1. Paso de bobina: se cuentan los espacios, no las ranuras
El paso de bobina es la distancia, medida en ranuras del estator, entre los dos lados de una misma bobina. Si un lado entra en la ranura 1 y el otro sale en la ranura 7, el paso se escribe 1-7 y abarca 6 pasos de ranura. El error frecuente es contar ranuras en lugar de espacios, lo que da 7 en vez de 6.
El paso define cómo se reparte el flujo magnético en el entrehierro. Un paso distinto al de diseño cambia el factor de devanado, la corriente de vacío, el par y la temperatura de operación. Por eso, en un rebobinado se registra el paso, el número de espiras, el calibre y la conexión del devanado original antes de retirarlo, y sólo se modifica con un cálculo que lo justifique.
2. Velocidad síncrona y deslizamiento: por qué un motor de 4 polos no gira a 1800 rpm
La velocidad síncrona de un motor de inducción se calcula con Ns = 120 × f / P, donde f es la frecuencia de la red y P el número de polos. Es la velocidad del campo magnético giratorio, no la del rotor.
El rotor siempre gira un poco más lento. Esa diferencia es el deslizamiento: si el rotor alcanzara la velocidad del campo, no habría movimiento relativo, no se induciría corriente en las barras y el par sería cero. Un motor de 4 polos a 60 Hz tiene 1800 rpm síncronas y a plena carga gira cerca de 1780 rpm, un deslizamiento de alrededor de 1.1 %. La velocidad real de placa depende del diseño y de la carga.
- 2 polos a 60 Hz: 3600 rpm síncronas.
- 4 polos a 60 Hz: 1800 rpm síncronas.
- 6 polos a 60 Hz: 1200 rpm síncronas.
- 8 polos a 60 Hz: 900 rpm síncronas.
3. Megger vs prueba de surge: dos pruebas que ven fallas distintas
La prueba de resistencia de aislamiento con megóhmetro, interpretada según IEEE 43, aplica tensión de corriente directa entre el devanado y tierra. Evalúa el aislamiento a tierra: humedad, contaminación o degradación del sistema aislante respecto a la carcasa.
Una falla entre espiras de la misma bobina no tiene camino a tierra, así que no aparece en esa lectura: un motor puede marcar 500 MΩ y aun así fallar. Para detectarla se usa la prueba de surge o comparación de impulsos (IEEE 522), que aplica un pulso de alta tensión a cada fase y compara las formas de onda. Si las tres ondas se encuentran encimadas, el devanado está sano; si una se separa, hay un corto entre espiras. Un diagnóstico completo combina ambas pruebas.
4. La regla de los 10 °C: temperatura y vida del aislamiento
La regla de los 10 grados es una aproximación del envejecimiento térmico: por cada 10 °C que un devanado trabaja por encima del límite de su clase térmica, la vida esperada del aislamiento se reduce aproximadamente a la mitad. A 20 °C por encima queda en una cuarta parte. No es un valor exacto para cada diseño, pero describe bien por qué un motor caliente envejece mucho más rápido.
Las clases térmicas de aislamiento más comunes en motores industriales son B (130 °C), F (155 °C) y H (180 °C). Las causas más frecuentes del exceso de temperatura son la sobrecarga, la ventilación obstruida y el desbalance de voltaje entre fases, que eleva la temperatura del devanado de forma desproporcionada.
5. Estator quemado: el patrón del daño indica la causa
Antes de rebobinar un estator quemado conviene leer el patrón del daño, porque indica qué lo provocó y qué hay que corregir para que la falla no se repita.
- Sobrecarga: las tres fases se oscurecen de forma pareja, porque todas trabajaron con exceso de corriente.
- Falta de fase con conexión en estrella: se queman dos de las tres fases y la tercera queda sana.
- Pico de voltaje: daño puntual, normalmente en las primeras espiras cercanas a las terminales de una fase.
Cómo se usan estos conceptos en un diagnóstico de taller
En la práctica estos cinco conceptos se usan juntos. La velocidad medida contra la síncrona orienta sobre la carga del motor; la temperatura y el desbalance de voltaje explican el envejecimiento del aislamiento; el megger y la prueba de surge separan una falla a tierra de un corto entre espiras; el patrón del daño apunta a la causa raíz; y el paso de bobina, junto con el resto de los datos del devanado original, es lo que garantiza que el motor rebobinado conserve su desempeño.
TEMISA aplica estas pruebas y criterios en el rebobinado y la reparación de motores eléctricos de baja, media y alta tensión en su taller de Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco, desde 1954.