Equilibrado de Armaduras de Motores Eléctricos: Por Qué Es Imprescindible Tras el Rebobinado y la Reparación

Por qué se pierde el equilibrado durante la reparación del motor

Foto. Rotor de motor eléctrico montado en una máquina de equilibrado: rodamientos de apoyo, sensores de medición de vibraciones y sistema de análisis de desequilibrio

Durante el rebobinado:

El rebobinado es la causa más frecuente de pérdida de equilibrado:

• Colocación irregular de conductores: el devanado se bobina con una ligera asimetría
• Densidad de devanado variable: en algunas ranuras el conductor está empaquetado con más densidad y en otras con menos
• Número de espiras variable: un error durante el bobinado
• Cuñas y aislamiento: distribución irregular de materiales aislantes y cuñas en las ranuras

Incluso una pequeña diferencia en la masa del devanado en lados opuestos del rotor (5–10 gramos) a un radio de 100–150 mm genera un desequilibrio apreciable.

Durante el desmontaje y reensamblaje:

• Tolerancias al ajustar el rotor sobre el eje
• Una ligera desalineación durante la instalación
• Cambios en los contrapesos de equilibrado (donde se instalan en fábrica)

Durante la reparación del ventilador de refrigeración:

Muchos motores eléctricos llevan un ventilador de refrigeración en el eje. La sustitución o reparación de las palas del ventilador altera el equilibrado global del sistema.

Las consecuencias del desequilibrio en los motores eléctricos

• Desgaste acelerado de rodamientos: esta es la primera y más frecuente consecuencia. Los rodamientos de los motores son un componente costoso y su sustitución frecuente resulta poco económica
• Vibración transmitida a la máquina impulsada: si el motor está acoplado a una bomba o un ventilador, la vibración se propaga por toda la unidad
• Sobrecalentamiento del devanado: la vibración puede provocar micromovimientos del devanado en las ranuras, lo que lleva al desgaste del aislamiento
• Ruido: un motor con desequilibrio funciona con mayor nivel de ruido
• Reducción del rendimiento: parte de la energía se disipa en forma de vibración en lugar de trabajo útil

Las particularidades del equilibrado de armaduras de motores eléctricos

Desequilibrio mecánico y magnético

Los motores eléctricos pueden presentar dos tipos de desequilibrio:

Desequilibrio mecánico:

• Distribución desigual de la masa del rotor
• Se elimina mediante el equilibrado ordinario (adición/extracción de contrapesos)

Desequilibrio magnético:

• Asimetría del campo magnético debida a devanados irregulares
• Genera vibración que no puede eliminarse mediante equilibrado mecánico
• Requiere rehacerlo el devanado

Equilibrado como conjunto

La armadura se equilibra frecuentemente como conjunto:

• Armadura + colector (en motores de CC)
• Rotor + ventilador de refrigeración + polea
• Todo el sistema giratorio

Grado de calidad de equilibrado requerido

En función de la aplicación:

• G6.3 — motores eléctricos de uso general (el estándar)
• G2.5 — motores eléctricos de uso especial, accionamientos de máquinas-herramienta
• G1.0 — motores de alta velocidad, accionamientos de precisión

Métodos de equilibrado de motores eléctricos

Foto 2. Equilibrado del rotor de un gran motor eléctrico en una máquina de equilibrado especializada en el taller

Equilibrado de la armadura en máquina

El método más extendido en los talleres de reparación:

1. La armadura se extrae del motor
2. Se monta en una máquina de equilibrado
3. El equilibrado se realiza en 2 planos (dinámico)
4. Los contrapesos de corrección se instalan habitualmente en las caras frontales o en ranuras especiales

Ventajas:

• Alta precisión
• Comodidad (la armadura ya está desmontada para la reparación)
• Posibilidad de alcanzar el grado G2.5 o superior

Equilibrado del motor en estado montado

Para grandes motores instalados in situ:

• El equilibrado se realiza sin desmontaje
• Se utilizan equipos portátiles
• Tiene en cuenta la influencia del acoplamiento y la alineación con la máquina impulsada

El inconveniente: al equilibrar un motor montado, debe desacoplarse de la máquina impulsada (bomba, ventilador) para descartar su influencia.

Recomendaciones prácticas

Cuándo el equilibrado es obligatorio:

• Tras el rebobinado: siempre, sin excepción
• Tras la sustitución de rodamientos: recomendado (las tolerancias pueden acumularse durante el montaje)
• Tras la reparación del ventilador de refrigeración: si se cambiaron las palas
• Cuando aparece vibración: si el motor ha comenzado a vibrar

Cómo distinguir el desequilibrio mecánico del magnético:

Desequilibrio mecánico:

• Vibración a la frecuencia de rotación (1× = 50 Hz para 3000 rpm con alimentación a 50 Hz)
• Se elimina mediante equilibrado

Desequilibrio magnético:

• Vibración al doble de la frecuencia de red (2× = 100 Hz para alimentación a 50 Hz)
• No se elimina mediante equilibrado mecánico
• Requiere inspección de los devanados (barra del rotor rota, asimetría de devanado)

Instalación de contrapesos de equilibrado:

Ubicaciones típicas de instalación:

• Las caras frontales del rotor (se sueldan o atornillan placas)
• Ranuras de equilibrado en las caras frontales (cuando estén previstas)
• Las palas del ventilador de refrigeración (si está montado en el eje)

Control de calidad:

Tras el equilibrado, verifique que:

• La vibración ha caído en la zona A o B (habitualmente por debajo de 2,8 mm/s para motores de potencia media)
• El desequilibrio residual está dentro del grado G6.3 o G2.5
• Los rodamientos no se sobrecalientan en servicio
• No hay ruidos inusuales