Guía de diseño con motores de inducción (3ª PARTE)

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A menudo los motores se mantienen en almacenes durante algún tiempo o son transportados bajo condiciones muy húmedas y, en tales casos, la resistencia de aislamiento generalmente llega a ser baja y es peligroso para que el motor se conecte antes de que la condición se haya rectificado.

IEEE 43 pone énfasis especial en determinar las condiciones de aislamiento de tales máquinas antes de energizarlas e incluso antes de llevar a cabo un ensayo de alto voltaje. Esto puede ser determinado por el ensayo de aislamiento que indicamos más abajo.

La resistencia de aislamiento de los devanados es una medida para evaluar la condición de aislamiento y su conveniencia para conducir ensayos de alto voltaje para energizar la máquina. Una baja lectura puede sugerir daños al aislamiento o absorción de humedad. La resistencia de aislamiento puede ser medida de acuerdo con el procedimiento descrito  en IEEE 43 entre los devanados abiertos y entre devanados y carcasa empleando un medidor de ohmios de lectura directa.

La resistencia de aislamiento mínima recomendada de la máquina se obtiene por la siguiente fórmula empírica:

Donde:

R = Resistencia de aislamiento mínima recomendada en MR (megaohmios) de todo el devanado de la máquina, a 40 ºC o 1 MR por 1000 V más 1 Mohmio, y  kV = Voltaje de la máquina nominal en kV

Cuando un motor nuevo o existente tras una larga parada, debe tener un nivel mínimo de aislamiento de acuerdo de aislamiento de acuerdo con la ecuación anterior.

Un motor de 11 kV, por ejemplo, debe tener un aislamiento mínimo de 12 Mohmios. En práctica normal, se observó que cuando primero se mide la lectura de resistencia puede mostrar más que el valor mínimo y puede ser engañoso al operador, mientras que la condición del devanado puede no ser adecuado para un ensayo de voltaje alto o una operación normal.

Debemos por tanto asegurarnos que la condición del devanado es conveniente antes de poner la máquina en operación. Para este propósito, el índice de polarización (PI), que se determina de los datos de ensayos de aislamiento, es un indicador útil. Debe ser evaluado mientras que se lleva a cabo el ensayo de aislamiento para luego ser comparado con los datos de referencia del fabricante de la máquina para evaluar la condición de aislamiento en el sitio y su conveniencia para la operación.

Precauciones a tener en cuenta diseñando bancadas de máquinas rotatorias

Generales

1. Descripción de la maquinaria.
2. Velocidad de operación y rangos de velocidad.
3. Número y disposición de los cilindros.
4. Distancia entre ejes del eje principal de la máquina y parte superior de la cimentación.
5. Salida nominal máxima.
6. Ratio de la caja de engranajes donde sea aplicable, y
7. Temperatura de operación máxima en las bases de la máquina.

Para diseño estático

1. Diagrama de carga detallado comprendiendo plan, elevación y sección mostrando detalle de comunicación y punto de todas las cargas en la bancada.
2. Un dibujo detallado mostrando la posición y tamaño de la base de montaje y detalle de tornillos de retención.

Para diseño dinámico

1. Detalles de fuerzas desequilibradas y pares que se darán, junto con las frecuencias asociadas para todos los modos posibles de vibración. Estas incluyen lo siguiente: a) Fuerzas externas, b) Pares primarios externos, c) acoplamiento secundario externo, y d) Pares de armónicos.
2. Deben indicarse los momentos de inercia de las masas de impulsión de la máquina.
3. Información adicional relativa a máquinas específicas, como indicamos más abajo, deben ser proporcionadas donde sea necesario: a) Cargas debidas a condiciones de cortocircuito dinámicas, y b) cargas debidas a parada repentina anormal.
4. Donde se encuentre que es necesario usar montajes anti-vibratorios, el tipo y posición será indicada.

Datos del suelo y condiciones del sitio

Se conocerán los siguientes datos del suelo:

1. Perfil y características del suelo de una profundidad al menos tres veces la dimensión media esperada de la cimentación que puede ser tomada como la raíz cuadrada del área esperada, o estratos duros.
2. Investigación del suelo en la extensión necesaria de acuerdo con IS:1892-1979, y para la determinación de las propiedades dinámicas en conformidad con IS: 5249 – 1977.
3. La posición relativa de la tabla de agua por debajo del suelo en diferentes momentos del año.

Ratio de frecuencia

Donde sea posible la frecuencia natural del sistema de suelo de la cimentación será mayor que la frecuencia de perturbación más alta y los ratios de frecuencia no serán normalmente menores que 0,4. Donde no sea posible, la frecuencia natural del sistema de suelo cimentación se mantendrá más bajo que la frecuencia de perturbación más baja. El ratio de frecuencia en tales casos no será inferior a 1,50.

Mientras que los criterios anteriores se aplicarán a todos los modos posibles de vibración, puede permitirse que las máquinas operen más cerca de la resonancia en ciertos modos de vibración probado que la amplitud resultante no excede el límite permisible.

Incluso aunque las máquinas pueden estar equilibradas, fuerzas de perturbación menores pueden ocurrir debido a tolerancias de fabricación y otras causas, para instalaciones sensibles, la frecuencia derivada de estas debe también ser considerada.

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