Por Gonzalo Gómez: Según la norma NEMA MG 1:2021 en su apartado 1.42, el factor de servicio se define como “un multiplicador que, cuando se aplica a la potencia nominal, indica una carga adicional que puede suministrarse en condiciones específicas”. En otras palabras, muestra cuánta más potencia puede administrar un motor respecto a su potencia nominal.
Ahora bien, ¿es recomendable que un motor administre esta potencia excedente por tiempo indefinido? La respuesta simplemente es NO. Cualquier aumento de carga mecánica en el eje debe ser satisfecho mediante un aumento de potencia eléctrica de entrada, que implica un aumento de corriente. Esta corriente ocasiona un incremento de potencia de pérdidas en los conductores de bobinados de estator y rotor, ocasionando un incremento de temperatura de operación. Dicho exceso de temperatura afectará negativamente dos elementos fundamentales del motor:
- El sistema de aislamiento, que por trabajar más cerca de su temperatura de clase verá reducida su vida útil, volviendo al aislante frágil mecánicamente y reduciendo sus propiedades dieléctricas.
- Los rodamientos, que verán afectado su lubricante por las altas temperaturas, además de que sufrirán una reducción de su huelgo interno por excesiva dilatación del eje donde asientan, debido a que el exceso de corriente circulante por la jaula de ardillas termina propagándose por conducción al núcleo ferromagnético del rotor y luego al eje.
Según la norma, los motores de factor de servicio 1,15 admiten un incremento de temperatura 10°C superior al de motores de factor de servicio 1 (por ejemplo, 135°C vs 125°C para bobinados clase H). Estos 10°C de diferencia de temperatura implican que el envejecimiento del sistema de aislamiento duplica su velocidad, reduciendo a la mitad o menos la vida útil del sistema de aislamiento.
Por lo tanto, debe tenerse en cuenta que un factor de servicio superior a 1 solamente indica que el motor es capaz de suministrar una potencia mecánica excedente sin afectar significativamente su eficiencia, factor de potencia y velocidad de rotación, PERO NO IMPLICA que dicho motor pueda funcionar indefinidamente a este régimen sin ver seriamente afectada su vida útil.
Las siguientes imágenes corresponden a un motor empleado en un compresor a tornillos, que trabajó por tiempos prolongados a un factor de servicio superior a 1. Un análisis arrojó que por una combinación de interferencia insuficiente en el clavado del eje en en núcleo ferromagnético del rotor y las temperaturas excesivas de funcionamiento, se produjo el desplazamiento en sentido axial del núcleo rotórico sobre el eje, dañando el bobinado (que se evidenciaba ya envejecido térmicamente) y las palas de ventilación del rotor, inyectadas en los cabezales de las jaulas de ardilla. Pudo verse además que la temperatura excesiva de operación produjo alteraciones en las zonas de soporte y asiento de rodamientos.
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