En esta entrada vamos a hablar sobre como sacar partido a la interpretación del gráfico de consumo de motor, a partir de un foro.
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.
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 consumo de motor 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 (consumo de motor).
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 sobre consumo de motor.
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.
Blog que no foro
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 consumo de motor.
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.
En los foros hay que ser educado y respetuoso con el trabajo de los demás.
Y yo me pregunto
¿Se requiere parar la máquina?
y
¿ Problema en motor ?
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.
¿ consumo ?
El método es 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.
En el caso de
100Hz
es problemática por no ser armónica de la velocidad de giro de este motor:
- velocidad de sincronismo (la que existe en la corriente que circula por el estator)
- 1000 cpm (o 16,67 Hz), multiplicada por el número de polos del motor (6).
Es decir:
El problema suele ser
¿Qué Consumo 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 consumo de motor suele aparecer como consecuencia 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.
El
Rotor pasa por un Máximo
Es decir:
cada vez que una de sus barras o chapas pasa por uno de los polos del estator.
- 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 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
Avisos
para esa frecuencia para motores de 2 polos, basados en datos experimentales y para ciertos de equipos.
implemente 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.
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 este
consumo de motor con vibración
tomar 2 espectros:
- Uno en Alta y Otro en Baja Frecuencia
para contrastar ambos valores; además, es recomendable registrarlo en 2 direccione: 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: más o menos líneas de fuerza del campo generado por el estátor.
Esta es la base de los ensayos de consumo de motor, registrarlo 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
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.
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
AltaFrecuencia
sí será posible analizar las componentes indicadas en vibración que en este caso presentarán la siguiente característica:
- Armónico K de la RPM (k número de chapas), que no será armónico de la frecuencia de la red —> F Exc.
- Presencia del pico a 100 Hz en forma de banda lateral.
¿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 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, y tener acceso a las 3 fases de arranque del motor.
¿Conocías test?
Se realizaban de manera monofásica con el problema de tener que elegir entre una de las fases (aspectos de mantenibilidad).
Y con el añadido de prejuicio : siguiendo la vibración es suficiente.
Vibración sí, y con eso basta.
Test de vibración, más conocido.
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?
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.
Segundos Time
Medida de kurtosis para diferentes servidores (7) comparado con el de webempresa (donde se aloja dominio desde siempre – 2014 a 2016 – ):
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