Determinando la temperatura interna del bobinado sin sensores.

Reconstructora Nacional de Motores Eléctricos

Determinando la temperatura interna del bobinado sin sensores.

23 julio, 2020 Artículos RENAME 0

El método de la resistencia es útil en motores que no cuentan con detectores de temperatura, tales como termopares o  sensores resistivos, ya que aplicando este método podremos calcular la temperatura del bobinado de manera muy aproximada, para ello debemos:

  1. Medir la resistencia línea-línea de los cables del bobinado, con mili-ohmímetro. El motor debe estar “frio” (temperatura ambiente).
  2. Medir la resistencia línea-línea de los cables del bobinado, con mili ohmímetro. El motor debe estar “caliente” (cuando el motor alcanza la carga nominal y la temperatura se estabiliza)
  3. Aplicar la fórmula

Donde:

Tc = temperatura en caliente (°C)
Tf = temperatura en frio (°C)
Rc = resistencia en caliente (Ω)
Rf = resistencia en frio (Ω)
k = 234.5 (constante para cobre 100% puro conductividad acorde con norma International Annealed Copper (IACS)

T caliente – Amb caliente = T incremento caliente


Ejemplo práctico.

La temperatura de un bobinado clase F de un motor mediano sin encapsular, abierto a prueba de goteo y con factor de servicio de 1.0, presenta una resistencia línea-línea de 1.02 ohmios a temperatura ambiente de 25°C y una resistencia en caliente de 1.43 ohmios, para determinar la temperatura del bobinado a full carga aplicamos la siguiente fórmula:

La temperatura del bobinado en caliente del ejemplo se calcula de la siguiente forma:

Tc = 129.3°C

El incremento de temperatura es la temperatura del bobinado en caliente menos el ambiente y para el ejemplo anterior se calcula restando los 25°C del ambiente de los 129°C de la temperatura del bobinado en caliente (valor redondeado) lo cual resulta en un incremento de 104°C (129 – 25) solo un grado por debajo de los 105°C que es el límite de incremento de temperatura para el aislamiento Clase F.

A pesar que es aceptable, cualquier aumento de carga dará como resultado un incremento de temperatura excesivo con la consecuente degradación térmica. Además, si el ambiente en el cual está instalado el motor estuviera por encima de los 40°C, sería necesario bajar la carga para evitar exceder la capacidad total de temperatura (devanado en caliente). Otro punto a contemplar es que el motor es SF 1.0, por lo cual si tenemos un factor de servicio 1.15 debemos de contemplar el tema de la carga y en su defecto mejorar la ventilación. Evidentemente cuando existen sistemas que trabajan con variados de frecuencia se deben analizar otras variables.

Nota:

  1. La estabilización de la temperatura puede tardar horas con el motor a carga nominal.
  2. La medición de resistencia es más precisa cuando se utiliza equipos de baja resistencia (mili-ohmímetros) ya que puede medir lecturas muy bajas, caso contrario de los milímetros digitales (tester)
  3. Los valores de temperatura obtenidos varían dependiendo del tipo de ventilación y diseño del motor, deben ser analizadas todas las variables, y son datos aproximados
  4. La constante k = 225 para aluminio, basada en un volumen de conductividad del 62%.
  5. Para materiales diferentes se debe utilizar un valor adecuado de k (temperatura deducida para resistencia cero).
Tabla Incremento de temperatura
Tabla # 1, Incremento de temperatura por el método de resistencia para motores de inducción medianos.

Principios de motores C.A , EASA 2015
Fuente: Ing. Allan Fonseca Vargas (Ingeniería RENAME)

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