Fundamentos y Mantenimiento de Máquinas Eléctricas Rotativas: Motores y Alternadores

Fundamentos de Máquinas Eléctricas Rotativas

Componentes y Principios Fundamentales

Motor

Convierte la energía eléctrica de corriente alterna (CA) que recibe en sus bornes en energía mecánica.

Alternador/Generador

Recibe energía mecánica y la transforma en energía eléctrica alterna.

Movimiento Rotativo

Principio de funcionamiento basado en el campo giratorio y electromagnético.

Deslizamiento

Para que se genere una fuerza electromotriz (FEM) en los conductores del rotor, es necesario que exista una diferencia de velocidad entre los conductores del rotor y la velocidad del campo giratorio.

Amplitud de Grupo

Se utiliza únicamente para los cálculos de bobinados concéntricos.

Paso Polar

Distancia entre los ejes de dos polos contiguos de diferente polaridad.

Tipos de Bobinados y Conexiones

Conexión de los Grupos de Bobinado de una Fase

• Conexión por Polos (PP): Se realiza uniendo final con final y principio con principio. Los grupos de bobinas en esta conexión son de menor tamaño y menor número de espiras, pero se tienen más grupos por fase.
• Conexión por Polos Consecuentes (PPC): Se realiza uniendo final con principio y principio con final. Los grupos de bobinas en esta conexión son de mayor tamaño y disponen de un mayor número de bobinas en cada grupo, y el número total de grupos en el bobinado es menor.

Los bobinados concéntricos tienen todas las bobinas iguales y se clasifican en imbricados y ondulados.

• Los imbricados se utilizan comúnmente en motores y se conectan generalmente por polos, lo que significa que tienen tantos grupos de bobinas como polos tiene el bobinado. Pueden calcularse y ejecutarse en una o dos capas.
• En los bobinados concéntricos de una y dos capas, se puede reducir el paso polar.
• En los imbricados de una capa, el paso polar se puede reducir siempre respetando un valor impar. En los de dos capas, el valor del paso polar puede ser par o impar.

Mantenimiento y Diagnóstico de Máquinas Eléctricas

Mantenimiento Preventivo y Correctivo

Factores Clave para el Mantenimiento

• Un asesoramiento adecuado.
• Una buena asistencia técnica.
• Suficiente celeridad en la respuesta.

Procesos de Mantenimiento: Líneas de Actuación

1. Planificación
2. Observación
3. Actuación
4. Comprobación
5. Puesta en funcionamiento

Procedimientos con la Máquina Parada

• Limpiar con aire.
• Comprobar el estado del ventilador.
• Comprobar la superficie de los anillos rozantes.
• Comprobación visual de la uniformidad del entrehierro.
• Comprobar la placa de bornes, las conexiones visibles y la sujeción de las bobinas.
• Medición de la puesta a tierra y el estado de los aislantes.
• Comprobar la maniobra de arranque.
• Comprobar el engrase de los elementos mecánicos.
• Limpieza de los conductos de ventilación.

Procedimientos con la Máquina en Marcha

• Limpieza exterior.
• Comprobar la ventilación adecuada.
• Comprobar la temperatura de funcionamiento.
• Observación de ruidos, vibraciones y sonidos anómalos.
• Medición de la tensión de alimentación y la corriente de funcionamiento, y contrastar con las características de la máquina.

Herramientas y Pruebas de Diagnóstico

Estetoscopio

Se emplea para la detección de vibraciones y ruidos.

Termómetro

Para la medición de la temperatura de la máquina.

Moldes de Bobinas

Se emplean para la confección de las bobinas.

Nivel de Burbuja

Sirve para equilibrar las máquinas en la superficie de trabajo.

Localización de Averías: Pruebas de Verificación y Reparación

• Verificación de contactos a masa en el bobinado.
• Verificación de interruptores en cada una de las fases de los bobinados.
• Verificación de cortocircuitos en cada una de las fases del bobinado.
• Verificación manual del eje.

Megger

Medidor de aislamiento.

Rigidez Dieléctrica

Prueba que se realiza al aislante hasta el instante de perforación, aplicándole una determinada tensión.

Conceptos Avanzados en Máquinas Eléctricas

Conexión Steinmetz

Es la adaptación de un motor trifásico a una red monofásica, con la ayuda de un condensador.

Alternadores y Generadores de Corriente Continua (CC)

Un alternador no tiene colector de delgas, pero sí anillos rozantes. Los bobinados de los inducidos de máquinas de CC son cerrados, mientras que los de los alternadores son abiertos.

Curva de Vacío

Es la variación de la corriente de excitación cuando el generador gira a su velocidad nominal, originando la tensión propia.

Motor Síncrono

Gira a velocidad constante.

Arranque de Motores Asíncronos

En el arranque, un motor asíncrono absorbe entre 5 y 7 veces la corriente nominal. La corriente de arranque de un motor con rotor bobinado es menor. Las elevadas intensidades en el arranque producen una caída de tensión significativa, por lo que están prohibidos los arranques directos para motores de gran potencia y se deben emplear sistemas de arranque específicos, tales como:

• Arranque Estrella-Triángulo
• Arranque por Autotransformador
• Arranque por Reóstatos en el Rotor
• Arranque por Variador de Frecuencia
• Arranque por Resistencias Estatóricas

Motor Universal

Puede ser conectado tanto en corriente continua (CC) como en corriente alterna (CA).