Los motores eléctricos se encuentran en todas partes de la industria moderna. Pueden usarse para accionar bombas, ventiladores, transportadores o trituradores. Los motores eléctricos suelen ser partes críticas de las operaciones, y en caso de mal funcionamiento o falla, toda una línea de producción puede detenerse, lo que puede generar enormes costos relacionados tanto con la pérdida de producción como con el daño al equipo.
Para prevenir tales incidentes, el mantenimiento adecuado es crucial.
Hoy en día, podemos encontrar varias formas de realizar el mantenimiento de estos equipos:
- Se puede operar el equipo hasta que falle y posteriormente repararlo.
- Realizar mantenimientos en intervalos de tiempo específicos.
- O en último caso, llevar a cabo los mantenimiento basándonos en el estado real del equipo.
Este último tipo de mantenimiento se conoce como mantenimiento basado en la condición y gracias a los avances en tecnología inalámbrica es cada vez más común en la industria.
Este enfoque, permite realizar el mantenimiento dónde y cuándo sea necesario, lo que resulta en un ahorro significativo en los costos de mantenimiento además de una reducción significativa del tiempo de inactividad no planificada.
Para llevar a cabo un mantenimiento basado en la condición de manera efectiva, es esencial comprender los posibles modos de falla del motor eléctrico.
En la tabla que mostramos a continuación, identificamos las fallas más habituales de los motores eléctricos y como pueden ser detectadas a través de la detección de cambios de los valores normales de vibración, temperatura, consumo eléctrico y ruido.
| Componente | Modo de falla | Vibración | Temperatura | Consumo eléctrico | Ruido |
|---|---|---|---|---|---|
| Rodamientos | Rodamiento desgastado | + | + | + | |
| Problemas de lubricación | + | + | + | ||
| Carga inclinada | + | + | |||
| Aletas de refrigeración | Residuos | + | |||
| Mala circulación | + | ||||
| Ventilador de refrigeración | Desequilibrio debido a residuos en las palas del ventilador | + | |||
| Acoplamiento mecánico deficiente al eje de transmisión | +/- | + | |||
| Pala de ventilador faltante | + | + | |||
| Rotor | Piezas sueltas en el rotor | + | + | ||
| Rozamiento | + | + | + | + | |
| Estator | Piezas sueltas | + | |||
| Eje de transmisión | Eje torcido | + | |||
| Carga transversal en el eje | + | ||||
| Residuos en el eje | + | ||||
| Bobinados | Problemas de aislamiento | + | + | ||
| Cable roto / cortocircuito | + | + | + | ||
| Conexión eléctrica | Conexión rota / error de fase | + | + | ||
| Mala conexión | + | + | |||
| Suministro eléctrico | Mala calidad del voltaje | + | |||
| Desequilibrio en el suministro de voltaje | + | + | |||
| Cambio de carga | +/- | + |
Sobrecalentamiento
Aproximadamente la mitad de las fallas en los motores eléctricos se deben a temperaturas elevadas. Las causas pueden incluir sobrecarga, aletas de enfriamiento sucias, mal funcionamiento del ventilador de enfriamiento, alta temperatura ambiental, rodamientos desgastados, desequilibrio eléctrico y mala calidad de la energía, entre otras.
Gracias a sensores inalámbricos de temperatura es posible monitorizar los motores eléctricos forma individual, con objeto de detectar anomalías en la temperatura o tendencias crecientes o decrecientes que nos anticipen una avería inminente.
Vibración
Rodamientos de bolas / rodamientos lisos
Las fallas en los rodamientos son uno de los principales motivos de mantenimiento de los motores eléctricos. En general, los rodamientos son increíblemente robustos cuando operan en condiciones óptimas. Sin embargo, estos se vuelven altamente vulnerables cuando las condiciones no son las adecuadas, como en casos de fallos de lubricación, desalineación del eje, suciedad, exceso de vibración o temperaturas extremas.
El fallo de lubricación es la principal causa de averías, ya sea por lubricación insuficiente, excesiva, lubricación incorrecta o en mal estado. En cualquier caso, el fallo de lubricación provocará una auténtica tormenta perfecta en la zona de rodamientos que se verá reflejada por un incremento de temperatura, vibraciones y ruido.
Anclajes sueltos o en mal estado
Si el motor, el bastidor o el equipo conectado se sueltan de sus montajes, se producirán fuertes vibraciones. En el peor de los casos, el motor puede llegar a desprenderse completamente del bastidor, causando daños significativos en el propio motor, equipos cercanos y creando auténticas situaciones de peligro para los operarios.
Desequilibrio del motor
El desequilibrio en los motores puede ser causado por piezas sueltas, un eje desalineado o fracturado, ventiladores defectuosos o depósitos de suciedad y residuos. Cuando un motor se encuentra desequilibrado, los componentes experimentan un mayor estrés mecánico, lo que acorta significativamente la vida útil del motor.
Desalineación del eje y desequilibrio en el equipo conectado
Las vibraciones en el equipo conectado transferirán vibraciones al motor y reducirán la vida útil de los rodamientos y el rotor, de manera similar a como lo haría un desequilibrio interno en el motor.
Todos los cambios en la vibración son de suma importancia, especialmente la suma de la aceleración en los tres ejes, lo que proporciona información muy valiosa y fácilmente interpretable sobre el motor que empieza a experimentar unos síntomas de pre-avería.
Gracias a sensores IoT de vibración como el recién renovado Neuron Vibration podemos monitorizar los niveles de vibración, estableciendo alertas en base al comportamiento normal y niveles de tolerancia del equipo.
Reducción del rendimiento del motor
Si el motor rinde por debajo de la producción esperada, es una señal de que está teniendo dificultades por algún motivo, ya sea que se manifieste como una reducción de la velocidad, el rendimiento o el desempeño general. Las causas suelen estar relacionadas con rodamientos desgastados o sin lubricar, desequilibrio, desequilibrio eléctrico o fallos de aislamiento.
Cambio en el consumo de energía
Aumento del consumo de energía
Si el motor muestra un aumento general en el consumo de energía sin un aumento correspondiente en la producción, es un signo típico de una falla inminente. El aumento del consumo de energía puede deberse a fallos de aislamiento en los bobinados o a un aumento de la resistencia mecánica dentro del motor. Sin embargo, el aumento del consumo de energía también puede provenir de la carga, por lo que debe investigarse antes de sacar conclusiones.
El valor de consumo energético es posible monitorizarlo de forma continua con el el sensor IoT inalámbrico Neuron Ampere.
Desequilibrio de tensión
El desequilibrio de tensión provocará un aumento en la corriente consumida por el motor; un desequilibrio de solo el 5% puede reducir la vida útil del motor en un 25%. Si el desequilibrio también aumenta la temperatura del motor, la degradación se acelerará aún más. El desequilibrio de tensión eléctrica puede detectarse mediante la monitorización de sensores IoT de consumo de corriente (Neuron Ampere) y la temperatura, gracias a sensores de vibración Neuron Vibration o sondas de temperatura Neuron Probe, así como supervisando si el protector del motor se activa con mayor frecuencia (contacto seco).
Comportamiento anormal
Paradas repentinas, fluctuaciones en el rendimiento o problemas con el arranque son signos típicos de que el motor está experimentando problemas. Los arranques repetidos aumentan significativamente el desgaste del motor (conocido como ciclo corto) y son una causa conocida de problemas en los motores.
Horas de trabajo
La mayoría de los motores operarán de acuerdo con las especificaciones y funcionarán de forma eficiente durante muchos años. Sin embargo, todo tiene una vida útil calculada, incluso en condiciones favorables.
Para anticiparse, hoy en día es posible instalar sensores IoT inalámbricos que actuarán como contadores de horas (Neuron Hour meters) que registrarán con precisión la cantidad de horas que el motor ha estado funcionando. De esta forma, es posible estimar de forma más precisa la vida útil restante a la vez que podemos planificar los reemplazos con mayor anticipación.
