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8/18/2019 Análisis Espectral de Corriente
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Análisis
espectral decorriente enun Motor
Eléctrico deInducción(MEI)
Adriana Orozco Riccioli
Fernando Thinkan Beltran
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En los MEI intensidad de corriente de alientación! su"re
distorsiones si#ni$cati%as en %irtud de los
pro&leas de naturaleza tanto ecánica cooeléctrica 'ue pueda con"rontar el otor
es enester aplicar la técnica de análisisespectral de intensidad de corriente! con el $n copleentar a la %ez discriinar la presencia
de un de"ecto incluendo la e%aluación de la se%eridad del
de"ecto! en caso de e*istir este por supuesto
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Técnicas epleadas de aneratradicional en el dia#nóstico
e%aluaciónde estado de los otores eléctricos +rue&a de resistencia a tierra, +rue&a eléctrica ipulsi%a, +rue&a de so&re tensión, Análisis del &alance de corriente,
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-ltios a%ances en este capo! cuos étodos
de dia#nostico! onitoreo son los si#uientes
Monitoreado de la descar#a parcial, Análisis del circuito del otor,Análisis espectral de intensidad de
corriente. Análisis dináico de potencia .o
tensión eléctrica, Análisis de /u0o, Análisis de la teperatura noralizada
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Análisis espectral de corriente - motor
current signature analysis – MCSA;
el re#istro dináico de la intensidad de corrienteen el otor eléctrico,
usa al otor coo transductor analiza coo%aria la corriente a tra%és de el,
utiliza la representación en "recuencia de la se1al, detectar "allas eléctricas coo el corto circuito
entre &o&inas! o ecánicas coo rupturas de
&arras del rotor, Es sensiti%o a %ariaciones de car#a! re'uiere
conociiento de los datos de placa del otor
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Modelo de instalación 2os odernos analizadores de %i&raciones! periten la entrada de se1ales eléctricas en odo copati&le
con las entradas de un osciloscopio con%encional, 3e esta "ora epleando coo transductor untrans"orador de corriente! conocido co-nentecoo hook–on o pinza aperiétrica! éste se de&eráconectar a la entrada del analizador tratar la se1alcoo si estu%iese siendo proporcionada por un
transductor de %i&raciones! pudiéndose o&tener elcorrespondiente espectro de intensidad de corrienteeléctrica
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Es'uea de la instalación a"5n para el
re#istro antes se1alado espectro de Intensidad de 6orriente! en
el 'ue se aprecian claraente las&andas laterales, Estas &andas lateralesindican la presencia su in/uenciaso&re la aplitud de la corriente! deciertos de"ectos en el otor as5 coo!las caracter5sticas ecánicasdoinantes tanto en el propio otor
coo en la á'uina conducida
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M67A! se presenta alternati%a de onitoreo en l5nea no
in%asi%o! usada para dia#nosticar
ciertos pro&leas 'ue se puedenpresentar en otores de inducción!tales coo &arras rotas en el rotor!ni%eles anorales de e*centricidad del
entrehierro! cortocircuitos en losde%anados estatóricos en &a0o %olta0e! ciertos pro&leas ecánicos
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6aracter5sticas capacidad de onitoreo no in%asi%o en una
posición reota! respecto del e'uipo al 'ue se estáe%aluando,
+roporciona in"oración acerca del da1o eldia#nóstico del e'uipo! copara&le con lainstruentación con%encional,
capacidad de di"erenciar entre un tipo de "alla otra, El dia#nóstico puede ser realizado rápidaente tan
"recuenteente coo se desee por personalrelati%aente ine*perto! usando e'uipo portátil econóico,
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Es aplica&le tanto para á'uinas de alta potencia!coo para á'uinas de potencia "raccionaria! de
corriente continua o alterna 'ue pueden sertri"ásicas o ono"ásicas
+ara á'uinas tri"ásicas! se re'uiere analizar-nicaente la corriente de una de las tres "ases,
8sando M67A se puede detectar di"erenciar "allas
relacionadas con la car#a la alientación alotor! analizando en "ora con0unta las se1ales de%olta0e corriente de alientación al otor,
se puede e0ecutar en el panel de control del otor!entonces el iso tiene lu#ar con el otor enoperación pero sin ries#o
perite identi$car pro&leas 'ue la inspección%isual no podr5a encontrar! por e0eplo! de unionesde alta resistencia al paso de corriente eléctrica
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FUNDAMEN!S DE MCSA
en 'ue a un otor eléctricocon%encional! se lo puede %er ta&iéncoo un transductor e$ciente!
peranenteente conectado! a 'ue atra%és de él se puede detectar%ariaciones en la car#a o %ariaciones denaturaleza ecánica en su"uncionaiento,
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%ariaciones #eneradas dentrodel sistea ecánico son con%ertidas coo se1ales distinti%as o
9arcas: en la corriente eléctrica de
alientación al otor para o&tener estas se1ales! es necesario toar
una uestra de dicha corriente lo 'ue se puedehacer de "ora con$a&le se#ura con étodosno in%asi%os
uestra toada de&e ser procesada! suinistrarindicati%os de la condición del otor! para elanálisis se puede usar el doinio del tiepo o eldoinio de la "recuencia,
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M67A! usa el criterio de 'ue a tra%és deuna co&inación de las coponentes
espectrales de se1ales de %olta0e corriente de alientación al otor sepuede detectar di"erenciar "allasrelacionadas con la car#a la
alientación al otor,
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6lasi$cación de "allas eléctricas o
ecánicas se#-n el si#uienteprincipio
7i las coponentes 'ue se uestran enla se1al de corriente! se re/e0an
ta&ién en la se1al de %olta0e! seconclue 'ue la "alla es de naturalezaeléctrica
7i las coponentes se uestran en la
se1al de corriente! pero no en la se1alde %olta0e! se conclue 'ue el pro&leaes de naturaleza ecánica,
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7e re'uieren ciertos eleentos
para 'ue este étodo seipleente de "ora e*itosa
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conociiento eleental respecto deldise1o operación de otores deinducción
Analizar las se1ales ad'uiridas en un9Instruento de M67A: 'ue peritaostrar el ras#o distinti%o en la
corriente para poder hacer eldia#nóstico del otor en análisis
&ase de conociientos e*perta parade$nir los criterios de #ra%edad de la
"alla,
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CAUSAS " C!NSECUENC#AS DE $A%%AS %!AS
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para 'ue se produzca la ruptura de las
&arras de la 0aula de un otor deinducción o la ruptura de los anillos 'ueunen dichas &arras! son principalentees"uerzos téricos ecánicos a los'ue un otor puede ser soetido, Estascausas se ori#inan por
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Ori#en
arran'ue directo de otores 'ue para cuplirsu ciclo de tra&a0o de&en arrancar %arias%eces periódicaente! lo 'ue pro%oca altoses"uerzos téricos ecánicos,
2a presencia de car#as ecánicas
interitentes Fallas en el proceso de "a&ricación del rotor Es"uerzos a#néticos causados por "uerzas
electroa#néticas des&alanceadas! ruidoelectroa#nético %i&ración
3e#radación del aterial del rotor de&ido a'u5icos o huedad! presentes en ela&iente de tra&a0o del otor
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Es"uerzo térico de&ido a so&recar#aen el otor! car#a des&alanceada!
puntos calientes o pérdidas e*cesi%as Es"uerzos ecánicos de&ido a
lainaciones /o0as! partes #astadas "allas en los rodaientos
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En la Fi#ura ;,< se e*pone un rotor en donde sepueden identi$car sus partes constituti%as!
adeás de la ruptura desprendiiento de dosde sus &arras,
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Fi#ura ;,= corresponde a un rotor ude"ectuoso a 'ue se encontró 'ue ten5aapro*iadaente %einte &arras rotas! de un
total de cuarenta seis,
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6onsecuencias Al poner en "uncionaiento el otor! las &arras
rotas tienden a desprenderse a #ran %elocidadpudiendo ocasionar da1os en los de%anados o en eln-cleo del estator al #olpearlos,
a"ecta el aislaiento
%eali&ar un monitoreo peri'dico en los motores
de inducci'n dentro de una industria( con el )nde pre*enir y e*itar riesgos tanto en lama+uinaria como en el personal( es,undamental( y MCSA es un mtodo e)cientepara lograrlo.
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DESA%%!! C!NCE/UA "
MAEM0#C!
El principio de operación de un otor de inducciónconsiste al ser alientado con una "uente de corriente alterna
tri"ásica &alanceada! e*iste circulación de corriente atra%és de los de%anados de aradura! siétricaentedispuestos, +or e"ecto de inducción aparece unacorriente alterna en el rotor, 6oo resultado de esto! seproduce un capo a#nético rotatorio de aradura'ue #ira a %elocidad sincrónica 'ue adelanta alcapo en el rotor dando coo resultado 'ue al colocarel rotor dentro de estos capos tienda a #irararrastrado por ellos! siepre a una %elocidad enor'ue la sincrónica
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la ecuación #eneral 'ue relaciona a la
"recuencia del %olta0e de alientación alotor (">)! con la %elocidad sincrónica(?s) del capo a#nético #iratorio! eln-ero de pares de polos de los
de%anados (p)! esta es
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+ara un otor sin &arras rotas! la presencia deun capo a#nético rotatorio en adelanto 'ue
#ira a %elocidad sincrónica de&ido a 'ue se tienecondiciones &alanceadas, Al poner el otor en"uncionaiento! el rotor #irará a una %elocidad(?r) enor 'ue la %elocidad sincrónica, A ladi"erencia entre la %elocidad sincrónica la
%elocidad de rotación del rotor se la denoina%elocidad de deslizaiento (?s @ ?r)! e*presada en 9por unidad: respecto de la%elocidad sincrónica se representa coo
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el rotor #ira a una %elocidad enor 'uela %elocidad sincrónica se puede
%isualizar el concepto de %elocidad dedeslizaiento, 2a "recuencia asociada ala %elocidad de deslizaiento (";)! 'uecorresponde a la "recuencia de la
corriente %olta0e inducidos en el rotor!se de$ne coo
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En #eneral! M67A es un étodo deonitoreo de a'uinaria eléctrica de tipo
industrial 'ue se aplica principalente enotores de inducción tiene la %enta0a depoder hacer el dia#nóstico en "ora noin%asi%a! es decir! ientras el otor estátra&a0ando en condiciones norales deoperación proporcionando un alto #radode sensi&ilidad! selecti%idad renta&ilidad
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RA6IA7C