La qualitat d'energia ha estat ignorada en molts casos pel personal de manteniment i, sens dubte, té una gran influència en la vida d'un motor.
L'estat actual de la tecnologia de mesura en equips elèctrics (tant analitzadors com fins i tot en els propis equips de protecció) ens ajuda implementant d'una manera senzilla equips de mesura de la qualitat de l'energia i permet poder realitzar un adequat manteniment preventiu en els nostres motors respecte a la mateixa.
Hi ha diversos factors involucrats en la qualitat d'energia; distorsió harmònica tant de voltatge com de corrent, pics de voltatge, desequilibris de voltatge i factor de potència són alguns d'aquests.
No obstant això, en relació amb els defectes en motors elèctrics ens concentrarem en dos d'aquests factors:
1.- Tensió desequilibrada.
Quan els voltatges de línia aplicats a un motor no estan equilibrats es desenvolupen corrents desbalancejades en els debanats de l'estàtor. A aquestes se les coneix com a corrents de seqüència negativa i redueixen el parell del motor. Es produeixen dos efectes importants: augmenta la temperatura en el debanat i augmenta la seva vibració. Un augment de la temperatura per sobre del seu valor permès provocaria danys a l'aïllament, i l'augment en els nivells de vibració provocaria en algun grau defectes mecànics. Amb desequilibris de voltatge presents, la potència de placa d'un motor ha de ser multiplicat per un factor de reducció. D'acord amb NEMA per exemple, cap motor ha de ser operat amb desequilibris de tensió majors a un 5%.
2.- Harmònics.
Amb la popularitat dels variadors per a motors es creen distorsions importants en la forma d'ona de voltatge. A aquestes se les coneix com a harmònics. El paràmetre més conegut és la distorsió harmònica total (THD, en anglès) en termes simples és el valor RMS del senyal respecte a la freqüència fonamental.
Els harmònics existeixen en tots els sistemes trifàsics i són generades per càrregues no-lineals com:
- Convertidors de potència electrònics: rectificadors i variadors de freqüència (VFD)
- Fluorescents
- Forns d'arc
- UPS
- etc.
Hi ha tres tipus d'harmònics:
- Seqüència positiva: Crea un camp magnètic en la direcció de rotació, per tant ajuda al parell del motor.
- Seqüència negativa: S'oposa a la rotació del motor i incrementa la demanda de corrent a una càrrega determinada.
- Seqüència zero: No produeix cap treball, però causa escalfament i retorna al transformador d'alimentació i el sobrecàrrega. Produeix per tant escalfament en el transformador.
El fenomen dels harmònics que més afecta en el cas dels motors elèctrics és l'excessiu calor que es produeix per les demandes de corrent anormals. Un motor dissenyat per consumir a plena càrrega 150A podria consumir 180 A. Si el THD és alt, aquest augment de corrent perfectament podria no ser tolerat pel motor i provocar danys severs a l'aïllament i possible col·lapse del mateix.
Hi ha un factor de reducció conegut com el factor de voltatge harmònic (HVF, en anglès), el qual s'utilitza per reduir la potència del motor en presència d'un THD alt. El THD per a sistemes operant a menys de 69KV hauria de ser no major a 5%. Es recomana també que cada harmònica de voltatge individual no excedeixi d'un 3%.
