La corriente de rotor bloqueado (LRA) es la corriente que un motor eléctrico toma en el instante en que se energiza mientras el rotor está detenido, antes de que empiece a girar.
Es la corriente más alta que el motor verá en operación normal, típicamente de cinco a ocho veces los amperios a plena carga (FLA), y si esa corriente perdura demasiado tiempo, el aislamiento del devanado puede degradarse en segundos, no en minutos.
Cada vez que un motor arranca desde reposo, pasa brevemente por una condición de "rotor bloqueado", eléctricamente hablando, incluso si el eje está libre para girar. La LRA es la corriente consumida durante ese instante: rotor detenido, tensión completa aplicada, sin rotación aún. A veces se la llama corriente de arranque o corriente de irrupción.
Un fallo real de rotor bloqueado es diferente: el rotor está bloqueado mecánicamente (cojinete agarrotado, bomba atascada, cinta transportadora obstruida) y se mantiene en ese nivel de corriente indefinidamente en lugar de acelerarse a través de él en uno o dos segundos.
Un motor de inducción solo limita su propia corriente de una manera: con la fuerza contraelectromotriz (FEM) de retroceso, la tensión que el rotor giratorio induce de vuelta en los devanados del estator, la cual se opone a la tensión de alimentación y reduce la corriente conforme aumenta la velocidad.
En reposo no hay rotación, por lo que no existe FEM de retroceso.
El motor se comporta eléctricamente como un transformador con el secundario en cortocircuito: las únicas cosas que limitan la corriente son la resistencia de los devanados del estator y del rotor y la reactancia de fuga, ambas bajas por diseño para la eficiencia en funcionamiento.
Eso deja la impedancia del estator como la única restricción sobre la irrupción, por lo que la LRA suele situarse en 5 a 8 veces el FLA en arranques directos a la línea.
A medida que el rotor acelera, la FEM de retroceso se desarrolla y la corriente cae exponencialmente hasta estabilizarse en la corriente nominal (FLA) cerca de la velocidad síncrona. Para un análisis más profundo del mecanismo, vea cómo la fuerza contraelectromotriz rige la corriente del motor .
Las placas de características de los motores con una potencia de 1/2 HP y mayores llevan una letra de "Código" según NEMA MG-1 que indica kVA de rotor bloqueado por caballo de fuerza, sin requerir que busque una curva completa de corriente de arranque. Es una forma rápida de estimar la irrupción y dimensionar la protección y los transformadores aguas arriba.
| Letra de código | kVA de rotor bloqueado/HP |
|---|---|
| A | 0 a 3.15 |
| F | 5.0 a 5.6 |
| G | 5.6 a 6.3 |
| H | 6.3 a 7.1 |
| J | 7.1 a 8.0 |
| K | 8.0 a 9.0 |
| L | 9.0 a 10.0 |
| V | 22.4 y más |
Muchos motores de inducción de uso general NEMA se sitúan en algún punto del rango F a L, aunque la letra exacta cambia con el tamaño del motor: los motores más pequeños suelen correr hacia el extremo superior de esa banda y los más grandes hacia el extremo inferior.
Una letra más alta significa más kVA de rotor bloqueado por caballo de fuerza, lo que implica una mayor caída de tensión y un mayor impacto térmico en cada arranque.
El calentamiento de los devanados sigue I²R: la potencia disipada como calor escala con el cuadrado de la corriente, y la resistencia del rotor en reposo también se eleva por el efecto pelicular en las barras del rotor
la corriente se concentra en la parte externa de la barra a la frecuencia de línea y solo se distribuye de forma homogénea cuando la frecuencia de deslizamiento cae cerca de la velocidad de régimen.
Combine aproximadamente 6 veces la corriente normal con varias veces la resistencia efectiva normal y el calentamiento instantáneo en el rotor puede acercarse a dos órdenes de magnitud por encima del calentamiento a carga nominal. Un arranque normal disipa ese calor en uno o dos segundos a medida que el motor acelera.
Un arranque bloqueado o que acelera lentamente no lo hace, y las temperaturas del devanado y de las barras del rotor pueden superar los límites del aislamiento en unos pocos segundos o decenas de segundos bajos.
Esta es la misma curva de vida del aislamiento en juego en las clases de aislamiento de motores : cada clase define una temperatura máxima, y el calor por rotor bloqueado es la forma más rápida de excederla.
Dado que los fusibles retardados ordinarios y los disyuntores termo-magnéticos deben tolerar la irrupción normal de LRA sin disparos intempestivos, la protección de sobrecarga dedicada es la que realmente detecta un motor bloqueado antes de que se queme.
Un patrón repetido de larga duración de irrupción alta, aumento de temperatura del motor o vibración en el arranque suele ser la firma temprana de un problema mecánico en desarrollo, un cojinete que se está agarrotando, desalineación o una carga que se está atascando lentamente, mucho antes de que se convierta en un disparo por rotor bloqueado.
Eso es más fácil de detectar con las mismas técnicas usadas en el monitoreo de la salud del motor, incluyendo pruebas de resistencia de aislamiento y cribado de vibraciones frente a los límites de severidad de vibración ISO 10816-3 .
Fabrico lee la condición de la máquina y el OEE directamente desde la línea
la visión por computador detecta problemas mecánicos de lenta aparición que los sensores de corriente por sí solos pueden pasar por alto, y cuando se detecta un patrón de pérdida como arranques duros repetidos o un bloqueo, enruta automáticamente una orden de trabajo antes de que el motor sufra una falla por rotor bloqueado.
Está desarrollado en la UE con residencia de datos en la UE y certificado según ISO 27001, ISO 20000-1 e ISO 9001. Solicite una demostración de Fabrico .
Se miden de la misma manera (corriente a velocidad cero, tensión completa aplicada) pero se usan de forma diferente. "Corriente de arranque" o "irrupción" describe el pico de corriente normal y breve que todo motor toma durante el segundo o dos que tarda en acelerar.
"Rotor bloqueado" describe ese mismo nivel de corriente que persiste porque el rotor no está realmente girando, ya sea por una condición de falla o por la clasificación en la placa de características.
La mayoría de los motores de inducción de uso general en arranques directos a la línea consumen aproximadamente de 5 a 8 veces el FLA en el instante del arranque. El múltiplo exacto depende del diseño del motor (reflejado en la letra de código NEMA), la tensión de alimentación y el método de arranque.
Porque la FEM de retroceso solo existe una vez que el rotor está girando. A medida que la velocidad se acerca a la velocidad síncrona, la FEM inducida se opone a la tensión de alimentación y la corriente disminuye, estabilizándose en la corriente nominal (FLA) cerca de la velocidad de régimen. El reposo es la única condición en la que ese mecanismo de autolimitación aún no existe.
Compare el tiempo de arranque y la corriente reales con el tiempo de resistencia al rotor bloqueado del motor (a menudo indicado como tiempos de bloqueo "en caliente" y "en frío" en la hoja de datos) y asegúrese de que la clase de disparo del relé de sobrecarga sea más rápida que ese tiempo de resistencia.
Si un motor dispara intermitentemente al arrancar o tarda más en acelerar de lo que solía hacerlo, normalmente es un problema mecánico o de tensión de suministro en desarrollo, no un disparo molesto para el que haya que buscar una solución evasiva.
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