El desequilibrio de tensión mata a los motores eléctricos

La mayoría de los motores eléctricos industriales son unidades de CA trifásicas. Una condición de desequilibrio de tensión en las tres fases podría provocar la disminución de la confiabilidad del motor. Suponga que mide la tensión en cada una de las fases y obtiene 235 V fase 1, 225 V fase 2 y 238 V fase 3. Sumando las tres fases y dividiendo por 3, se obtiene un voltaje promedio de 232.66 V. Se usa la fase con la mayor desviación del promedio para calcular el desequilibrio de tensión. La tensión para la fase 2 se tiene la mayor desviación (233.66 - 225 = 7.66 V). Dividiendo esa desviación por la tensión promedio y multiplicando por 100 se obtiene el desequilibrio porcentual, que para este ejemplo es de 3.29 %. ¿Porque es esto importante?

Cuando hay un desequilibrio de tensión, se produce un aumento en el desequilibrio de la corriente. Es de esperar que el desequilibrio de corriente en el motor sea de 6 a 10 veces más alto que el porcentaje de desequilibrio de tensión. El aumento de la corriente aumentará la temperatura del motor, y ahí es donde empiezan los problemas.

Como regla general, el aumento porcentual de la temperatura de un motor es dos veces el porcentaje de desequilibrio de tensión al cuadrado. En el caso del ejemplo: 2 x 3.29^2, aproximadamente, un aumento de temperatura de 21.65%. Si, por ejemplo, el motor funciona a 60°C, un aumento de 21,65% en la temperatura se traduce en un aproximado de 13°C adicionales. Como se sabe, el calor atenta con la confiabilidad de las máquinas eléctricas.

Según la ecuación de Arrhenius: El aumento de la temperatura de 10°C duplica la velocidad de las reacciones de envejecimiento en el sistema de aislamiento, lo que reduce la vida útil a la mitad. En el ejemplo, el aumento de la temperatura reduce la vida útil del motor en aproximadamente un 60%. Es un asunto serio.

Medir y calcular el desequilibrio de tensión es relativamente fácil. Todo lo que necesita es un voltímetro y la capacidad de hacer algo de aritmética básica. Como regla general, debe tratar de mantener el desequilibrio de voltaje en menos del 1% y no exceder el 2-3%. Abstenerse de hacer funcionar un motor con un desequilibrio de tensión superior al 5%. Esto debería tener sentido ya que un desequilibrio del 5% equivale a un aumento de temperatura del 50%. Para un motor que normalmente funciona a 60°C, esto resultaría en un 30°C.

Las causas más comunes del desequilibrio de tensión en la planta industrial incluyen:

• Funcionamiento defectuoso del equipo de corrección del factor de potencia.

• Desequilibrio en el suministro eléctrico.

• Alimentación desequilibrada del banco de transformadores que alimenta una carga trifásica que es demasiado grande para el banco.

• Cargas monofásicas distribuidas de manera desigual en el mismo sistema de energía.

• Fallas a tierra monofásicas no identificadas.

• Un circuito abierto en el sistema de distribución primaria.

Es importante mantenerse al tanto de estos problemas y administrar el balance de tensión en sus motores eléctricos. Además de reducir la vida útil del motor, el desequilibrio de tensión disminuye la potencia del motor y la eficiencia energética.