vibración por encima del ruido base, y tener acceso a las 3 fases de arranque del motor.

cuidado con consumo de motor electrico

¿Conocías estos test?

Seguro que no, existe mucha gente en la industria que los desconoce pues llevan existiendo mucho tiempo si bien se realizaban de manera monofásica o bien se manejaba la idea de que siguiendo la vibración es suficiente.

Vibración sí, y con eso basta.

Lo es a nivel de detección como hemos visto en el foro, si bien no a nivel de análisis pues ¿cómo definir la severidad de cada uno de los fallos detectados sólo con vibración? Recordad la entrada del motor excentrico donde la causa del pico a 100 Hz era la bancada, pero la severidad la determinó el ensayo eléctrico.
alcance del consumo de motor electrico

Por eso la importancia de usar de manera coordinada y calibrada cada una de las

Varias  Técnicas de Análisis.

El test eléctrico anterior permitió determinar la severidad en el caso que ya se os planteó de diagnostico de motor en el sector papelero. Ahí tenéis un caso claro de aplicación de esta técnica, aunque también sería aplicable en el caso que se plantea del foro.

Pues nada, por mi parte esta es una entrada más de la etiqueta de foros y también circuito motor (esta ya con tiempo sin entradas) pero que como veis la espera ha merecido la pena pues hemos visto una clara aplicación de los test indicados. Como siempre, espero poder disfrutar de tus experiencias o dudas en la sección de comentarios, o si precisas de formación o incluso algún test de este tipo ya sabes, házmelo saber.

Hasta la próxima, amigos.comenta sobre consumo de motor electrico

 

 

 

Dejar un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.

Show Buttons
Hide Buttons