pruebas estáticas y dinámicas de motor

1. .
TEMA: EXPOSICIÓN DE LOS RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN Y PRUEBAS
ELÉCTRICAS DE MOTOR SÍNCRONO DE 1000HP MOLINO MARCY 10.5´X 17´
Expositor : Marcos Baldoceda Valverde
Julio 2023
REF: ORDEN N° 4000003072

2. 1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
• Datos del equipo intervenido:
Marca : TATUNG
Serie N° : 79100149
Tipo : TAK
Potencia : 1000HP
Tensión : 4000 V
Corriente : 111.3 / 140.9 A
Velocidad : 240 RPM
Frecuencia : 60 Hz
• Normativa de referencia:
Los resultados obtenidos son comparados bajo la norma internacional:
EASA AR-100 del 2006 (EASA= Asociación de Servicios de Aparatos
Eléctricos, con sede internacional en USA).
EASA ha recopilado las normas IEEE 43, IEEE 95, IEEE 522 y NEMA
MG-1 para hacer las recomendaciones sobre las pruebas estáticas en
máquinas rotativas.

3. 2. PRUEBAS ELÉCTRICAS ESTÁTICAS
2.1. Bobinado del Estator
Temperatura
Ambiente
Temperatura
Bobinado
Humedad
Relativa
Condición
Climática
16.9°C 17.0°C 30.0% Soleado
2.1.1. Condiciones Ambientales:
2.1.2. Medida de Resistencia de Aislamiento
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Tabla N°01. Resultados de Prueba de Resistencia de Aislamiento del Estator
Tensión de
Prueba (V)
Tiempo
(min)
C. Fuga
(μA)
R. A
(MΩ)
AD IP
2530
00:30 0.37 6802
5.1 4.5
01:00 0.16 15582
03:00 0.07 34468
10:00 0.04 >50000

4. Resultado:
Los valores obtenidos están dentro de lo recomendado por la IEEE Std. 43. Si
la resistencia de aislamiento de 1min es superior a 5000MΩ, el IP calculado
puede no ser significativo. En tales casos, el IP puede descartarse como una
medida de la condición del devanado (Referencia: IEEE Std. 43, Sec. 12.2.2)
2.1.3. Medida de Alta Tensión (HIPOT)
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Tabla N°02. Resultados de la Prueba de HIPOT del Estator
Tensión de Prueba (V) Corriente (µA) R. A (MΩ)
9070 8.43 1076
Resultado:
La prueba de resistencia a tierra en alta tensión es satisfactoria (Referencias:
IEEE Std. 95 y NEMA Std. MG 1, 3.1.)

5. 2.1.4. Medida de Resistencia Óhmica
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Tabla N°03. Resultados de la Prueba de Resistencia Óhmica de las Bobinado del
Estator
Borne
R. Óhmica Corregida a
75°C (Ω)
Desbalance (%)
L1 – L2 0.2850
0.4
L2 – L3 0.2860
L3 – L1 0.2855
Resultado:
El error del desbalance resistivo entre líneas 1, 2 y 3 están dentro de los
niveles permitidos. IEEE Std 1068-2015 indica que el desbalance resistivo no
podrá ser superior al 1%.

6. 2.1.5. Medida de Comparación de Impulso (SURGE)
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Tabla N°04. Resultados de la Prueba de Impulso (Surge) del Estator
Comparación Tensión de Prueba (V) EAR L – L (%)
L1 – L2
7780
7
L2 – L3 5
L3 – L1 8
Resultado:
Los valores obtenidos son satisfactorios con errores menores al 10%
(Referencias: IEEE Std. 432, 522 y 792; NEMA Std. MG 1, 12.5).

7. 2.1.6. Medida de Factor de Potencia o Tangente Delta
Equipo de Prueba: CPC 100 + CP TD1 OMICRON
Tabla N°05. Resultados de la Prueba de FP o Tanδ del Estator
Resultado:
Los valores obtenidos de FD son menores al 2.5% (valores superiores que 2%
a 2.5% indican envejecimiento o presencia de contaminación en el
aislamiento).
El incremento global del FD entre el 20 y 100% de la solicitación aplicada
medidos a la tensión de operación fase-tierra del devanado (prueba Tip-up),
resultó por debajo del valor límite del 2% que recomienda la CRIEPI
Energizado
(Energize)
Aterrado
(Ground)
No
Aterrado
(UST)
Voltaje de
Prueba
(kV)
Capacitancia
(pF)
%PF Delta PF
Tip-up
(Un / √3 –
0.2Un / √3)
A,B,C Masa --- 0.46
46
113743.4 0.9965
0.3839
A,B,C Masa --- 0.92 113747.0 1.0069 0.0104
A,B,C Masa --- 1.39 113758.6 1.0154 0.0084
A,B,C Masa --- 1.85 113766.9 1.0279 0.0125
A,B,C Masa --- 2.31 114074.9 1.3804 0.3525

8. 2.1.7. Medida de Descargas Parciales
Equipo de Prueba: CPC 100 + CP TD1 + CP CR500 + MPD800 OMICRON
Tabla N°06. Resultados de la Prueba de Descargas Parciales
%
Un
Fase 1 – Fase 2 Fase 2 – Fase 3 Fase 1 – Fase 3
Voltaje de
prueba
(kV)
QIEC (nC) Voltaje de
prueba
(kV)
QIEC (nC) Voltaje de
prueba
(kV)
QIEC (nC)
Fase 1 Fase 2 Fase 2 Fase 3 Fase 1 Fase 3
20 0.458 0.115 0.120 0.463 0.115 0.104 0.460 0.104 0.135
40 0.929 0.119 0.107 0.935 0.133 0.117 0.933 0.145 0.124
60 1.401 0.190 0.169 1.416 0.147 0.122 1.405 0.158 0.194
80 1.879 1.01 1.459 1.871 1.474 0.806 1.884 0.897 0.873
100 2.353 9.497 11.44 2.34 15.23 9.866 2.335 8.583 7.901
Resultado:
Los resultados obtenidos de la prueba de descargas parciales nos indican
que el estado del sistema aislante del devanado estatórico se encuentra en
condiciones de continuar en servicio, con inspecciones y medidas
preventivas, según lo recomendado por la CRIEPI.

9. 2.2. Bobinado del Rotor
2.2.1. Condiciones Ambientales
Temperatura
Ambiente
Temperatura
Bobinado
Humedad
Relativa
Condición
Climática
16.9°C 16.0°C 30.0% Soleado
Tabla N°07. Criterios de evaluación del Instituto Central de Investigación de la
Industria de la Energía Eléctrica (CRIEPI)
Q máx. (nC) a 1.2 Vn Estado del sistema aislante
≤ 10 Devanado en buen estado
De 10 a 30 Devanado con condiciones de continuar en servicio, con
inspecciones y medidas preventivas.
> 30 Devanado en estado de deterioro critico

10. Resultado:
Los valores obtenidos están dentro de lo recomendado según, IEEE Std. 43.
Si la resistencia de aislamiento de 1min es superior a 5000MΩ, el IP
calculado puede no ser significativo. En tales casos, el IP puede descartarse
como una medida de la condición del devanado (Referencia: IEEE Std. 43,
Sec. 12.2.2)
Tensión de
Prueba (V)
Tiempo (min) C. Fuga (μA) R. A (MΩ) AD IP
520
00:30 0.04 14857
3.4 -
01:00 0.02 21311
03:00 0.00 >50000
2.2.2. Medida de Resistencia de Aislamiento
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Tabla N°08. Resultados de Prueba de Resistencia de Aislamiento del Rotor

11. Resultado:
La prueba de resistencia a tierra en alta tensión es satisfactoria (Referencias:
IEEE Std. 95; Nema Std. MG 1, 3.1.)
Tensión de Prueba (V) Corriente (µA) R. A (MΩ)
1380 0.03 47266
2.2.3. Medida de Alta Tensión (HIPOT)
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Tabla N°09. Resultados de la Prueba de HIPOT del Rotor

12. 2.2.5. Medida de Comparación de Impulso (SURGE)
Equipo de Prueba: BAKER D12R
Comparación Tensión de Prueba (V) EAR L – L (%)
L1 – L2 1370 2
Resultado:
Los valores obtenidos son satisfactorios con errores menores al 10%
(Referencias: IEEE Std. 432, 522 y 792; NEMA Std. MG 1, 12.5).
Tabla N°11. Resultados de la Prueba de Impulso (Surge) del Rotor
Resultado:
El error de desviación del valor medido respecto al valor de referencia es menor al 1%.
Borne
R. Óhmica Corregida (Ω)
Medida 2022
R. Óhmica Corregida (Ω)
Medida 2023
Desviación (%)
L1 – L2 3.122 3.14 0.58
Tabla N°10. Resultados de la Prueba de Resistencia Óhmica de las Bobinado del Rotor
2.2.4. Medida de Resistencia Óhmica
Equipo de Prueba: BAKER D12R

13. 2.3. Porta carbones
Condiciones Ambientales
Temperatura
Ambiente
Temperatura
porta carbón
Humedad
Relativa
Condición
Climática
16.9°C 16.0°C 30.0% Soleado
2.3.1. Medida de Resistencia de Aislamiento
Equipo de Prueba: Probador de Aislamiento Megger MIT1525
Tabla N°12. Resultados de Prueba de Resistencia de Aislamiento del Porta carbones
Descripción
Tensión de
prueba (VDC)
Tiempo
(min)
R. A (MΩ) AD
Porta carbón 1 – masa 500 03:00 578336 1.13
Porta carbón 2 – masa 500 03:00 557136 1.21
Resultado:
Los valores de resistencia de aislamiento obtenidos son aceptables.

14. 2.3.2. Medida de Presión de Resortes
Equipo de Prueba: Dinamómetro Weighen
Tabla N°13. Resultados de Prueba de Presión de Resorte del Porta carbones
Número de
carbones
Número de porta carbón
1 2
Medida
Kg
Presión
Kg/cm
2
Medida
Kg
Presión
Kg/cm
2
1 2.47 0.25 2.45 0.24
2 2.60 0.26 2.50 0.25
Área de carbón en cm
2
(4.0 x 2.5) 10
Presión mínima de resortes en Kg/cm
2
0.24
Presión mínima de resortes en KPa 25
Presión mínima de resortes en PSI (Lb/pulg
2
) 3.62

15. Tabla N°14. Brush Spring Pressure
Brush type Brush pressure
Industrial DC 4 to 6 psi
Traction DC 5 to 8 psi
Soft graphite 2.5 to 3.5 psi
Slip rings 3.5 to 4.5 psi
Según EASA / Versión 502CI-502 (Root Cause Failure Analysis)
GROUPE CARBONE LORRAINE - Recomienda para motores de gran tracción con
carbones tipo electrografítico de 25-45 KPa
2.3.3. Verificación de medida de carbones
Tabla N°15. Resultados de la medición de los carbones
Número de
carbones
Número de porta carbón
1 2
mm mm
1 45.8 46.0
2 44.0 45.5

16. 2.4. Sensores RTD PT100
2.4.1. Medida de resistencia óhmica
Equipo de Prueba: Multímetro Fluke
Tabla N°15. Resultados de la medición de la Resistencia óhmica de los RTDs
Resultado:
Los valores obtenidos de la medición de la resistencia óhmica de los RTD son aceptables.
Resistencia Óhmica RTD (Ω)
N° RTD
Bobinado
RTD1 (Ω) RTD2 (Ω)
RTD #1 106.4 106.4
RTD #2 107.2 107.2
RTD #3 106.5 106.5
RTD #4 106.5 106.5
RTD #5 106.3 106.3
RTD #6 107.0 107.0
Chumaceras
RTD #7 (L.O.) 107.8 107.8
RTD #8 (L.A.) 106.6 106.6

17. 3. PRUEBAS ELÉCTRICAS DINÁMICAS
3.1. Prueba dinámica con carga
Equipo de Prueba: Explorer 4000 - SKF

18. 3.2. Diagrama Fasorial

19. 3.3. Niveles de voltaje
Tabla N°16. Resultados de la medición de los niveles de voltaje
Ítem Punto eléctrico Fase
Tensión de
operación (kV)
VRMS
Promedio
Tolerancia según
NTCSE (V)
1 Motor 1000HP L1 – L2 4.0 4097.9 [4368 - 3952]
2 Motor 1000HP L2 – L3 4.0 4082.9 [4368 - 3952]
3 Motor 1000HP L3 – L1 4.0 4110.3 [4368 - 3952]
3.4. Niveles de corriente
Tabla N°17. Resultados de la medición de los niveles de corriente
Fase A Fase B Fase C Promedio
79.2 A 78.6 A 78.6 A 78.8 A

20. 3.5. Potencia y parámetros eléctricos

21. 4. OBSERVACIONES
 El aislamiento del soporte de las portaescobillas se encontró rajado, por lo
que se recomienda su reemplazo.
 El bobinado se encontró con exceso de polvo, por lo que se realizó una
limpieza y aspirado del polvo.
5. CONCLUSIONES
 El porcentaje de desviación de los resultados obtenidos en la prueba de
Resistencia Óhmica del estator y del rotor se encuentran con valores
aceptables de acuerdo a la norma IEEE Std. 1068 – 2015.
 Los valores obtenidos en la prueba de Resistencia de Aislamiento del
bobinado del estator como del rotor son valores aceptables de acuerdo a la
norma IEEE Std. 43 - 2013.
 Los resultados obtenidos de la prueba de alta tensión o Hipot en el bobinado
estatórico como rotórico son valores aceptables según las normas IEEE Std.
95 y la NEMA MG-1.
 Los resultados obtenidos en la prueba de SURGE o IMPULSO del bobinado
del estator y del rotor, realizados entre fases y comparados entre sí, se
encuentran con los valores aceptables menores al 10% según la norma
IEEE Std. 522.

22.  Los valores obtenidos de FD son menores al 2.5% (valores superiores que 2%
a 2.5% indican envejecimiento o presencia de contaminación en el
aislamiento).
 El incremento global del FD entre el 20 y 100% de la solicitación aplicada
medidos a la tensión de operación fase-tierra del devanado (prueba Tip-up),
resultó por debajo del valor límite del 2% que recomienda la CRIEPI.
 Los resultados obtenidos de la prueba de descargas parciales nos indican que
el estado del sistema aislante del devanado estatórico se encuentra en
condiciones de continuar en servicio, con inspecciones y medidas preventivas,
según lo recomendado por la CRIEPI.
 Los valores medidos de la resistencia óhmica de los RTD se consideran
aceptables.
 La medida de presión de resortes se encuentra en el nivel de presión mínima.