Guía Completa de Fallas en Máquinas Rotativas: Diagnóstico y Soluciones

Averías Comunes en Máquinas Rotativas de Corriente Continua

1.1. Desgaste o Daño en las Escobillas y el Conmutador

• Descripción: Las escobillas y el conmutador son partes esenciales de las máquinas de CC que pueden desgastarse o dañarse con el uso prolongado.
• Causas:
  • Material de escobillas de mala calidad.
  • Presión inadecuada de las escobillas sobre el conmutador.
  • Contaminación por polvo o suciedad.
  • Formación de chispas excesivas debido a un mal contacto.
• Síntomas:
  • Chispas visibles en el conmutador.
  • Ruido irregular durante el funcionamiento.
  • Pérdida de potencia.
• Solución:
  • Sustituir las escobillas desgastadas por otras adecuadas.
  • Limpiar el conmutador y realizar un rectificado si está dañado.
  • Ajustar la presión de las escobillas.

1.2. Fallos en el Aislamiento del Bobinado

• Descripción: Los devanados del rotor o estator pueden sufrir daños en su aislamiento, provocando cortocircuitos entre espiras o a tierra.
• Causas:
  • Sobrecargas eléctricas o térmicas.
  • Envejecimiento del aislamiento.
  • Humedad o contaminación con aceites.
• Síntomas:
  • Aumento de temperatura en la máquina.
  • Corriente excesiva en el circuito.
  • Mal funcionamiento o pérdida de potencia.
• Solución:
  • Realizar una prueba de aislamiento con un megóhmetro.
  • Rebobinar los devanados afectados o reparar el aislamiento.

1.3. Desgaste en los Rodamientos o Cojinetes

• Descripción: Los rodamientos soportan el eje de la máquina, y su desgaste puede causar vibraciones y daños mecánicos.
• Causas:
  • Lubricación insuficiente o incorrecta.
  • Sobrecargas mecánicas.
  • Contaminación por polvo o partículas metálicas.
• Síntomas:
  • Vibraciones excesivas.
  • Ruidos metálicos.
  • Desalineación del eje.
• Solución:
  • Sustituir los rodamientos desgastados.
  • Asegurar una lubricación adecuada y periódica.

1.4. Desbalanceo del Rotor

• Descripción: Un rotor desbalanceado puede generar vibraciones y esfuerzos mecánicos excesivos.
• Causas:
  • Pérdida de masa en el rotor debido a desgaste o daños mecánicos.
  • Desalineación del eje.
• Síntomas:
  • Vibraciones fuertes.
  • Ruido anómalo durante la operación.
  • Desgaste desigual en los cojinetes.
• Solución:
  • Realizar un balanceo dinámico del rotor.
  • Comprobar la alineación del eje y corregirla.

1.5. Formación de Chispas Excesivas

• Descripción: Puede ocurrir una generación anómala de chispas en el conmutador debido a problemas eléctricos o mecánicos.
• Causas:
  • Escobillas mal colocadas o desgastadas.
  • Conmutador sucio o desgastado.
  • Circuito magnético desequilibrado.
• Síntomas:
  • Chispas visibles en el conmutador.
  • Ruido eléctrico.
  • Reducción de la eficiencia de la máquina.
• Solución:
  • Inspeccionar y limpiar el conmutador.
  • Ajustar o sustituir las escobillas.
  • Verificar la alineación del campo magnético.

1.6. Sobrecarga del Motor

• Descripción: El motor se sobrecalienta y pierde eficiencia debido a una carga superior a su capacidad nominal.
• Causas:
  • Exceso de carga mecánica conectada al motor.
  • Fallo en el sistema de control o protección.
• Síntomas:
  • Aumento excesivo de temperatura.
  • Disminución de la velocidad del motor.
  • Desconexión por protección térmica.
• Solución:
  • Reducir la carga conectada al motor.
  • Comprobar el correcto funcionamiento del sistema de protección.

1.7. Fallos en el Campo Magnético

• Descripción: El debilitamiento o pérdida del campo magnético afecta al rendimiento de la máquina.
• Causas:
  • Fallos en los devanados de excitación.
  • Daños en los imanes permanentes (si aplica).
  • Sobrecorrientes que dañan el circuito magnético.
• Síntomas:
  • Pérdida de par motor.
  • Velocidad inestable.
  • Aumento del consumo eléctrico.
• Solución:
  • Reparar o sustituir los devanados de campo.
  • Comprobar el circuito de excitación.

2. Métodos para la Detección de Averías

1. Prueba de Aislamiento: Uso de un megóhmetro para verificar el estado del aislamiento.
2. Prueba de Rotación: Comprobar que el rotor gira suavemente sin bloqueos.
3. Inspección Visual: Revisar las escobillas, el conmutador y los componentes mecánicos.
4. Análisis de Vibraciones: Detectar problemas en el rotor, rodamientos o desbalanceo.
5. Termografía Infrarroja: Identificar puntos calientes que puedan indicar problemas eléctricos o mecánicos.

Tipos de Averías Comunes en Máquinas Rotativas de Corriente Alterna

1.1. Fallos en el Bobinado

• Descripción: Daños en los devanados del estator o del rotor, que pueden provocar cortocircuitos, falta de aislamiento o pérdida de eficiencia.
• Causas:
  • Sobrecargas prolongadas.
  • Cortocircuitos o sobretensiones.
  • Envejecimiento del aislamiento.
  • Contaminación por humedad, suciedad o aceite.
• Síntomas:
  • Pérdida de potencia.
  • Aumento de temperatura.
  • Ruido o vibraciones anómalas.
• Solución:
  • Realizar pruebas de aislamiento (megóhmetro).
  • Reparar o rebobinar los devanados dañados.

1.2. Desequilibrio o Desalineación

• Descripción: Problemas de alineación entre el rotor y el estator que generan esfuerzos mecánicos anómalos.
• Causas:
  • Instalación incorrecta.
  • Desgaste en los cojinetes o rodamientos.
  • Vibraciones prolongadas.
• Síntomas:
  • Vibraciones excesivas.
  • Ruido irregular.
  • Desgaste acelerado de piezas mecánicas.
• Solución:
  • Realinear el eje.
  • Sustituir rodamientos o cojinetes desgastados.
  • Utilizar herramientas de alineación láser para garantizar precisión.

1.3. Fallos en los Cojinetes o Rodamientos

• Descripción: Desgaste o daño en los elementos que soportan el eje giratorio.
• Causas:
  • Lubricación insuficiente o inadecuada.
  • Contaminación por partículas o suciedad.
  • Sobrecargas mecánicas.
• Síntomas:
  • Ruidos metálicos.
  • Elevada temperatura en la zona de los rodamientos.
  • Vibraciones localizadas.
• Solución:
  • Reemplazar los cojinetes dañados.
  • Aplicar lubricación adecuada y periódica.
  • Asegurar la limpieza durante el mantenimiento.

1.4. Rotor en Cortocircuito

• Descripción: En máquinas con rotores bobinados, puede producirse un cortocircuito entre espiras.
• Causas:
  • Sobrecargas o sobretensiones.
  • Vibraciones mecánicas que dañan los devanados del rotor.
  • Envejecimiento de los materiales.
• Síntomas:
  • Aumento de la corriente en el rotor.
  • Baja eficiencia y aumento de las pérdidas.
  • Ruido irregular.
• Solución:
  • Inspeccionar visualmente el rotor.
  • Reparar o sustituir el bobinado dañado.
  • Verificar el equilibrio dinámico del rotor.

1.5. Ventilación Inadecuada

• Descripción: Problemas en el sistema de enfriamiento, que llevan al sobrecalentamiento de la máquina.
• Causas:
  • Obstrucción en las rejillas de ventilación.
  • Fallos en los ventiladores o sistema de refrigeración.
  • Exceso de suciedad o polvo.
• Síntomas:
  • Incremento de temperatura en la carcasa.
  • Disminución del rendimiento de la máquina.
• Solución:
  • Limpiar regularmente las rejillas y conductos de ventilación.
  • Comprobar el funcionamiento de los ventiladores.
  • Mantener la máquina en un ambiente limpio y bien ventilado.

1.6. Vibraciones Anómalas

• Descripción: Vibraciones excesivas que afectan el funcionamiento y la vida útil de la máquina.
• Causas:
  • Desequilibrio en el rotor.
  • Piezas sueltas o mal ajustadas.
  • Resonancia mecánica.
• Síntomas:
  • Ruido inusual.
  • Pérdida de rendimiento.
  • Daño en los cojinetes o acoplamientos.
• Solución:
  • Identificar y corregir el origen de las vibraciones.
  • Asegurar el ajuste correcto de todas las piezas.
  • Realizar un balanceo dinámico del rotor.

1.7. Daño en el Núcleo Magnético

• Descripción: Deterioro en el núcleo del estator o rotor, que afecta el flujo magnético.
• Causas:
  • Sobrecargas magnéticas.
  • Cortocircuitos prolongados.
  • Golpes mecánicos o corrosión.
• Síntomas:
  • Pérdida de rendimiento.
  • Mayor consumo energético.
• Solución:
  • Inspeccionar el núcleo magnético y reparar laminaciones dañadas.
  • Sustituir partes irreparables.

3. Medidas Preventivas

• Realizar un mantenimiento periódico que incluya limpieza y lubricación.
• Inspeccionar regularmente el estado del conmutador, las escobillas y los rodamientos.
• Mantener la máquina libre de polvo, humedad y contaminantes.
• Ajustar las cargas para evitar sobrecargas mecánicas y eléctricas.
• Implementar sistemas de protección, como relés térmicos y dispositivos de monitoreo de corriente.
• Realizar un mantenimiento preventivo periódico.
• Asegurar una lubricación adecuada de los cojinetes y rodamientos.
• Comprobar el estado del aislamiento y los devanados.
• Mantener un entorno limpio y libre de polvo para evitar obstrucciones en la ventilación.
• Usar dispositivos de protección eléctrica, como relés térmicos o disyuntores, para evitar daños por sobrecargas o cortocircuitos.

2. Métodos para la Detección de Averías

1. Pruebas de Aislamiento: Uso de un megóhmetro para medir la resistencia de aislamiento.
2. Análisis de Vibraciones: Detecta desalineaciones, desequilibrios o fallos en cojinetes.
3. Termografía Infrarroja: Identifica puntos calientes en la máquina debido a sobrecalentamientos.
4. Pruebas de Corriente: Mide el consumo de corriente para detectar sobrecargas o fallos en el bobinado.
5. Inspección Visual: Revisión de componentes externos para identificar suciedad, desgaste o daños.