Recomendaciones para el buen funcionamiento de las Escobillas y Máquinas Eléctricas

A menudo se atribuyen las fallas de los motores a las escobillas de carbón, pero regularmente no suele ser así, ya que, detalles eléctricos y generalmente de carácter mecánico ocasionan mal funcionamiento y rendimiento de las escobillas. A continuación daremos algunas recomendaciones para evitar fallas innecesarias.

• No colocar juegos de escobillas de diferentes calidades o proveedores, lo que ayudará a tener acarreos de corrientes uniformes.
• Las escobillas deberán deslizarse libremente por el cajetín de la portaescobilla, las escobillas demasiado ajustadas o flojas pueden ocasionar atascamientos y el desenlace de un problema mayor.
• Ejecutar correctamente el trabajo de asentamiento de las escobillas, esto se puede hacer con piedras abrasivas especiales para este efecto o bien, bajo cualquier sistema que no las dañe ni a las partes rosantes. 
• La presión ejercida por los opresores o resortes de las portaescobillas deberá ser uniforme y encontrarse en buen estado, opresores con diferentes presiones ocasionarán desgaste irregular de las escobillas entre otras anomalías además, no calce los opresores con objetos extraños para dar mayor presión.
• Asegúrese de que la distancia porta-carbón, conmutador o anillos colectores no sea mayor a la requerida, una distancia promedio de 2-3 mm será suficiente, una distancia mayor a la indicada ocasionará calentamientos por pérdidas de corriente.
• En términos generales es conveniente que las portaescobillas se encuentren en buen estado, libres de polvo, grasa o agentes contaminantes que dificulten su funcionamiento.
• Verifique que los conmutadores o anillos colectores no estén ovalados, sucios o rayados y en el caso de conmutadores que las micas no se encuentren sobresalidas o al ras de su circunferencia. Si estos se encuentran muy dañados será mejor rectificar e iniciar todo el procedimiento de montaje.
• Si los motores son sometidos a mayores o menores cargas de trabajo. según las indicaciones del fabricante de las máquinas, será conveniente consultarlo con un experto ya que esto puede dañar considerablemente el equipo, tal vez será recomendable utilizar calidades especiales de carbón para cada caso.
• El arranque de la máquina deberá ser paulatino; un arranque violento o bien sobrecargas y picos de corriente pueden arruinar por completo todo el complemento de carbones, conmutador y hasta llegar a fundir las portaescobillas ocasionado un problema mayor.
• Los motores por características propias están sometidos a temperaturas y condiciones difíciles de trabajo, una de las recomendaciones muy importantes es verificar que estos cuenten con un sistema de refrigeración suficiente para mantenerlo a temperaturas deseadas.

Fuente: EISA - Escobilla Industrial S.A.

Una forma sencilla de aumentar significativamente el torque

El desafío de producir un alto torque surge a menudo en el diseño de la industria de manejo de materiales. 

Una de las mejores soluciones a este problema es el uso de un reductor en combinación con un motor estándar. 

Un reductor de engranajes puede multiplicar torque impulsado por 100 veces o más, dependiendo de la selección del diseño. Si se selecciona adecuadamente la combinación de un reductor de engranajes y el motor puede resultar en un paquete de accionamiento de alto par de torsión a un bajo costo.

En términos más simples, un reductor sirve para tres propósitos principales: Se reduce la velocidad, se aumenta el par y también se puede cambiar el eje de rotación. Algunas aplicaciones tienen limitaciones de espacio que requieren un cambio de 90º en el eje de accionamiento. Los reductores de ángulo recto son una solución cuando el espacio es reducido.

Un paquete bien diseñado es aquel que maximiza el rendimiento general de la aplicación. El reductor debe tener el tamaño correcto y la velocidad de salida adecuada para permitir que el motor funcione en su intervalo de velocidad y prestación más eficiente. Un reductor facilita que el motor entregue su velocidad y potencia nominal; a su vez entregue el torque necesario para el eje accionado.

En bajas velocidades y alto par la solución es un reductor. Dentro de las industrias que utilizan aplicaciones con reductores podemos encontrar de Agregados, Minera y Cementera, la razón de esto, es que estas aplicaciones requieren frecuentemente alto par de funcionamiento a velocidades relativamente bajas. Cuando usted esté involucrado en el diseño de una solución de accionamiento mecánico para aplicaciones de baja velocidad y alto par, tenga en cuenta todas las ventajas que un reductor puede proporcionar.

Fuente: ABB Colombia

Detector de Paso de Corriente Eléctrica

Mediante un equipo portátil conocido como Detector de Paso de Corriente Eléctrica, se detecta el paso de corriente en los rodamientos de motores eléctricos. El paso de la corriente eléctrica es el resultado de las tensiones del eje del motor que descargan a tierra a través del rodamiento, provocando erosión eléctrica, la degradación del lubricante y, en último término, la falla del rodamientos. 

Los motores eléctricos son más susceptibles de sufrir erosión eléctrica en los rodamientos cuando están controlados por un motor de frecuencia variable. Incorporado a un programa de mantenimiento predictivo, el Detector de Paso de Corriente Eléctrica, ayuda a detectar los rodamientos más susceptibles a la falla, evitando significativamente la parada no planificada de las máquinas.

Fuente: SKF

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Corrientes en Rodamientos

¿Sabías que...?
...si la tensión a través del eje causada por un variador de velocidad es lo suficientemente considerable, corrientes parásitas pueden fluir a través del eje y rodamientos (figura 1) del motor, y, en algunos casos, a través del eje y rodamientos de la máquina acoplada.

Estas corrientes parásitas circulantes causan daños en los rodamientos si la magnitud excede de 3-20 amperios; depende del tamaño del rodamiento, el valor pico de la tensión en los terminales del motor y del nivel de tensión de los inversores en el bus DC.  

Figura 1

Fuente: EASA Electrical Apparatus

2 Parte. 'Sensores de Temperatura en Motores Eléctricos'

La forma típica de protección por sobre temperatura es por medio de los relés de sobrecarga, que trabajan con el consumo de corriente, los cuales abren el circuito del motor cuando sobrepasa el valor definido.

 

Pero es un método INDIRECTO, al usar el consumo de corriente para protegerlo ante excesivo levantamiento de temperatura. Existen métodos DIRECTOS, usando sensores de temperatura colocados dentro de los bobinados, o en rodamientos (cojinetes). Con esto se asegura una medición más precisa (Ver figura siguiente). Hay algunas aplicaciones donde el uso de sensores de temperatura es obligatoria, y deja de ser una protección adicional, estas son: 

• Motores críticos para el proceso, o de difícil acceso (Ej: generador eólico).
• Máquinas de largo tiempo de aceleración, de varios minutos, donde un relé de sobrecarga llegaría a dispararse (Ej: máquina centrifuga).
• En cojinetes o rodamientos de máquinas grandes (Ej: de media tensión).
• Donde el fluido que mueve el motor (agua, aire, refrigerante, otro) es el mismo medio de enfriamiento. Ej: en una bomba sumergible o un compresor de refrigeración es fundamental el uso de los sensores, porque una pérdida de fluido produce una desmejora de enfriamiento. 

Fuente: Motortico.com

Parte 1. 'Sensores de Temperatura en Motores Eléctricos '

El motor de inducción se calienta luego de un tiempo de operación, iniciando a temperatura ambiente hasta alcanzar el equilibrio térmico que depende del nivel de carga. Lo anterior, porque entre el 50% a 60% de las pérdidas están relacionadas con la ley de Joule, que dice: a tensión constante, el calor producido Q es proporcional a la resistencia R y al cuadrado de la intensidad de corriente I (Q=R*I2). Entonces, en los alambres del bobinado y las barras del rotor se produce este calor, y otra parte en los núcleos laminados. Por tal motivo los motores se calientan.

Distribución de Perdidas en un Motor Eléctrico

Se reconoce en el calor al principal enemigo de los motores (y en general a las máquinas eléctricas), ya que producen envejecimiento del aislamiento y componentes. Por tal motivo es un factor a vigilar. El motor estándar esta diseñado para funcionar a temperatura ambiente máxima de 40C y una altitud máxima de 1000 metros sobre el nivel del mar. si deben funcionar a temperatura ambiente y altitud más elevada, generalmente debería reducirse su potencia según alguna tabla entregada por el fabricante respectivo.

Fuente: Motortico.com

Factores que influyen e intervienen en la vida del Rodamiento

El fallo de un rodamiento puede ocasionar la parada no deseada de un equipo, interrumpiendo de forma intempestiva la producción industrial y originando graves pérdidas económicas. Cada hora que el equipo esté parado, como consecuencia del fallo del rodamiento, influirá de forma muy negativa en las eficiencias de producción.

Los fabricantes de rodamientos aseguran un nivel de calidad muy alto, produciendo un rodamiento de larga duración y funcionamiento sin problemas siempre y cuando éste se adecue a la correcta especificación marcada por el diseñador. No obstante, esta alta calidad no asegura por sí sola el buen funcionamiento del rodamiento, existen otros factores que afectan a la duración del mismo. A continuación enumeramos buenas prácticas que se deben tener en consideración a la hora de manipular y cuidar los rodamientos.

Entorno de funcionamiento

Condiciones de funcionamiento del equipo o máquina donde se encuentra montada la disposición de rodamientos, es obvio que es muy importante que dicha maquinaria se encuentre en condiciones óptimas de funcionamiento en cuanto a la alineación de las disposiciones, rango de temperaturas de funcionamiento, humedad, protección contra atmósferas pulverulentas u otros contaminantes, etc.

Correcto diseño y montaje de las disposiciones de rodamientos

Tan importante es utilizar la técnica de montaje adecuada y conocer las diferentes herramientas y útiles a usar en cada caso por parte del montador como el diseñar de forma adecuada la mejor disposición de rodamientos que se requiera en cada caso concreto. No es lo mismo el montaje de un rodamiento de diámetro pequeño y asiento cilíndrico que el montaje de un rodamiento de tamaño considerable y, por ejemplo, con asiento cónico. La formación del técnico u operario que se ocupa del montaje de rodamiento es muy importante para asegurar que éste se realiza de forma correcta. De esta forma se eliminarán los fallos producidos en las disposiciones de rodamientos a causa de este importante factor como es el correcto montaje. La vida del rodamiento no se verá afectada por esta causa porque se habrá disminuido la probabilidad de fallo por un mal montaje.

Mantenimiento adecuado

El correcto seguimiento de los intervalos de lubricación y el control periódico de las condiciones de funcionamiento del rodamiento se convierten en tareas muy recomendables para asegurar el cumplimiento de la duración de vida especificado por el fabricante. Sobre el engrase y lubricación cabe señalar que lo mejor es ceñirse estrictamente a las recomendaciones señaladas por el fabricante del rodamiento en cuanto a la calidad y cantidad de la grasa o aceite que debe lubricarlo y sus periodos de reengrase. En cuanto al mantenimiento predictivo, debemos incluir las diferentes disposiciones de rodamientos o al menos aquellas consideradas como más críticas en las rutas de inspección de temperaturas y toma de niveles de vibración e incluso tratar de monitorizar estas condiciones en continuo. De esta forma evitaremos las paradas de máquina no programadas impidiendo de esta forma la caída drástica de las eficiencias de nuestra producción.

Fuente: Área Mecánica