6. CONCEPTO SPRECHER SOBRE LA PROTECCIÓN DE MOTORES
6.1. PROTECCIÓN DE MOTORES
La explotación óptima de la capacidad de los motores se hace cada día más necesaria por su gran influencia en el concepto de rentabilidad de las instalaciones. Por otra parte, el mismo concepto exige que la instalación sólo se pare en aquellos casos absolutamente imprescindibles. Esto requiere necesariamente el empleo de un buen sistema de protección de motores.
Para que un buen motor funcione sin problemas es necesario satisfacer los tres puntos siguientes:
1.- Elección del motor según su utilización.
2.- Montaje correcto, mantenimiento regular y funcionamiento cuidadoso.
3.- Una buena protección que detecte los peligros y, siempre que sea posible, desconecte el motor antes de la avería.
Cuando se produce un defecto en un motor no sólo hay que considerar el coste de la reparación del mismo, ya que muchas veces el coste de la parada de producción llega a ser más elevado que la reparación, como muy bien saben los responsables de producción y mantenimiento. De ahí la importancia de un buen sistema de protección que sólo actúe cuando haya un verdadero peligro, evitando las paradas innecesarias.
La experiencia nos demuestra la protección de motores continua siendo un problema, dado el número de averías que se producen cada año.
En este capítulo se pretende dar información sobre las distintas posibilidades de protección existentes así como criterios orientativos sobre la elección más adecuada en cada caso.
6.1.1. PROBLEMAS ACTUALES SOBRE LA PROTECCIÓN DE MOTORES
El resultado de un estudio hecho con más de 9.000 casos de defectos de motores en Inglaterra, Finlandia y Estados Unidos, indica que más de la mitad de los defectos producidos en los motores se deben a sobrecarga térmica, fallo de fase y humedad, aceite, polvo, etc.
Es importante destacar que estos defectos se han producido a pesar de la presencia de un sistema de protección normal, generalmente relés térmicos bimetálicos. Por otra parte, mientras que sólo el 25% de los casos de defectos corresponde a motores de potencia superior a los 40 kW, el coste de la reparación de los mismos supone casi el 80% del total, lo que demuestra claramente que una buena protección es tanto más necesaria cuanto mayor es la potencia del motor.
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TIPO DE DEFECTO |
% DEFECTOS |
% MEDIA |
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Sobrecarga térmica |
46-18 |
30 |
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Fallo de fase |
22-5 |
14 |
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Humedad, polvo, aceite, etc. |
21-15 |
19 |
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Envejecimiento del aislante |
10-7 |
10 |
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Defectos del rotor |
13-10 |
13 |
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Defectos de cojinetes |
3-7 |
5 |
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Diversos |
11-5 |
9 |
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Basado en 9.000 casos de defectos. Defectos por año 2,5 - 4 % |
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Como demuestra la estadística de defectos, el arrollamiento del estator es la parte más vulnerable del motor desde el punto de vista térmico, siendo los materiales aislantes de los conductores que forman el bobinado los principales responsables. Los aislantes utilizados están previstos para unas temperaturas de funcionamiento bien definidas según la clase de aislamiento; para motores se utilizan generalmente las clases B y F, que admiten en permanencia unas temperaturas máximas de 120ºC y 140ºC respectivamente.
Los motores se dimensionan normalmente para una vida teórica del orden de 25.000 horas de servicio (aproximadamente 10 años) con el aislamiento sometido a una temperatura máxima admisible en permanencia (p.e. 120ºC para clase B). Cuando se sobrepasa esta temperatura, la vida del motor se reduce según una regla generalmente aceptada, llamada regla de Montsinger.
Según esta regla, cuando a un motor se le hace trabajar en permanencia a 10ºC por encima de su temperatura límite (p.e. 130ºC para clase B), su vida se reduce aproximadamente a la mitad, de 25.000 horas a 10.000 horas, y si se le hace trabajar a 20ºC más, su vida se reduce aproximadamente a la quinta parte, es decir, a unas 4.500 horas.
Esto equivale a decir que cuando se regula un relé térmico de forma incorrecta a una intensidad superior a la nominal del motor, es muy probable que éste trabaje por encima de su temperatura límite, lo que supone, como hemos visto, una reducción de la vida del mismo.
Seguidamente pasemos a estudiar los sistemas más usuales de protección de motores.
