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Mantenimiento Industrial de Aparatos Eléctricos Revista No2 http://www.mielectronicapractica.com Página 1 NOTA EDITORIAL Apreciados Lectores: De nuevo con ustedes una vez más. Gracias a Dios. En estos días conversaba con un Ingeniero de la Nueva Generación y entre muchos temas, le comentaba que las subestaciones industriales tienen sus olores propios o característicos. Con el tiempo, y esto se asemeja a lo que sucede con el Whisky, se produce un proceso de añejamiento, es decir al principio cuando se entra a la subestación, solo se percibe el olor de equipo nuevo, olor de CCMs, cables, y como todas las subestaciones hoy día tienen aire acondicionado; el olor de aire acondicionado. A medida que pasan los años, durante las paradas de planta, el uso de limpiadores electrónicos, el uso del famoso SS25, el recorte de barras de cobre, de las latas de CCMs, los trabajos de obras civiles ( huecos adicionales en las placas del piso, para colocar equipos adicionales), el polvo natural en el ambiente, y en años posteriores, los cortos grandes o pequeños que se originan en las gavetas de los CCMs ( arrancadores de motores ), los cables recalentados, las bobinas de los contactores que funcionan prácticamente 365 dias al año, los olores de todos esos ingredientes mezclados a través del tiempo, conforma su olor característico. Hay unos más agradables que otros. Por ejemplo, uno que me desagrada bastante, es aquel relacionado con la explosión y posterior incendio de los condensadores para corrección del factor de potencia. El olor del líquido contenido dentro de estos es bastante intolerante. Y esa subestación queda marcada así por muchos años. Una sub-estación que evoco con bastante nostalgia, empresa en la cual estuve cerca de 7 años, laborando como técnico electricista, en esa subestación, con los legendarios arrancadores General Electric, cuyas protecciones eran con fusibles, La subestación tenía cerca de los 25 a 30 años cuando trabajé allí.

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NOTA EDITORIAL

Apreciados Lectores:

De nuevo con ustedes una vez más. Gracias a Dios. En estos días conversaba con un Ingeniero de la Nueva Generación y entre muchos temas, le comentaba que las subestaciones industriales tienen sus olores propios o característicos. Con el tiempo, y esto se asemeja a lo que sucede con el Whisky, se produce un proceso de añejamiento, es decir al principio cuando se entra a la subestación, solo se percibe el olor de equipo nuevo, olor de CCMs, cables, y como todas las subestaciones hoy día tienen aire acondicionado; el olor de aire acondicionado. A medida que pasan los años, durante las paradas de planta, el uso de limpiadores electrónicos, el uso del famoso SS25, el recorte de barras de cobre, de las latas de CCMs, los trabajos de obras civiles ( huecos adicionales en las placas del piso, para colocar equipos adicionales), el polvo natural en el ambiente, y en años posteriores, los cortos grandes o pequeños que se originan en las gavetas de los CCMs ( arrancadores de motores ), los cables recalentados, las bobinas de los contactores que funcionan prácticamente 365 dias al año, los olores de todos esos ingredientes mezclados a través del tiempo, “conforma su olor característico”. Hay unos más agradables que otros. Por ejemplo, uno que me desagrada bastante, es aquel relacionado con la explosión y posterior incendio de los condensadores para corrección del factor de potencia. El olor del líquido contenido dentro de estos es bastante intolerante. Y esa subestación queda marcada así por muchos años. Una sub-estación que evoco con bastante nostalgia, empresa en la cual estuve cerca de 7 años, laborando como técnico electricista, en esa subestación, con los legendarios arrancadores General Electric, cuyas protecciones eran con fusibles, La subestación tenía cerca de los 25 a 30 años cuando trabajé allí.

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De esa subestación, en las paredes, se podía observar la historia de donde a donde había crecido. Se notaba el pegue del block, anterior y el posterior. Cuando entraba se sentía el olor de la historia…….. Los invito a que disfruten el contenido de esta revista. Cualquier inquietud por favor háganla saber al siguiente correo: [email protected] Cordialmente: Raúl Moreno Peña Director de la Revista de Mantenimiento Industrial de Aparatos Eléctricos. ( Revista MIAE ) A continuación se hace referencia a los temas contenidos en la segunda revista: MAQUINAS ELECTRICAS Motores de Corriente Directa INSTRUMENTACION INDUSTRIAL Neumática e hidráulica parte 1. AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL Arranque de motores de Fase dividida y por capacitor

SEGURIDAD INDUSTRIAL Causas y orígenes de los incendios. PERSONAJES CELEBRES Michael Faraday . ELECTRONICA INDUSTRIAL Transistores Bipolares.

PARA REFLEXIONAR Como atraer la prosperidad MANTENIMIENTO PREVENTIVO Problemas y soluciones que se presentan en los motores de CD

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BIBLIOGRAFIA Se da crédito a las siguientes obras:

1. Wildi,Theodore.:Máquinas Eléctricas y Sistemas de Potencia. Sexta Edición, Pearson Educación, Prentice Hall,Mexico,2007

2. Richardson, Donald V. y Caisse, Jr, Arthr J.:Máquinas Eléctricas Rotativas y Transformadores. Cuarta Edición, Prentice Hall Hispanoamericana, Mexico, 1997

3. Martinez S, Victoriano Angel.:Curso Completo de Automatización Industrial Moderna.RA-MA,1992.

4. Wildi Theodore, De Vito y Michael J.:Control de Motores Industriales. Editorial Limusa, 1981

5. http://commons.wikimedia.org/wiki/file:Michael-faraday3.jpg 6. Gonzalez G. Felipe.: Curso Práctico de Electrónica Moderna, fasciculo

No13. Cekit,1998 7. http://www.atrayendo-prosperidad.com 8. Hubert,C.I.:Preventive Maintenance of Electrical Equipment.

Glencoe/McGraw-Hill, 1996 9. Rosenberg,Robert.:Reparación de Motores Eléctricos Parte I y II.

Séptima edición,Editorial Gustavo Gili SA, 1978. 10. Revista El Supervisor, Octubre 1995 Consejo Interameicano de

Seguridad.

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CAPITULO 2.8 MANTENIMIENTO PREVENTIVO

PROBLEMAS Y SOLUCIONES QUE SE PRESENTAN EN LOS MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA

Cuando un motor falla al arranque, los fusibles, breakers relés de sobrecarga, y fusibles de control serán los primeros elementos que deben ser verificados. Si los fusibles están buenos y los breakers y relés térmicos no están disparados el panel de control deberá ser chequeado. Para realizar un chequeo del motor, desconecte las terminales del campo y la armadura desde el controlador, ( aquí se debe tener en cuenta, si es variador, obligatoriamente se debe desconectar ) y haga pruebas de continuidad y aislamiento a tierra de los devanados, shunt (paralelo) serie y armadura. La prueba de aislamiento a tierra se realiza conectando un terminal del Megger al eje o a una parte no aislada ( o sin pintura ) del estator del motor y la otra punta se conecta de manera alternada a las terminales F ( Field) campo; A (Armature ) armadura y S ( Serie ) serie. Una lectura de cero significa que el circuito esta a tierra. Ver figura 1.

La prueba de continuidad (prueba de circuito-abierto) se realiza conectando los dos terminales del Megger a los de armadura (A1 A2), campo (F1 F2) y devanados series (S1 S2). Una lectura de valor cero indica circuito completo ( que esta cerrado ). Un valor alto indica que hay un circuito abierto. Ver figura 2.

Figura 1: Prueba de

aislamiento a tierra.

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Más adelante citaremos una lista de los problemas más comunes de los motores de DC y sus posibles causas.

FORMAS DE LOCALIZAR BOBINAS DE CAMPO EN CORTO Para chequear circuitos en corto en las bobinas de campo en un motor de DC o generador, podemos recurrir a una fuente de 120 o 240 voltios, 60 Hz y aplicarlas a las bobinas de campo y medir las caídas de voltaje a través de cada bobina. Ver figura 3. Como cada bobina tiene el mismo número de vueltas, el voltaje a través de cada una será el mismo.

Si observamos la figura 3 vemos que hay seis bobinas de campo, si aplicamos el voltaje de 240 voltios, el voltaje promedio a través de cada bobina deberá ser: 240/6 = 40 voltios.

Figura 2: Prueba de

Continuidad.

Figura 3: Forma de

localizar bobinas de campo

en corto

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Si el voltaje a través de las bobinas es igual, podemos asumir que todas las seis bobinas están ‘’libres’’ de vueltas en corto. Una vuelta en corto en una de las bobinas causa que el voltaje en la bobina sea notablemente más baja que el valor promedio. Por lo general si el voltaje a través de una bobina es 10% menos que el promedio, una o más vueltas están en corto. En nuestro ejemplo, el voltaje promedio, calculado al dividir el voltaje aplicado por el número de polos da como resultado 40 voltios. Para voltajes menores de 36 voltios (40 - 4) a través de las bobinas de campo, es indicativo de bobinas en corto. A continuación veamos una tabla donde se relacionan las caídas de voltaje de las bobinas de una maquina bajo chequeo, donde la bobina # 4 presenta vueltas en corto.

BOBINA

VOLTAJE

1 42 2 42

3 41

4 32*

5 41

6 42

BOBINA EN CORTO ENTRE ESPIRAS. TABLA 1: CAIDA DE VOLTAJE PARA PRUEBA DE CAMPO PARALELO

Las bobinas que estén dañadas deberán ser removidas, y revisadas (desembobinadas) con el fin de verificar la condición del aislamiento y localizar la falla. Si el aislamiento está muy brillante y quebradizo (brittle and cracked ) las otras bobinas podrían estar en similar estado, por tal motivo aunque no estén en corto lo más aconsejable es que sean reemplazadas. En caso de no contar con la fuente de AC, la prueba puede ser realizada con corriente directa (DC), sin embargo ésta no es tan sensible como la realizada con AC y es probable que no se detecte un corto que abarque uno o dos vueltas. Aun asi la prueba con DC puede detectar una bobina con el 10% o más de vueltas en corto. Si para el caso de las bobinas de la figura 3, éstas tienen 200 vueltas, una vuelta en corto deberá resultar en un cambio de resistencia de solo una doscienta ava parte de la resistencia de la bobina. Este pequeño cambio en resistencia no tiene efecto notable sobre el voltaje de DC medido a través de la bobina. Sin embargo, con AC aplicada, la acción transformador de la vuelta en corto, baja la impedancia de la bobina afectada y las bobinas adyacentes de manera apreciable, resultando en una baja de voltaje notable.

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FORMA DE LOCALIZAR BOBINAS DE CAMPO ABIERTAS Una bobina de campo abierta puede ser localizada, conectando el circuito de campo a su voltaje nominal o a uno menor y midiendo desde el punto de línea a los terminales de cada bobina, como se puede observar en la figura 4. El voltímetro indicara cero hasta que pase a una bobina abierta, entonces quedará indicando el voltaje de línea. La prueba de voltaje puede ser realizada con AC o con DC.

Una bobina abierta también puede ser localizada con un ohmímetro ( probador de resistencia ); probando a través de cada bobina. Una bobina cerrada indicará una lectura muy baja o cero y una bobina abierta indicará infinito. Una reparación de emergencia de una bobina de campo abierta se puede realizar desembobinándola hasta el punto de falla y luego proceder a soldar las puntas rotas (o abiertas) entre sí.

FORMAS DE LOCALIZAR BOBINAS DE CAMPO A TIERRA Una bobina a tierra puede ser localizada conectando el circuito de campo a su voltaje nominal o menor y midiendo el voltaje entre cada bobina y tierra, como se muestra en la figura 5. Una bobina a tierra deberá indicar un voltaje muy bajo o ausencia de este cuando realicemos el chequeo de esta (o de sus terminales) contra tierra. Una bobina a tierra puede ser localizada con un Megger ( medidor de aislamiento ).

Figura 4: Forma de

localizar bobinas de campo

abiertas.

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Cada bobina deberá ser desconectada una de la otra y probarla contra tierra de manera individual. Una bobina a tierra indicará con el megger un valor de cero. Una tierra causada por barro o suciedad y por polvo de carbón puede de manera general ser removida por limpieza del devanado y luego revarnizándola. Pero, una bobina a tierra causada por pérdida de aislamiento contra el hierro del polo, deberá ser reemplazada si el cobre tiene señales de desgaste del esmalte.

FORMA DE PROBAR UNA BOBINA DE CAMPO INVERTIDA Una bobina de campo invertida de un generador o de un motor puede ser detectada probando con una brújula (compas). Para realizar la prueba, el devanado de campo debe ser conectado a una fuente de corriente Directa no mayor que la nominal del equipo y la polaridad de cada polo deberá ser probada con la brújula. Los polos deberán ser alternativamente norte y sur alrededor de la carcaza o estator (frame). La brújula no deberá mantenerse tan cercano al campo, o su propia polaridad puede ser cambiada. Un método alterno para probar la polaridad magnética hace uso de pernos cortos de acero puenteados a través del espacio entre dos polos de campo adyacentes. Cuando hay polaridad correcta, se ejerce una atracción fuerte entre los pernos, pero una bobina invertida podrá causar que los extremos se repelan.

Figura 5: Forma de

localizar bobinas de campo

a tierra.

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La prueba de la brújula se muestra en la Figura 6, y la prueba de los pernos en la Figura 7. Por la fuerza de campo magnético en la cara del polo la prueba con un solo perno puede no dar buenos resultados, por tanto se aconseja usar dos pernos.

POLOS DE CONMUTACION O INTERPOLOS INVERTIDOS

La función de los devanados de conmutación es reducir o eliminar el chisporroteo de las escobillas, (sparking), conectarlos invertidos (o al revés) puede resultar en peor chisporroteo, comparable a que si no se estén usando los polos de conmutación. Si una máquina rebobinada o reparada chisporrotea de manera severa cuando se le aplica carga o cuando arranca, es muy probable o seguro que los polos de conmutación estén invertidos. Cortocircuite las conexiones de los interpolos con un cable de cobre fuerte, mientras la máquina está bajo carga con lo cual confirmar que se suspenda el chisporroteo. Si este se reduce con el devanado cortocircuitado, es indicador de que el devanado de conmutación está conectado inversamente y deberá ser corregido.

LOCALIZACION DE BOBINAS DE ARMADURA ABIERTAS Una bobina de armadura abierta puede generalmente ser detectada mediante una inspección visual del conmutador. Las barras que se conectan a las bobinas defectuosas estarán parcialmente recalentadas o descoloridas por el excesivo calor y arco como se observa en la figura 8. Muchas veces se abren originado por sobrecalentamiento debido a sobrecargas o ventilación inadecuada, lo cual causa el ablandamiento de las soldadura que conecta las bobinas con el colector (riser ). La inspección de los puntos de conexión o unión de las soldaduras revela esta condición. Estas deberán ser limpiadas y resoldadas con un soldador ( cautin grande, especial para esta labor ) y la maquina deberá ser limpiada con el fin de destaponar los ductos de ventilación tapados.

Figura 6: Prueba de polaridad usando

la brújula.

Figura 7: Prueba de polaridad usando

dos pernos.

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Una prueba de barra-barra de la armadura revela cualquier circuito abierto o conexión de alta-resistencia no detectada por la inspección visual.

Cuando la máquina es puesta en servicio, la corriente de carga debe ser chequeada (verificada, medida) y comparada con el valor de placa. Un amperaje mayor que lo normal es una indicación de sobrecarga. Si el circuito abierto no es en los puntos soldados ( riser ) se debe identificar el tipo de bobinado y la reparación de emergencia requerida. Puede ser determinada por el número de puntos quemados (burned spots) y su ubicación geométrica sobre el conmutador.

REPARACION DE EMERGENCIA DE UNA BOBINA DE ARMADURA ABIERTA En la figura 9 se ilustra el número de localización de puntos quemados (burned spots) causadas por una apertura simple en los dos principales tipos de bobinados (devanados) usando una máquina de cuatro polos y seis polos como ejemplo.

ARMADURA CON DEVANADO PARALELO: Una armadura de devanado paralelo deberá tener solamente un punto quemado (one burned spot) sobre el conmutador por cada apertura, sin considerar el numero de polos. Una reparación de emergencia puede ser realizada puenteando las barras afectadas, como se ilustra en la figura 10. El puente debe ser del mismo tamaño de la delga y deberá ser soldado en sitio. Si el devanado abierto ocurre en un motor de potencia fraccional, la reparación puede ser realizada

Figura 8: Colector recalentado por

excesivo calor.

Figura 9:Relación entre los puntos quemados (burned spots) y el tipo de

devanado de armadura.

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con un gran punto de soldadura puenteando los risers ( punto elevado del colector, donde se sueldan los cables de la armadura ) afectados.

ARMADURA CON DEVANADO SERIE: En máquinas con cuatro o más polos, si el punto quemado (burned spot) está espaciado de manera simétrica alrededor del conmutador y el número de puntos quemados (burned spots) es igual al número de polos divididos por 2, la armadura tiene un devanado serie, y solamente uno de los puntos quemados (burned spot) deberá ser puenteado. Puenteando sobre los otros podría causar circulación de corrientes en dos o más bobinas y causar recalentamiento.

LOCALIZACION DE BOBINAS DE ARMADURA EN CORTO Una bobina de armadura en corto puede ser detectada por el chisporroteo de las escobillas, decoloración por sobrecalentamiento, y por quemadura del aislamiento. Si se permite que una bobina en corto opere, el calor generado puede aislar las conexiones soldadas del conmutador. Una prueba de growler barra a barra puede ser usada para localizar un corto que no es discernible por inspección visual; la muy baja resistencia de las armaduras lo hace difícil, si no imposible el chequeo de bobinas, con un óhmetro convencional. PRUEBA DE GROWLER. La prueba de growler, mostrada en la figura 11, representa un rápido y confiable método para localizar una bobina de armadura en corto- circuito. El growler se energiza con 120 voltios y 60 hertz. Cuando se coloca en la armadura, el Growler ( se podría traducir como Gruñidor ); actúa como el primario de un transformador y las bobinas de la armadura actúan como las bobinas secundarias, además se utiliza una delgada hoja de cuchilla acerada, normalmente una hoja de segueta.

El flujo magnético alterno establecido por el Growler pasa a través de las espiras de las bobinas de la armadura, lo que genera una tensión alterna en la bobina. Un cortocircuito en la bobina crea un circuito cerrado que actuará como la bobina secundaria de un transformador, con el Growler actuando como la bobina primaria.

Figura 10: Reparación de

emergencia de una bobina de

armadura abierta.

Figura 11: Prueba de Growler.

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Esto induce una corriente alterna en el devanado en corto-circuito que a su vez causa un campo magnético alterno que rodea la bobina en corto.

Para detectar el campo magnético se utiliza una delgada hoja de segueta. El campo magnético alterno inducido por una armadura en corto es fuerte en la superficie de la armadura y cuando se toca con la hoja de segueta el hierro del núcleo, pequeñas corrientes se inducen en la hoja de segueta. Cuando se coloca sobre la ranura que contiene la bobina en corto, el campo magnético alterno atrae y suelta la hoja de segueta, haciendo que vibre en sincronización con la corriente alterna. Una fuerte vibración de la hoja de segueta acompañado por un gruñido ( Growling ) indica que la bobina está en corto.

El tamaño de la armadura que puede ser probada de esta manera depende del tamaño del growler usado. El growler portátil señalado en la figura 11 es más efectivo en el rango entre 1/10 a 15 HP. Sin embargo con observación cuidadosa y un detector sensible, puede ser extendido a 50 HP.

PRUEBA DE BARRA A BARRA. Una prueba de barra a barra se puede realizar pasando cerca del 10 % de la corriente de placa de la armadura a través de ésta y medir el voltaje barra a barra con un milivoltimetro (tester en escala de milivoltios). La corriente puede ser suministrada por una batería o un generador conectados en serie con un reóstato o unas lámparas, como se muestra en las figuras 12 y 13.

Figura 12: Prueba de Barra a

Barra para máquina de 4

polos.

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La corriente puede ser suministrada a la armadura a través de dos tiras o bandas de cobre aseguradas al conmutador con cinta en los puntos que conforman los puntos de entrada, seleccionadas para la inyección del voltaje. Un milivoltímetro puede ser improvisado usando un amperímetro pero sin el shunt. Si la deflexión del voltímetro para una medida barra a barra es menor que el promedio encontrado, significa que hay una bobina en corto parcial. Una lectura de cero significa un corto total (bobina muerta ), una lectura muy alta indica que hay una soldadura pobre en las delgas o una bobina abierta.

PRECAUCION:

(1) Antes de comenzar esta prueba, el reóstato o el humero de lámparas en paralelo debe ser ajustado para obtener una deflexión no más de la mitad de la escala del milivoltimetro para la lectura de barra a barra. Esto previene sobre voltaje causado por conexiones de alta resistencia de armadura y que puedan dañar al milivoltimetro.

(2) Cuando realice la prueba barra a barra, no abarque más de una delga a la vez, abarcando 2 o 3 segmentos, duplica o triplica el voltaje a través del milivoltimetro y puede dañarlo.

El principio de la prueba barra a barra se explica en la figura 13, la cual señala las conexiones de bobina de armadura para una máquina de dos polos. El banco de lámparas sirve para bajar el voltaje de suministro de 120 VDC a 180 milivoltios (0,180 volt) a través del conmutador. La corriente de armadura se divide en dos caminos paralelos que consiste de seis bobinas cada uno: Bobinas a, b, c, d, e y f y las bobinas l, k, j, i, h, y g. si no hay conexiones defectuosas o bobinas defectuosas, el voltaje a través de cada bobina deberá ser la misma e igual a:

180 / 6 = 30 mv.

Figura 13: Prueba

de Barra a Barra

para máquina de

2 polos.

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Sin embargo, para las fallas señaladas en la figura 13, los voltajes a través de las diferentes bobinas no serán las mismas. Bobinas en corto ofrecen menos oposición a la corriente, y una conexión de alta resistencia más oposición a la corriente, causando que el voltaje caiga o suba con respecto al valor promedio

BOBINA MILIVOLTIOS

a 39

b 24 *

c 39

d 0 +

e 39

f 39

g 27

h 27

i 27

j 27

k 45 ++

l 27

TABLA 2 CAIDA DE VOLTAJE PARA PRUEBA BARRA-A-BARRA.

BOBINA PARCIALMENTE EN CORTO + MICA EN CORTO

++ CONEXIÓN POBREMENTE SOLDADA En la tabla 2 se representan las caídas de voltaje para las condiciones de fallas señaladas en la figura 13.

PRUEBA DE LAMPARAS EN ARMADURAS DE MOTORES DE POTENCIA FRACCIONAL. Una lámpara de prueba puede ser usada para el chequeo de bobina en corto en armadura de motor de potencia fraccional, tales como taladros, limpiadores de vacío, mezcladores, etc.

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El circuito señalado en la figura 14 es muy simple. La escogencia de la lámpara es por prueba y error. El correcto tamaño de la lámpara deberá arder a reducido brillo cuando se conecte a través de una bobina normal, pero brillará o deberá lucir muy brillante cuando se conecte a través de una bobina en corto. Lámparas con rangos de 25, 40, 60 y 100 wattios (todas de 120 V) deberán tenerse a la mano para tales pruebas.

REPARACION DE EMERGENCIA PARA UNA BOBINA DE ARMADURA EN CORTO Una reparación de emergencia puede ser realizada cortando la bobina en corto en la mitad de la parte posterior de la armadura.

Esto puede ser realizado con un cincel muy afilado, una sierra de arco, Sharp chisel, hacksaw, or con unos alicates o tenazas afilados. Se puede ver en al figura 15. Debe ponerse cuidado de no dañar las bobinas adyacentes. Los finales abiertos deberán ser sellados con cinta y asegurados a la armadura. Después que la bobina está abierta, la barras en el conmutador deberán ser puenteadas. Use el procedimiento seguido para la reparación de emergencia de una bobina de armadura abierta como se ilustra en la figura 10. Los cortos causados por la absorción de contaminación por polvos de carbón, aceites, polvo y humedad en el aislamiento de mica, entre las barras del

Figura 14: Prueba de lámpara

motor fraccional.

Figura 15: Corte de una

bobina de armadura como

reparación de emergencia.

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conmutador, deberán ser limpiadas ahondando y rellenando luego con cemento especial para el conmutador.

LOCALIZANDO BOBINAS DE ARMADURA A TIERRA Una armadura a tierra puede ser localizada con una prueba de barra a tierra. Para hacer esta prueba cerca del 10% de la corriente de armadura deberá ser pasada a través de la armadura, y el voltaje deberá ser medido de barra a tierra con un milivoltimetro. La corriente puede ser suministrada por una batería o por un generador conectado en serie con un reóstato o un grupo de lámparas, como se ilustra en las figuras 16 y 17. Cuando esta prueba es realizada a bordo de una embarcación el eje y la armadura deberán ser aislados del resto de ésta. La corriente puede ser suministrada a la armadura a través de dos tiras o bandas de cobre aseguradas al conmutador con cinta en los puntos que conforman los puntos de entrada, seleccionadas para la inyección del voltaje. Un terminal de milivoltimetro deberá estar conectado al eje, y el otro deberá ser movido de barra a barra a lo largo de la superficie del conmutador. Cada barra deberá ser chequeada y aquella la cual indique cero voltios deberá ser marcada con tiza. Para completar la prueba, ambos conductores de cobre deberán ser desplazados varias barras en la misma dirección y la prueba barra a tierra deberá ser repetida a las barras marcadas con tiza unicamente. Aquellas que indiquen cero en la segunda prueba son las verdaderas tierras. Las barras que indicaron cero en la primera prueba, pero no en la segunda, son llamadas fantasmas o tierras simpáticas ( phantom or sympathetic grounds ).

Figura 16: Prueba de Barra a

Tierra para máquina de 4

polos.

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Las tierras fantasmas son indicadas a puntos en la armadura que tienen el mismo voltaje como las bobinas a tierra. Como todos los devanados de armadura tienen al menos dos caminos paralelos, habrá siempre dos o muchos indicaciones de tierra iniciales. Moviendo las conexiones de la alimentación varias barras, desplazas las tierras fantasmas, pero las verdaderas tierras permanecen y no cambian. El principio de la prueba barra a tierra se explica en la figura 17, donde la bobina e se señala a tierra con respecto al eje. Asumiendo que no hay bobinas abiertas en corto o conexión de alta resistencia el voltaje a través de cada bobina será de 30 mv. Para localizar una bobina a tierra conecte un terminal del milivoltimetro al eje de la armadura. Conéctelo eléctricamente al centro de la bobina e, la cual está a un potencial de 135 mv. Entonces pruebe el conmutador con el otro punto de prueba, barra por barra mirando la más baja lectura del medidor (cuando se presente la lectura más baja). Como el voltímetro (o el milivoltimetro) indica la diferencia de potencial (voltaje) entro los terminales, una lectura de cero o mínima en la prueba barra a tierra indica que la punta de prueba está eléctricamente conectada a la bobina a tierra.

BARRA

MILIVOLTIOS A 135

B 105

C 75

D 45

E 15*

F 15*

G 45

H 15 +

I 15+

Figura 17: Prueba

de Barra a Tierra

para máquina de

2 polos.

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J 45

K 75

L 105

TABLA 3 LECTURA DE MILIVOLTIOS EN UNA PUERBA BARRA- A-TIERRA

Bobina A Tierra +Phantom Ground

En la tabla 3 se muestra la lectura de milivoltios obtenidos de la prueba barra-a-tierra de la figura 17, los valores de lectura más abajo acurren en los puntos a tierra y las tierras fantasmas.

REPARACION DE EMERGENCIA DE UNA ARMADURA A TIERRA Las bobinas conectadas a las barras marcadas deberán ser desoldadas, y cada cable deberá ser individualmente probado a tierra con un medidor de resistencia a tierra, (MEGGER) como se observa en la figura 18.

Los cables que indiquen cero están a tierra y no deberán ser reconectados. Deberán ser aislados de los otros y asegurados a la armadura con atadores sólidos y de esta manera prevenir desplazamientos futuros debido a la fuerza centrifuga. El resto de los cables deberán ser reconectados y una reparación de emergencia se debe proceder a realizar al nuevo circuito de armadura según lo realizado en la figura 10. Sin embargo, si las bobinas probadas no están a tierra, la falla se encuentra en las barras del conmutador. Una prueba de tierra de las barras marcadas deberá identificar la falla.

Figura 18: Forma de realizar la

prueba de tierra a las bobinas

individualmente

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El lugar mas común para que la falla a tierra ocurra es la banda que mantiene la mica en su lugar, como se ilustra en la figura 19. La absorción de polvo de carbón, aceite, polvo y humedad con el tiempo produce caminos de carbón entre las barras del conmutador y resultando en una puesta a tierra. La tierra puede ser quitada quitando la mica carbonizada y rellenando con cemento especial para conmutador.

Figura 19: El polvo de carbón,

el aceite y los contaminantes,

ponen a tierra el conmutador.