Resumen Tema 7: Montaje de Máquinas Eléctricas de Corriente Continua PDF

Montaje de máquinas eléctricas de corriente continua ==================================================== 1. Técnicas de mantenimiento de máquinas eléctricas de C.C. ----------------------------------------------------------- Las empresas e industrias, tanto en España como a nivel global, desempeñ...

Montaje de máquinas eléctricas de corriente continua ==================================================== 1. Técnicas de mantenimiento de máquinas eléctricas de C.C. ----------------------------------------------------------- Las empresas e industrias, tanto en España como a nivel global, desempeñan un papel crucial en la economía, requiriendo un gran número de máquinas eléctricas rotativas, tanto de corriente continua como alterna, para sus operaciones. Es esencial que estas máquinas funcionen de manera óptima y que se minimicen los fallos, lo que ha llevado a muchas grandes empresas a establecer departamentos de mantenimiento dedicados a asegurar el correcto funcionamiento del equipamiento. Tradicionalmente, las máquinas eléctricas no eran propensas a sufrir muchas averías. Sin embargo, la tendencia actual de utilizar materiales de menor calidad para reducir costos de producción ha incrementado la probabilidad de fallos. La necesidad de producción continua en las industrias ha hecho indispensable contar con planes de mantenimiento específicos para cada máquina. En las últimas décadas, la importancia del mantenimiento ha crecido debido a la obsolescencia programada de los componentes y la búsqueda de reducción de costos para maximizar beneficios. A continuación, se presentarán diversas técnicas de mantenimiento, analizando sus ventajas y desventajas, y cómo se combinan en la práctica industrial para lograr los mejores resultados. ### 2.1. Mantenimiento preventivo El mantenimiento preventivo es el que se aplica con el objetivo de reducir, al mínimo posible, la frecuencia de fallos o averías y, debido a esto, reducir el tiempo de parada que se produce.Se considerará que la máquina ha quedado obsoleta cuando las averías que se han producido en ella son irremediables o cuando la reparación de esas averías cueste más que adquirir una nueva máquina. Para implementar un mantenimiento efectivo, se deben seguir estos pasos básicos: 1. **Planificación**: Elaborar un plan que detalle la secuencia de tareas a realizar y establecer fechas de mantenimiento, ajustables según los resultados. 2. **Observación**: Realizar un examen exhaustivo del funcionamiento de la máquina para identificar posibles averías y formas de mitigarlas. 3. **Actuación**: Ejecutar las tareas planificadas una vez que se detecten averías. 4. **Comprobación**: Analizar la máquina después de las intervenciones para asegurar su correcto funcionamiento. 5. **Puesta en marcha**: Una vez confirmada la conformidad de uso, reiniciar la máquina para que continúe operando normalmente. Es importante evitar largas paradas durante el mantenimiento preventivo y realizar las intervenciones tanto con la máquina en funcionamiento como parada. ### 2.2. Mantenimiento predictivo El mantenimiento predictivo implica un seguimiento continuo de diversas variables que reflejan el estado de funcionamiento de la maquinaria. Los datos obtenidos se comparan con patrones conocidos para determinar el momento óptimo para realizar reparaciones. Su objetivo es supervisar la máquina y llevar a cabo las reparaciones justo antes de que ocurran fallos, programándolas con suficiente antelación para evitar paradas de producción y minimizar el tiempo de inactividad. A diferencia del mantenimiento preventivo, el mantenimiento predictivo no está programado y se basa en la supervisión diaria de las máquinas. ### 2.3. Mantenimiento correctivo El mantenimiento correctivo se lleva a cabo cuando ya ha ocurrido una avería que interrumpe la producción. A diferencia de otras técnicas de mantenimiento, no requiere planificación previa, lo que puede resultar en altos costos debido a la parada inesperada de la producción y riesgos para el personal que opera la máquina. Existen dos tipos de mantenimiento correctivo: 1. **No programado**: La reparación se realiza de inmediato tras la aparición de la avería. 2. **Programado**: Aunque la avería puede ser repentina, la reparación se efectúa cuando hay disponibilidad de personal, herramientas y materiales adecuados, adaptándose a las necesidades de producción. 4. Diagnóstico y reparación de máquinas eléctricas de C.C. ---------------------------------------------------------- ### 4.1. Máquina no arranca Cuando una máquina no arranca, se pueden presentar dos situaciones: 1. **No hace ruido**: Esto generalmente indica que no hay tensión. Se debe verificar la tensión en los bornes de salida. Si hay tensión, la avería puede estar en el circuito o en los conductores. Si no hay tensión en los bornes de salida, se debe comprobar en los de entrada; si hay tensión en todos, los fusibles están quemados y se debe cambiar la derivación de entrada. 2. **Hace ruido**: Esto puede deberse a: - **Falta de una fase**: Puede causar un giro en sentido contrario y un aumento en el consumo, lo que podría quemar el motor. Se debe reponer la fase rota, utilizando un amperímetro para identificarla. - **Cojinete defectuoso**: Un cojinete desgastado produce un ruido fuerte mientras el motor sigue girando normalmente. Si se detecta este ruido, se debe proceder a la sustitución inmediata del cojinete. ### 4.2. Máquina no arranca cuando está en carga Cuando una máquina no arranca, se pueden identificar dos situaciones: 1. **Tensión de la red baja**: La intensidad de corriente es insuficiente para arrancar el motor, generalmente porque la red que alimenta la máquina también está suministrando energía a más cargas de las previstas. Esto provoca que la sección de la red eléctrica no sea adecuada. La solución es aumentar la sección del cable de conexión a la máquina. 2. **Carga de arranque muy alta**: Durante el arranque, los motores pueden consumir hasta tres veces más corriente que en plena carga. Para resolver este problema, se recomienda arrancar el motor en vacío y luego aumentar gradualmente la carga hasta alcanzar el funcionamiento normal. ### 4.3. Máquina gira demasiado rápido Este problema ocurre en las máquinas que disponen de escobillas. La causa de esta avería se debe al mal estado de conservación de las escobillas, que generan muchas chispas. La manera de identificar el problema es que se produce una rápida aceleración no habitual en la máquina o se frena de repente. Para resolver esto, se debe realizar la sustitución de escobillas y revisar cómo se produce el contacto con el colector de delgas. ### 4.4. Sobrecalentamiento en vacío de la máquina El sobrecalentamiento en una máquina puede ser causado por tres factores: 1. **Tensión de la red elevada**: Si la resistencia de la máquina no se ajusta y la tensión de la red aumenta, la intensidad de corriente también lo hará, provocando un calentamiento excesivo. La solución es instalar resistencias previas para reducir la tensión o contactar a la empresa suministradora para que disminuya la tensión de alimentación. 2. **Falta de refrigeración**: Si la máquina se calienta excesivamente y la tensión de la red es adecuada, el problema puede ser una ventilación insuficiente. Para solucionarlo, se debe limpiar la máquina y su ventilador, o reemplazarlo si es necesario. 3. **Cortocircuito en el bobinado**: Defectos de aislamiento en los bobinados pueden causar cortocircuitos entre espiras, lo que anula varias espiras y aumenta el consumo. Se debe abrir el motor para inspeccionar y reparar cualquier zona quemada. 5. Ensayos normalizados ----------------------- Se pueden realizar diversas pruebas en dinamos o generadores para evaluar su rendimiento en diferentes condiciones y determinar sus características. Estas pruebas permiten medir la eficiencia, el calentamiento en distintos regímenes de funcionamiento, y la resistencia del aislamiento y rigidez dieléctrica. A través de estas pruebas, se obtienen curvas características: 1. **Características de vacío**: Relación entre la fuerza electromotriz (f.e.m.) generada en el bobinado inducido y la corriente de excitación cuando el circuito del inducido está abierto y a velocidad constante. Se mide la tensión en bornes y la corriente de excitación. 2. **Características de carga**: Cuando la dinamo opera en carga, se producen pérdidas por caída de tensión, lo que significa que la f.e.m. generada no coincide con la tensión en bornes. Esta curva representa la tensión en bornes en función de la intensidad de excitación. 3. **Características de excitación o regulación**: Gráficas que muestran la relación entre la corriente de excitación y la corriente suministrada por el inducido, manteniendo constante la velocidad y la tensión en bornes. 4. Las características de cortocircuito son gráficas que representan la corriente de excitación en función de la corriente suministrada por el inducido, a velocidad constante y con tensión en bornes igual a cero. Estas curvas muestran la relación entre la corriente de excitación y la corriente del inducido cuando la máquina está en cortocircuito. Los motores de corriente continua (C.C.) también se someten a ensayos para determinar sus características y analizar su comportamiento en diversas condiciones de funcionamiento. Estos ensayos permiten establecer las características electromecánicas, que relacionan la velocidad de rotación, el par motor y la corriente del inducido. Para llevar a cabo estos ensayos, se necesitan equipos esenciales, como un motor de arrastre con control de velocidad, fuentes de alimentación de C.C. regulables, y equipos de medición para tensión y corriente. También se requiere un tacómetro para medir la velocidad de giro, reóstatos para regular la corriente, y una dinamo freno para medir el par motor y evaluar el motor en diferentes regímenes de carga. 6. Proceso de montaje y desmontaje de las máquinas eléctricas de C.C. --------------------------------------------------------------------- ### 6.1. Etapas de montaje y desmontaje El proceso de montaje o desmontaje de una máquina eléctrica de corriente continua (C.C.) incluye varias etapas clave: 1. **Preparación**: Se debe realizar una inspección preliminar de la máquina para evaluar su estado y determinar las reparaciones necesarias. Es fundamental contar con las herramientas adecuadas, como llaves, alicates y destornilladores. 2. **Desconexión**: Si la máquina está en funcionamiento, es crucial desconectarla de la fuente de alimentación y asegurarse de que no haya energía almacenada en el sistema. 3. **Desmontaje**: Implica quitar la carcasa, el rotor y el estator. En algunos casos, puede ser necesario eliminar los soportes y la base de la máquina. 4. **Inspección**: Tras el desmontaje, se realiza una inspección detallada para identificar daños o desgaste en las partes individuales. Cualquier daño encontrado debe ser reparado o reemplazado antes de continuar con el montaje. 5. **Montaje**: Una vez que todas las partes han sido inspeccionadas y reparadas o reemplazadas, se procede a montar la máquina. Esto implica reinstalar el rotor y el estator en la carcasa, así como volver a montar la base y los soportes. 6. **Prueba**: Tras el montaje, es crucial realizar pruebas para asegurar que la máquina funcione correctamente. Esto incluye pruebas de voltaje y corriente, así como evaluaciones de rendimiento para verificar que la máquina opere a su capacidad máxima. 7. Normativa de seguridad en construcción y mantenimiento de máquinas eléctricas de C.C. ---------------------------------------------------------------------------------------- Al manipular máquinas eléctricas de corriente continua (C.C.), es fundamental seguir ciertas normas y recomendaciones de seguridad para prevenir accidentes y minimizar riesgos. El principal riesgo asociado es el riesgo eléctrico, por lo que la normativa se centra en este aspecto. Los factores que influyen en el daño por contacto eléctrico incluyen: - **Tipo de corriente**: El contacto con corriente alterna es más peligroso que con corriente continua. - **Intensidad de la corriente**: Diferentes magnitudes de corriente pueden causar diversos daños en el cuerpo humano, como cosquilleo, tetanización muscular y riesgo de asfixia. La intensidad del daño disminuye con una mayor resistencia del cuerpo, por lo que se recomienda el uso de mecanismos aislantes. - **Tiempo de contacto**: Este es un factor crucial que, junto con la intensidad, determina la gravedad de las lesiones. - **Recorrido de la corriente**: La severidad de las lesiones varía según el trayecto que siga la corriente eléctrica. Es esencial seguir cuidadosamente los pasos de montaje y desmontaje, realizar inspecciones y pruebas, y contar con las herramientas adecuadas para garantizar un proceso seguro. No existen normas específicas solo para máquinas de C.C., sino una legislación general de seguridad y prevención de riesgos. Algunas de estas normas incluyen: - **R.D. 486/1997, Anexo I.A.1**: Establece que la instalación debe adaptarse al servicio requerido, asegurando el aislamiento de las partes eléctricas activas y la interrupción automática de la alimentación en caso de peligro. - **R.D. 614/2001, artículo 4**: Define disposiciones mínimas para proteger la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.