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CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS NO. 12 BACHILLERATO TECNOLOGICO EN MANTENIMIENTO Y ELECTRICIDAD SUBMODULO: MANTENIMIENTO A MOTORES ELÉCTRICOS. 1° UNIDAD TIPOS DE MANTENIMIENTO A MOTORES.

PRACTICA No 1 CONOCIMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MANTENIMIENTO. OBJETIVO

MOTORES MONOFASICOS Y

Al término de la sesión el alumno identificará de un conjunto de motores eléctricos, el nombre, tipo, características, etc. de cada uno de estos.

NOMBRE: ____________________________________________ TURNO: ____________ FECHA:____________ SUPERVISÓ: ________________________ CALIF.:____________ TIPOS DE MOTORES MONOFÁSICOS. A) MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Funcionamiento. Este motor consiste esencialmente en un estator, que es la parte fija que contienen los devanados de arranque y de trabajo que reciben la energía eléctrica formando un campo magnético. El rotor es la parte giratoria que contiene unas barras en corto circuito en las que se induce la corriente giratoria que reaccionan con el campo existente, produciendo el par motor, lleva también un interruptor centrífugo que va conectado en serie con el devanado de arranque, que al llegar al 75% de su velocidad normal se desconecta automáticamente, por lo que el motor sólo queda trabajando con el devanado de trabajo. Partes principales: 1. Núcleo: Formado por un paquete de láminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética impregnadas de un pequeño baño de barniz, con ranuras semicerradas donde van alojados los devanados de arranque y trabajo. 2. Rotor: Sobre el eje va montado a presión un paquete de chapas y un arrollamiento llamado jaula de ardillas que consiste en una serie de barras de cobre de gran sección, alojadas en ranuras axiales en la periferia del núcleo y unidas en corto circuito mediante dos anillos de cobre, situados uno de cada extremo del núcleo. 3. Carcasa: De acero de fundición dentro de la cual está colocado a presión el núcleo. 4. Los escudos o tapas: Están fijadas a la carcasa del estator por medio de tornillos o pernos. Cada escudo tiene un orificio central previstos para alojar un cojinete, de donde descansa el extremo del eje del rotor. 5. El interruptor centrífugo, va montado en el eje o rotor, consta de dos partes una fija que está situada generalmente en la cara interior de escudo posterior y lleva dos contactos, la otra parte es móvil y va colocada sobre la flecha del rotor. B) MOTOR MONOFÁSICO CON CAPACITOR EN EL ARRANQUE.- Este motor es similar al motor de fase partida, diferenciándose únicamente por el capacitor, que va conectado

en serie con el arrollamiento de arranque, absorbe menor corriente a la hora del arranque que el motor de fase partida y proporciona mayor par de arranque. La finalidad del capacitor es la de adelantar la corriente 90° con respecto a la tensión. Existen capacitores con dieléctrico de papel para servicio continuo y capacitores eléctricos para servicio intermitente. T1 T3 Figura 1 T4 T2

Trabajo

Trabajo

Auxiliar

Auxiliar

C) MOTOR MONOFÁSICO CON CAPACITOR PERMANENTE.- Este motor es similar al de capacitor de arranque, excepto por estar desprovisto de un interruptor centrífugo, lleva dos arrollamientos, uno de arranque y otro de trabajo, dispuestos 90° eléctricos uno del otro, el condensador puede ir montado encima del motor o bien estar separado. Su capacidad es generalmente pequeña de 3 a 5 µF, el dieléctrico suele ser el papel impregnado con aceite y líquido sintético. El condensador y el arrollamiento de arranque se hallan conectados en el circuito permanente. D) MOTOR UNIVERSAL.- Es llamado así por funcionar con C.A y C.C., tiene una estructura laminada, un alto par de arranque, funciona a grandes velocidades de 4000 a 10000 R.P.M., no son mayores de l H.P. ; y son utilizados generalmente en aparatos electrodomésticos, el más conocido es el motor bipolar, que consiste en un estator con dos devanados sobre un núcleo de hierro, y en su extremo lleva las escobillas que conectan en serie al rotor y al estator. Este motor está dispuesto de manera que cuando por los devanados en serie del inducido y el inductor circula la corriente se forman dos flujos magnéticos, que al reaccionar provocan el giro del rotor, tanto si la corriente aplicada es continua o alterna. En párrafos anteriores se explicó, como por medio de la inducción, el movimiento rotatorio, producido eléctricamente por el campo magnético del estator ha originado la rotación mecánica del rotor, la cual sigue la misma dirección que la de del campo del estator. Para que el motor de inducción funcione, el rotor deberá girar a una velocidad diferente a la del campo rotatorio del estator. En realidad, la velocidad del rotor es diferente (menor) que la velocidad del campo magnético del estator y a esta diferencia se le conoce como deslizamiento. En los motores prácticos, los motores funcionan a una velocidad del 2% al 10% menor que la velocidad de sincronía; al aumentar la carga, el porcentaje del deslizamiento aumenta. Ejemplo: En un motor de 4 polos con velocidad de sincronía de 1800 R.P.M., si el motor gira efectivamente a 1764 R.P.M. según lo mide un tacómetro: existe una diferencia de 36 R.P.M. entre la velocidad de sincronía y la del rotor, expresada en porcentaje sería: S=

36 180

X 100 = 2%

Lo cual un deslizamiento del 2%, el par motor en los motores, de inducción jaula de ardilla es bajo, debido a una mala característica del par de arranque, el rotor de un motor de inducción alcanza finalmente una velocidad entre un 2 y un 10% de deslizamiento. Esta es la velocidad de funcionamiento de motor sin carga, por lo tanto la máquina requiere muy poco par de arranque para mantener el motor en funcionamiento. Si se aplica una carga al motor en funcionamiento pierde velocidad y el deslizamiento aumenta, como resultado del campo rotatorio corta los anillos de cobre a mayor velocidad, induciendo corrientes más altas en el rotor para obtener un par mayor, de manera que el motor pueda impulsar la carga aplicada. CONEXIONES: Las reglas de conexión se deben observar en todos los motores, las cuales dependen del servicio que vallan a presentar.

Motores monofásicos:

a) Una sola tensión de servicio con sentido de giro reversible: Exteriormente salen dos puntas, dos procedentes del devanado de arranque, y dos procedentes del devanado de trabajo como se muestra en la figura 1. b) Una sola tensión de servicio con sentido de giro irreversible: Cuando las terminales ya están conectadas a las de trabajo, en el interior saliendo dos puntas como se muestra en la figura 2. Figura 2

Figura 3

Trabajo

Trabajo

Auxiliar

Auxiliar

c) Motor con condensador permanente: Con una sola tensión de servicio, el condensador va montado encima del motor, en sentido de giro irreversible, y dos puntas exteriormente como se muestra en la figura 3 d) Motor monofásico con capacitor permanente: Para dos tensiones de servicio 127220v como se indica en la figura 4 Figura 5

Figura 4

T5 T1 T2 T3 Auxiliar Trabajo

T4 T6

e) Dos tensiones de servicio con dos sentidos de giro: Los motores de este tipo pueden funcionar indistintamente a cualquier tensión de servicio, generalmente de 127 a 220 volts, disponen a tal efecto un arrollamiento de trabajo subdividido en dos secciones iguales y de un arrollamiento de arranque constituido por una sola sección el cual está conectado en serie con el capacitor en interruptor centrífugo. El arrollamiento de dos secciones o principal está marcado de al siguiente manera: la primera lleva las designaciones T1 y T2, la segunda T3 y T4 y el arrollamiento auxiliar T5 y T8 como se muestra en la figura 5. f) Motor de velocidades a una sola tensión de servicio: Los motores de este tipo pueden trabajar a mayor o menor velocidad, dependiendo de las necesidades que se requiera en el momento apropiado, por medio de un conmutador como se muestra en la figura 6.

Auxiliar Trabajo

Figura 6

INFORMACION TECNOLOGICA El motor eléctrico es una máquina cuya finalidad es la de transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Mantenimiento. Mantenimiento preventivo.- Se define como aquella serie de acciones que se toman para evitar que los equipos e inmuebles de una empresa se dañen. Algunas de estas acciones serian simplemente las rutinas de mantenimiento. Mantenimiento correctivo.- Se define como toda aquellas acciones de mantenimiento efectuadas después de que existe un incidente. O sea que se repara la avería de un equipo, que ya se ha dañado. Todos los motores deben estar bajo un estricto programa de mantenimiento para evitar que tengan daños costosos, a esta acción programada se le conoce como mantenimiento preventivo pero en ocasiones por defectos de fabricación o por falta de este mantenimiento se queman estos motores o se recalientan o simplemente dejan de funcionar y para ello se procede a la localización de averías, bajo el siguiente procedimiento: Acciones de mantenimiento 1.- Inspección visual.- Por medio de la cual permite determinar el alcance de la avería, tales como escudos defectuosas, cojinetes o chumaceras en malas condiciones.

2.- Inspección mecánica.- Comprobar si los cojinetes están en mal estado, para ello basta mover el eje de arriba abajo y si tiene mucho juego, los cojinetes están desgastados. Si, no gira con la mano los baleros están agarrotados o pegados pero también podría el motor estar mal armado o tener el eje torcido. 3.- Inspección eléctrica.- En este caso, cuando algún conductor rosa con el rotor, bobinas o grupos de bobinas en corto circuito, barras del rotor flojas, conexiones interiores y exteriores equivocadas, arrollamiento en contacto con la masa ( a tierra), arrollamiento fases o conexiones abiertas. Fallas en los motores monofásicos: 1.- El motor no arranca y solo se escucha un zumbido. 2.- El motor no arranca y saca chispas en su interior. 3.- El motor funde los fusibles inmediatamente. 4.- El motor arranca despacio y despide humo. 5.- El motor arranca pero chispea en su interior. 6.- El motor no arranca pero se escucha una trepidación o roce dentro del estator. 7.- El motor arranca normal, pero inmediatamente empieza a despedir humo. 8.- El motor arranca normal pero inmediatamente se calienta.

Antes de proceder a localizar cualquiera de estas fallas, debemos de observar las características de la placa con relación al voltaje, ciclaje, amperaje, con el objeto de tener bases mas sólidas para poder determinar algunas de las fallas antes citadas. En la primera falla obedece a las siguientes causas: 1.- El devanado auxiliar se encuentra abierto en una bobina , conexión o bien quemado absolutamente. 2.- Que el interruptor centrifugo se encuentre separado en sus puntos de contacto, lo que permite que el devanado de arranque trabaje normalmente, pero ahora no por estar abierto. 3.- Que las chumaceras estén muy gastadas y debido al magnetismo que establece el motor al rozar contra el estator, no permite la rotación. La segunda falla obedece a: 1.- El devanado de arranque se encuentra abierto y el de trabajo esta en corto circuito o esta a tierra. 2.- El devanado de trabajo en corto circuito entre si. 3.- En el momento de conectar a la red en los bornes de contacto hacen corto circuito en su interior. La tercera falla cuando los devanados se encuentran quemados por completo, los cables de conexión en contacto, o dos o más contactos a la masa por parte del devanado. La cuarta falla por las mismas causas que el punto anterior. La quinta falla obedece a: 1.- El interruptor centrifugo defectuoso no alcanza a abrir por completo, pues por efecto de la rotación tiende a despegarse y a conectarse intermitentemente. 2.- Algún devanado se encuentra haciendo contacto con el rotor en el momento que esta girando. La sexta falla se debe al desgaste de las chumaceras o a tornillos de las tapas flojos. la séptima falla obedece a las siguientes causas: 1.- El devanado auxiliar no se desconecta en seguida y se recalienta.

2.- El devanado de trabajo se encuentra malo y alguna bobina empieza a quemarse. 3.- Las chumaceras se encuentran en mal estado y han provocado que el rotor roce con las bobinas. La octava falla obedece a: 1.- El devanado auxiliar no se desconecta por efecto del interruptor centrífugo. 2.- El devanado de trabajo empieza a cruzarse. 3.- Hay falsos contactos en las conexiones interiores. 4.- La corriente que recibe el rotor no es apropiada.

Para las pruebas de motores monofásicos y trifásicos es necesario disponer de los siguientes instrumentos: voltiamperimetro de gancho, tacómetro, Óhmetro y factorimetro.

DESARROLLO DE LA PRACTICA 1.-Tome los datos de placa de un motor monofásico

Tabla no. 1

Marca; Modelo

Tipo:

R.P.M

H. P.

Voltaje:

Fases:

Amperes

H. Z.

Nema

Clase

Temperatura

SIC. DGE.

2.- Mencione las partes principales del motor. 3.- Obtenga el porcentaje de deslizamiento. 4.- Conecte el motor a la red de acuerdo a sus características y por medio de un voltamperimetro de gancho y un tacómetro, obtenga los valores de la siguiente tabla. Tabla no. 2 Marca Potencia (HP) Tensión Nom. (V) Velocidad (RPM) Tensión medida (V) I. de arranque (A) I. en vacio I. de placa

DESARROLLO DE LA PRACTICA 1.-Conecta un motor monofásico de cuatro puntas, a la red de alimentación y realiza la inversión del sentido de giro, tomando en cada uno de ellos los siguientes datos. Tabla no.3 HORARIO

ANTIORARIO

I . De arranque I. En vació H. P Volts R. P. M.

2.- Conecta un motor monofásico a 110 v. Y 220 v.( Tabla no. 4) A 110 V.

A 220 V.

I. De arranque I en vacío. H. P. Voltaje medido R. P. M.

3.- En la actualidad se usan muchos motores monofásicos con capacitor, pues su fabricación es mucho menos costosa, por esta razón se ha extendido ampliamente su aplicación, por ejemplo: frigoríficos, bombas, compresores, quemadores de aceite pesado, lavadores, ventiladores, extractores y en equipos de aire acondicionado. A continuación damos una serie de características y ventajas gracias al condensador que tienen estos motores:
Tienen un gran par de arranque.
Menor tamaño.
Menor número de espiras en el devanado de arranque.
Una tensión de servicio con dos sentidos de giro.

CENTRO DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS INDUSTRIAL Y DE SERVICIOS NO. 12 BACHILLERATO TECNOLOGICO EN MANTENIMIENTO Y ELECTRICIDAD SUBMODULO: MANTENIMIENTO A MOTORES ELÉCTRICOS. 1° UNIDAD TIPOS DE MANTENIMIENTO A MOTORES.

PRACTICA No 2 CONOCIMIENTO DE LAS PARTES DE MOTORES TRIFASICOS JAULA DE ARDILLA Y MANTENIMIENTO. OBJETIVO

Al término de la sesión el alumno identificará de un conjunto de motores eléctricos, el nombre, tipo, características, etc. de cada uno de estos.

NOMBRE: ____________________________________________ TURNO: ____________ FECHA:_______________ SUPERVISÓ : _______________ CALIF.:_________________ Los motores trifásicos se utilizan para el accionamiento de máquinas herramientas, bombas, ventiladores, grúas viajeras, ascensores, ventiladores, extractores, compresores agitadores, reductores de velocidad y otras máquinas.

El motor trifásico jaula de ardilla se construye de las más diversas potencias desde una fracción de caballo hasta varios miles de caballo.,Se caracterizan por su velocidad prácticamente constante y por lo que respecta al par de arranque los hay de muy diversas características, según su aplicación. Algunos se construyen para tensión y frecuencia normal y otros para dos tipos de tensiones y frecuencia.

Consta de tres partes principales, que son estator, rotor y escudos constructivamente es similar al motor de fase partida pero sin interruptor centrífugo El estator consiste en un armazón de fundición, un núcleo de chapas y un arrollamiento formado por varias bobinas alojadas en sus correspondientes ranuras. El rotor puede ser jaula de ardilla o devanado, ambos núcleos llevan un grupo de chapas prensado sobre la flecha, el tipo de jaula de ardilla llevan una serie de barras de cobre o aluminio cortocircuitadas y el de rotor devanado consiste en un arrollamiento convenientemente dispuesto sobre el núcleo y conectados a tres anillos de toma o de fricción montados sobre el eje. Los escudos van firmemente empernados a la carcasa y en ellos se encuentran los cojinetes en los que se apoya y gira el eje del motor libremente. Estos cojinetes empleados pueden ser de bolas de fricción. Funcionamiento.- Las bobinas alojadas en las ranuras del estator van conectadas convenientemente formando tres arrollamientos independientes llamados fases como se muestra en la figura A

FASE A FASE B FASE C

FIG. A

Cuando se trata de motores que tengan 6,9, 12 puntas al exterior son máquinas que pueden funcionar a dos tensiones distintas, en conexión delta o estrella. Los motores de 6 puntas sus terminales pueden estar marcadas con 1,2,3,4,5,6 ó ZYXWVU como se muestra en los siguientes diagramas 1

2

3

Z

Y

6

X

3

4

5

6

W

V

U

1

1

6 4 5

4 2

5

3

2

En los motores de 9 puntas, se marcan progresivamente del 1 al 9 o con las ultimas letra s del alfabeto como se observa en los siguientes Diagramas. 1 7

8

9

4

4

5

6

7

1

2

3

1

7

7

8

9

4

5

6

1

2

3

6 4 5 8

9 6 3

3

5

9

8

Doble estrella a 220 volts

2

Conexión estrella serie a 440 volts

2

Los motores trifásicos a 12 puntas , también se conectan a dos tensiones diferentes y están marcadas progresivamente del 1 al 12 como se muestra a continuación.

1

1

4 7 12 10 11 9 6 3

10

11

12

7

8

9

4

5

6

1

2

3

12 9

4

6

10 8

5

2

5 2

6 4 5

7

3 11

8

7

1

1

2

3

3

9

12 10 11 2

8

Los motores trifásicos tienen su aplicación en Máquinas herramientas, y otras maquinas que necesitan velocidades prácticamente constante, elevado par de arranque, amplios diseños de construcción y a menudo están equipados para trabajar a dos tensiones diferentes. Mantenimiento. Al igual que en los motores monofásicos estos motores requieren de un adecuado mantenimiento, para evitar daños y reparaciones muy costosas, pero sobretodo los paros imprevistos dentro de las horas de producción de un proceso muy importante, que además produciría grandes perdidas a las empresas. Y es por ello que se recomienda el mantenimiento preventivo para el periodo programado para cada área de trabajo en la bitácora de mantenimiento la cual se basa en el programa de mantenimiento semestral o anual. También se practican los tres tipos de inspecciones para poder determinar fallas ya ocurridas en los motores trifásicos y poder así determinar la falla y su avance. Fallas más comunes en el motor de tres fases: Primer falla.- Aparece calentamiento en el motor de un momento a otro, no obstante que trabajo correctamente. Causas: a).- Baleros o chumaceras en mal estado. b).- Sobrecarga. c).- Mayor o menor voltaje de alimentación. d).- Alguna o algunas barras del rotor se encuentran abiertas. e).- Falta de alguna fase en la línea de alimentación. Segunda falla.- El motor fundió los fusibles súbitamente o se disparo el sistema de protección. Causas: a) Brinco de corriente entre el rotor y el estator. b) La maquina que acciona se frena c) Falta de una fase de alimentación. d) Dispositivos de protección o fusibles inadecuados. Tercera falla.- El motor toma en una o en dos fases una corriente muy elevada y el zumbido no es normal. Causas: a) Parte del devanado en corto circuito. b) Si el motor tiene 6,9 y 12 puntas se quemo al hacer cambio de conexión, la unión de las puntas no es la correcta. c) Falso contacto en una de sus fases.

Desarrollo de la práctica: 1.- Pida a la caseta del taller, un rotor en condiciones anormales realiza la inspección visual, mecánica y eléctrica., Indica las averías que encontró en el rotor y las soluciones a estas. 2.- Dibuja las partes principales y toma los datos de placa de un motor trifásico. a) Efectúa las mediciones eléctricas de cada uno de los datos de placa b) Realiza un análisis de los valores de los valores de placa y reales, explicando la razón por que existe esta variación. c) Conecta los motores trifásicos de 6,9 y 12 puntas a su respectiva tensión de servicio según su conexión.

DESARROLLO DE LA PRACTICA 1.- Toma Los datos de placa de un motor trifásico. Tabla no. 6 Marca Modelo

Tipo

Velocidad

Potencia

Voltaje

Fases

I. nominal

Frecuencia

Nema

Temperatura

F.S.

Serie

2.- Conecta a la red de alimentación un motor de 6 y 9 puntas a dos tensiones diferentes correctamente para cada caso y anota los siguientes valores. Tabla No. 7 MOTOR DE:

6 PUNTAS

9 PUNTAS

CONEXION Potencia (HP) EL “ Voltaje de alim..” Ef I L “ Intensidad Vacío” If I. arranque

3.- Conecta a la red de alimentación un motor de 12 puntas y por medio de instrumentos de medición obtén los valores de la siguiente tabla. Tabla No. 8 MOTOR CONEXION R.P.M. E. Linea E. fase I. Linea I. fase

12 PUNTAS serie

serie