Análisis y localización de averías de cortocircuito y pérdida de fase en el circuito principal de motores eléctricos.
La aplicación de los circuitos de inversión de marcha en los buques es fundamental; estos equipos incluyen, entre otros, cabrestantes, grúas de carga, molinetes de ancla, escaleras de embarque y diversos equipos auxiliares (como bombas y ventiladores). Durante el diseño, para evitar accidentes de seguridad provocados por cortocircuitos u otras averías eléctricas, todos los circuitos de inversión de marcha deben estar equipados con mecanismos de enclavamiento, entre los que se incluyen, entre otros, los enclavamientos mecánicos y eléctricos, con el fin de garantizar que los contactores de ambas direcciones no se cierren simultáneamente.
I. Análisis y solución de averías por cortocircuito en el circuito principal del motor eléctrico
Un cortocircuito es un estado de fallo en un circuito en el que la corriente no pasa por la carga prevista (como una resistencia, una bombilla u otro dispositivo eléctrico), sino que sigue una ruta de baja impedancia y regresa directamente a la fuente de alimentación. En condiciones ideales, la corriente del circuito debería fluir a través de todos los componentes previstos en el diseño, incluidos los distintos aparatos eléctricos y dispositivos de protección. Sin embargo, en caso de cortocircuito, la corriente elude estos componentes y busca una ruta con menor resistencia, lo que suele significar que la corriente fluye directamente de un polo de la fuente de alimentación al otro, sin pasar por ninguna carga o pasando por muy pocas.
1. Tipos de cortocircuito
En un sistema eléctrico trifásico, se produce una conexión anómala entre las distintas fases. Esto puede ocurrir tanto en los equipos eléctricos como en las líneas eléctricas.
Contacto anómalo entre un conductor electrificado monofásico o multifásico y el suelo (o una pieza metálica conectada a tierra).
2. Causas de los cortocircuitos en el circuito principal
La figura 21-1 muestra un circuito de inversión de marcha de un motor eléctrico. Para evitar los golpes mecánicos o las sobrecargas eléctricas que se producen cuando el motor no se detiene por completo debido a la inercia al cambiar de sentido de giro, algunos circuitos de inversión de marcha incorporan un relé temporizado. En la figura, se puede suponer que el contactor KM₁ es el de marcha adelante, KM₂ el de marcha atrás, SB₂ el botón de arranque de marcha adelante, SB₃ el botón de arranque de marcha atrás y SB₁ el botón de parada general.
Figura 21-1: Circuito de giro hacia la derecha y hacia la izquierda del motor eléctrico
(1) Cortocircuito entre fases del circuito principal:Puede producirse en cualquier punto del circuito principal. Basta con que dos de los cables U₁, V₁ y W₁ no estén en contacto directo con el equipo eléctrico para que se produzca. Las causas concretas incluyen:
- ● Adherencia de los contactos principales del contactor:Los contactos principales KM₁ o KM₂ están soldados o atascados mecánicamente. Si en ese momento se pulsa el botón de arranque inverso, se producirá un cortocircuito entre dos fases de la alimentación eléctrica. Para comprobarlo, se puede medir con un multímetro si los extremos superior e inferior del contactor están desconectados.
- ● Fallo del enclavamiento:El contacto normalmente cerrado de KM₂ en el circuito de control está pegado. Si se pulsa el botón de inversión SB₃ mientras el motor gira en sentido horario, se podría producir un cortocircuito en el circuito principal.
- ● Factores físicos:Cables sueltos en la caja de conexiones, daños en el aislamiento provocados por la fricción y las vibraciones, humedad extrema en el entorno (entrada de agua en la caja de conexiones), etc.
(2) Cortocircuito entre espiras del motor:Se refiere a un cortocircuito entre bobinas (vueltas) adyacentes de un mismo devanado, provocado por un fallo en el aislamiento. Puede provocar desequilibrios de corriente, sobrecalentamiento y daños mecánicos. Se puede realizar una evaluación preliminar comprobando con un multímetro si las resistencias de los devanados trifásicos son aproximadamente iguales.
II. Análisis y solución de averías por falta de fase en el circuito principal del motor eléctrico
Lógica de resolución de problemas
Mide la tensión entre L₁-L₂, L₂-L₃ y L₁-L₃. Si el fusible (FU₁) se ha fundido, se puede comprobar mediante el método de comprobación con la alimentación desconectada (comprobación de continuidad) o el método de comprobación con la alimentación conectada (medición de la tensión entre los extremos superior e inferior).
Compruebe si hay cables sueltos o rotos; observe si los contactos del contactor presentan un desgaste excesivo. Si el relé térmico (FR) se activa de forma monofásica en lugar de trifásica, significa que el propio relé térmico presenta un fallo.
Rotura en el devanado interno. Para realizar la medición, es necesario desconectar las plaquitas de conexión estrella-triángulo y medir la resistencia entre U₁-U₂, V₁-V₂ y W₁-W₂.
Resumen del mantenimiento integral
Ya se trate de la fusión de un fusible, de un fallo en un contactor o de un fallo en un relé térmico, todo ello indica que existe una anomalía en el circuito. A la hora de sustituir los componentes, además de asegurarse de que las especificaciones coincidan,Es imprescindible comprobar que el motor y todo el circuito estén en buen estado.. Durante la fase inicial de funcionamiento con corriente, hay que prestar especial atención a:
1. Valor de la corriente del motor;
2. Ruidos de funcionamiento (rodamientos y carga);
3. Temperatura del motor (prestar especial atención a la temperatura de los cojinetes de ambos extremos).
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