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Devanado de motor eléctricoEl motor eléctrico es un componente fundamental en los compresores que forman parte de un sistema frigorífico. El bombeo y aspiración del refrigerante se llevan a cabo merced al trabajo realizado en conjunto por el motor eléctrico y los elementos mecánicos que forman parte del grupo compresor (cigueñal, biela, pistón, etc). Dado el amplio uso de los motores eléctricos en Refrigeración y Aire Acondicionado, es importante para el Técnico comprender las implicaciones que sobre éstos tienen, las variaciones en la tensión de alimentación de los mismos. A continuación analizaremos los distintos casos que se pueden presentar y sus consecuencias.

Efectos de la variación de la tensión en los motores

Aumento de tensión:

* En la mayoría de los casos producen la destrucción del aislante de los devanados, cosa que acaba destruyendo el motor.

* Disminuye considerablemente el factor de potencia.

* Disminuye la eficiencia del motor.

* Aumenta la corriente absorbida durante el arranque. Este aumento de corriente se agrava por la saturación de la máquina.

* Una disminución del voltaje produce un incremento en el factor de potencia.Disminución de tensión:

* Disminuye el torque de arranque disponible.

* Disminuye la eficiencia del motor.

Efectos de fases desequilibradas: un sistema trifásico está desequilibrado cuando sus tres tensiones tienen amplitud diferente o no están a 120º entre cada una de ellas. El desequilibrio puede deberse a la apertura de las fases, a la presencia de cargas monofásicas próximas al motor o a la red en sí misma.

"¢ El desequilibrio en la tensión de alimentación del motor genera una componente inversa que crea fuertes corrientes rotóricas que calientan el rotor y acaban provocando el sobrecalentamiento del motor.Efectos de las caídas y cortes de tensión en los motores: una caída de tensión es una pérdida repentina de tensión en un punto de la red de alimentación. 

Efectos sobre los motores asíncronos:

* Calentamiento y fatiga electrodinámica en los devanados que puede causar la destrucción de su aislante.

* Sacudidas que provocan fatiga mecánica anormal en acoplamientos, desgaste prematuro y rotura.

* Pueden afectar otras partes como contactores (desgaste del contacto o soldadura) y provocar que dispositivos de protección corten el suministro parando la cadena de producción o el taller.

Efectos sobre motores síncronos:

* Este tipo de motores pueden soportar mayores caídas de tensión (aproximadamente un 50% o más) sin llegar a calarse, debido a su mayor inercia y al menor impacto de la tensión en el par.
Efectos sobre motores con variación de velocidad:

* Imposibilidad de suministrar suficiente tensión al motor (pérdida de par, ralentización)

* Funcionamiento incorrecto de los circuitos de control alimentados por la red.

* Posible sobrecorriente en restaurar la tensión debido a los condensadores de filtrado de los variadores. 

*  Sobrecorriente y corriente desequilibrada en la red alimentación cuando la tensión cae en una fase.

* Los variadores de velocidad generalmente fallan si la tensión cae más de un 15).

Fallos debido a causas externas de funcionamiento:

* Bloqueo del rotor: el bloqueo del rotor provocado por causas mecánicas produce una sobrecorriente casi igual a la de arranque. Pero el calentamiento es superior dado que las pérdidas del rotor permanecen en su valor máximo durante todo el bloqueo y la refrigeración se paraliza dado que normalmente funciona con la propia rotación del motor. La temperatura del rotor puede llegar a los 350º C.

* Sobrecarga: la sobrecarga de un motor está causada por un incremento del par resistente o por una caída de la tensión de alimentación mayor a 10% de la tensión nominal). El aumento de la corriente consumida causa un calentamiento que reduce la vida útil del motor drásticamente.

Resumen

El resumen de la tabla muestra las posibles causas de cada tipo de fallo, los probables e inevitables efectos y las consecuencias si no se toman las oportunas medidas de protección.
En todos los casos, los motores necesitan dos tipos de protección: " Protección contra cortocircuitos" Protección contra sobrecargas (sobrecalentamiento). 

Fallo Causas Efectos

Consecuencias

Cortocircuito

Entre dos fases, una fase y el neutro o entre devanados.

Pico de corriente.

Fatiga electrodinámica en los conductores.

Destrucción de devanados.
Pico de tensión

Relámpagos.

Descarga electrostática.

Desconexión carga.

Destrucción aislante devanados. Destrucción de devanados y pérdida de aislamiento.
Tensión desequilibrada

Apertura de fase.

Carga monofásica aguas arriba del motor.

Reducción del par disponible.

Incremento de pérdidas.

Sobrecalentamiento (*)
Armónicos Contaminación de red por cargas no lineales.

Reducción del par disponible.

Incremento en pérdidas.

Sobrecalentamiento (*)
Arranque largo

Par resistente muy elevado.

Caída de tensión.

Incremento del tiempo de arranque. Sobrecalentamiento (*)
Bloqueo Problema mecánico Sobrecorriente Sobrecalentamiento (*)
Sobrecarga

Incremento del par resistente.

Caída de tensión.

Mayor consumo de corriente. Sobrecalentamiento (*)
Caídas y cortes de tensión.

Inestabilidad en la tensión de la red.

Conexión de grandes cargas.

Reducción del para disponible.

Incremento de pérdidas.

Sobrecalentamiento (*)
(*) Y a corto y largo plazo, dependiendo de la severidad y/o frecuencia de fallo, los devanados se cortocircuitan y acaban por destruirse.

Si te gustó este artículo técnico, me gustaría saber tu opinión al respecto. Comentas más abajo, que con gusto responderé a tus inquietudes!

 

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Comentarios   

+2 #1 sergio aparicio 18-11-2011 20:50
Breve pero consiso sin complicaciones para su entendimiento.

Felicitaciones a quien se ha esforzado para reunir este material que seguramente amplia nuestra fuente de conocimientos
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