Son esenciales para sistemas de alto rendimiento porque ofrecen un control exacto del par, la velocidad y la posición. Sin embargo, como cualquier maquinaria, los servomotores pueden fallar con el tiempo, lo que a menudo interrumpe las operaciones e incurre en costos significativos. La vida útil del motor se puede aumentar, los peligros se pueden reducir y la confiabilidad se puede mejorar al comprender las razones subyacentes de estas fallas. Este artículo explora seis factores principales que contribuyen a la falla de los servomotores, con información específica para servomotores de CA y CC.
Sobrecalentamiento
Cómo sucede:
- Consumo excesivo de corriente: las cargas elevadas o el ajuste incorrecto de los servomotores pueden provocar un consumo excesivo de corriente, lo que sobrecalienta los devanados del motor.
- Refrigeración inadecuada: la acumulación de polvo o la ventilación bloqueada en los sistemas de refrigeración pueden impedir la disipación del calor.
- Temperatura ambiente alta: el funcionamiento del motor en entornos con temperaturas extremas agrava los problemas relacionados con el calor.
Efectos en los motores:
- Servomotores de CA: el sobrecalentamiento puede provocar la rotura del aislamiento en los devanados del estator, lo que reduce la eficiencia del motor y, en última instancia, provoca una falla del devanado.
- Servomotores de CC: las escobillas y los conmutadores son particularmente susceptibles al calor, lo que provoca un desgaste acelerado y una degradación del rendimiento.
Prevención:
- Inspeccione y limpie periódicamente los conductos de ventilación.
- Controle la temperatura del motor mediante sensores integrados o termopares externos.
- Asegúrese de distribuir adecuadamente la carga y evite la sobrecarga.
Problemas eléctricos
Cómo sucede:
- Picos de tensión: las fluctuaciones en la fuente de alimentación pueden dañar los componentes del motor.
- Desequilibrio de fases: la distribución desigual de la energía entre las fases puede provocar tensión en los servomotores de CA.
- Conexiones deficientes: los terminales sueltos o corroídos aumentan la resistencia, lo que provoca sobrecalentamiento y arcos eléctricos.
Efectos en los motores:
- Servomotores de CA: el desequilibrio de fases o los picos de tensión pueden dañar los circuitos de accionamiento y los devanados del motor.
- Servomotores de CC: una polaridad incorrecta o conexiones deficientes pueden provocar chispas en el conmutador, acelerando el desgaste.
Prevención:
- Instale protectores contra sobretensiones y estabilizadores de voltaje.
- Revise y ajuste regularmente las conexiones eléctricas.
- Asegure cargas equilibradas en sistemas multifásicos.
Desgaste mecánico
Cómo sucede:
- Falla de los cojinetes: los cojinetes se degradan debido a la contaminación, la desalineación o la falta de lubricación.
- Desalineación del eje: el motor y el equipo relacionado pueden vibrar y desgastarse como resultado de una alineación incorrecta del acoplamiento.
- Desequilibrio del rotor: la distribución desigual del peso en el rotor crea tensión adicional.
Efectos en los motores:
- Servomotores de CA: la vibración y el ruido indican posibles problemas en los cojinetes o el rotor.
- Servomotores de CC: el desgaste de las escobillas y los conmutadores es común debido al contacto constante durante el funcionamiento.
Prevención:
- Implemente un programa de mantenimiento proactivo para cojinetes y acoplamientos.
- Realice análisis periódicos de vibración para detectar desequilibrios o desalineaciones del rotor.
- Reemplace las escobillas y conmutadores desgastados de inmediato.
Contaminación
Cómo sucede:
- Polvo y suciedad: la entrada de partículas de polvo puede dañar los componentes internos.
- Humedad: la humedad y la exposición al agua provocan la corrosión de las piezas metálicas.
- Exposición a sustancias químicas: los entornos industriales con sustancias químicas corrosivas pueden degradar las piezas del motor.
Efectos en los motores:
- Servomotores de CA: los contaminantes pueden interferir con las interacciones entre el estator y el rotor, lo que reduce el rendimiento.
- Servomotores de CC: las escobillas y los conmutadores son particularmente vulnerables a la contaminación, lo que provoca un flujo de corriente irregular.
Prevención:
- Use motores con carcasas con clasificación IP adecuadas para el entorno.
- Instale filtros o sellos para evitar la entrada de contaminantes.
- Almacene los motores en áreas limpias y secas cuando no estén en uso.
Instalación y alineación incorrectas
Cómo sucede:
- Desalineación durante la configuración: la alineación incorrecta de los ejes y acoplamientos del motor provoca tensión mecánica.
- Montaje incorrecto: las superficies de montaje sueltas o irregulares generan vibración.
- Ajuste incorrecto de la carga: conectar un motor a una carga incompatible genera una tensión excesiva.
Efectos en los motores:
- Servomotores de CA: la desalineación provoca vibraciones que pueden dañar los cojinetes y reducir la vida útil del motor.
- Servomotores de CC: la instalación incorrecta aumenta el riesgo de desalineación de las escobillas y formación de arcos eléctricos.
Prevención:
- Siga las pautas de instalación recomendadas por el fabricante.
- Use herramientas de alineación de precisión durante la configuración.
- Asegúrese de que la carga coincida con los valores nominales de par y velocidad del motor.
Problemas con el sistema de control y la unidad
Cómo sucede:
- Ajuste incorrecto: los parámetros PID (proporcional, integral y derivativo) mal configurados en el sistema de la unidad provocan inestabilidad.
- Mecanismos de retroalimentación defectuosos: los codificadores o sensores dañados interrumpen el control de bucle cerrado.
- Compatibilidad de la unidad: el uso de unidades y motores que no coinciden puede provocar un funcionamiento ineficiente o una falla.
Efectos en los motores:
- Servomotores de CA: una retroalimentación defectuosa altera el funcionamiento suave y puede provocar errores de posición.
- Servomotores de CC: un control de accionamiento inconsistente da como resultado un par y una velocidad irregulares.
Prevención:
- Calibre periódicamente los codificadores y los sistemas de retroalimentación.
- Asegúrese de que la compatibilidad entre el variador y el motor sea la adecuada.
- Actualice el firmware y el software del variador a las últimas versiones.
Comparación de factores de falla: servomotores de CA y CC
| Factor | Servomotores AC | Servomotores DC |
| Sobrecalentamiento | Daño en el aislamiento de los devanados | Desgaste de las escobillas y del conmutador |
| Problemas eléctricos | Desequilibrio de fases, daño en el circuito de control | Chispas, degradación del conmutador |
| Desgaste mecánico | Daño en los rodamientos y el rotor | Desgaste de las escobillas, picaduras en el conmutador |
| Contaminación | Afecta el rendimiento del estator y rotor | Daño a las escobillas y al conmutador por polvo |
| Problemas de instalación | Vibraciones por desalineación | Aumento de arcos eléctricos por desalineación de escobillas |
| Problemas del sistema de control | Errores de posición por encoders defectuosos | Par y velocidad irregulares por mala configuración de control |
Visualización de modos de falla comunes
A continuación, se muestra un gráfico de muestra que muestra la frecuencia de los factores de falla de los servomotores de CA y CC según las observaciones de la industria:
Gráfico de frecuencia de falla
+———————+———————+———————+ |
Factor de falla|Servomotores de CA (%)| Servomotores de CC (%) |
+———————+———————+———————+ |
Sobrecalentamiento | 25% | 30% | | Problemas eléctricos| 20% | 15% |
| Desgaste mecánico | 30% | 35% | | Contaminación | 10% | 10% |
| Problemas de instalación | 10% | 5% | |Problemas de control | 5% | 5% |
+———————+———————+———————+
Representación en gráfico circular
Crearé un gráfico circular para visualizar estos puntos de datos para una mejor comprensión.
Mejores prácticas para evitar fallas en los servomotores
- Implemente mantenimiento predictivo: utilice herramientas como el análisis de vibraciones y la termografía para detectar problemas antes de que se produzcan fallas.
- Adopte medidas de protección ambiental: elija motores con clasificaciones de protección adecuadas y mantenga condiciones de funcionamiento limpias.
- Capacite al personal con regularidad: proporcione a los operadores y equipos de mantenimiento conocimientos sobre el manejo y la resolución de problemas adecuados de los motores.
- Controle los parámetros del motor: realice un seguimiento continuo de parámetros como la temperatura, la corriente y la velocidad para identificar anomalías.
Las fallas de los servomotores se pueden minimizar abordando los seis factores principales: sobrecalentamiento, problemas eléctricos, desgaste mecánico, contaminación, instalación incorrecta y problemas del sistema de transmisión. Ya sea que utilice servomotores de CA por su control preciso o servomotores de CC por su rentabilidad, las medidas proactivas y el mantenimiento regular son esenciales para un rendimiento óptimo y una larga vida útil. Como fabricante de servomotores de renombre, Gian Transmission garantiza el acceso a motores de alta calidad y asesoramiento experto, lo que mejora aún más la confiabilidad y minimiza el riesgo de fallas.