Motorreductor con baja potencia: ¿Causas eléctricas, de carga o del reductor?

Motorreductor con par insuficiente: ¿Causa eléctrica, de carga o del reductor?

¿Qué es un motorreductor con par insuficiente?

Un motorreductor con par insuficiente es una condición en la que el motor sigue funcionando pero no tiene suficiente fuerza para arrastrar la carga, la velocidad de salida disminuye, el arranque es difícil o se detiene fácilmente cuando aumenta la carga.

Este fallo suele aparecer en:

• Cintas transportadoras industriales.

• Agitadores y mezcladores.

• Transportadores de tornillo, alimentadores.

• Máquinas de envasado.

• Mecanismos de elevación.

• Líneas de transporte de materiales.

La causa no reside necesariamente en el motor. En muchos casos, el problema proviene de la fuente de alimentación, la configuración del variador de frecuencia, la carga mecánica o el reductor.

Por lo tanto, es necesario comprobar secuencialmente desde la parte eléctrica hasta la parte mecánica en lugar de sustituir el motor desde el principio.

Señales para identificar que un motorreductor tiene par insuficiente

Algunas señales comunes incluyen:

• El motor arranca más lento de lo normal.

• El eje de salida gira pero no puede arrastrar la carga.

• La velocidad disminuye notablemente al colocar material en la cinta transportadora.

• El motor emite un zumbido pero el eje no gira.

• La corriente aumenta significativamente al funcionar con carga.

• El motor o el reductor se calientan rápidamente.

• La cinta transportadora funciona a tirones, de forma irregular.

• El agitador se detiene cuando el material se vuelve más denso.

• El variador de frecuencia informa frecuentemente de sobrecorriente o sobrecarga.

• El reductor emite ruidos o vibraciones inusuales.

Si el motor gira normalmente sin carga pero pierde fuerza tras conectarse a la máquina, es muy probable que la causa resida en la carga mecánica, la potencia del motor o la relación de transmisión.

Causas del par insuficiente en el motorreductor debido a la fuente de alimentación y al variador de frecuencia

1. Tensión de alimentación baja o inestable

Una tensión baja reduce la capacidad de generar par del motor. El motor puede seguir girando pero la fuerza de arrastre disminuye notablemente, especialmente durante el arranque o cuando aumenta la carga.

Causas comunes:

• Caída de tensión en la red de la planta.

• Cables demasiado delgados o demasiado largos.

• Puntos de conexión sueltos, quemados u oxidados.

• Contactor con mal contacto.

• Fuente de alimentación no adecuada para la tensión del motor.

• Varios equipos de alta potencia arrancando al mismo tiempo.

Es necesario medir la tensión en la entrada del motor mientras la máquina está funcionando con carga, no solo cuando la máquina está parada.

Si la tensión cae drásticamente durante el arranque, es necesario comprobar la fuente de alimentación, la sección transversal del cable, las conexiones y el dispositivo de conmutación.

2. Pérdida de fase o desequilibrio de fase en el motor

En motores trifásicos, la pérdida de una fase o un desequilibrio de tensión entre fases puede hacer que el motor pierda fuerza, vibre, se caliente rápidamente y emita un zumbido.

Señales comunes:

• El motor tiene dificultades para arrancar.

• Gran diferencia de corriente entre las tres fases.

• El motor vibra y se calienta rápidamente.

• Zumbido inusual.

• El relé térmico se dispara frecuentemente.

• El dispositivo de protección indica pérdida de fase.

Es necesario comprobar:

• La tensión entre fases.

• La corriente de cada fase.

• Fusibles y contactores.

• Cables de alimentación y conexiones del motor.

• Resistencia de los devanados si se sospecha que el motor está dañado.

No se debe continuar con la operación si el motor pierde una fase, ya que el devanado podría quemarse en poco tiempo.

3. Conexión incorrecta en estrella-triángulo

Algunos motores permiten la conexión en estrella o triángulo según la tensión de alimentación y los parámetros de la placa de características (nameplate). Si la conexión es incorrecta, el motor puede seguir funcionando, pero no generará el par suficiente.

Por ejemplo, un motor con una placa de características que indica Δ 380 V / Y 660 V debe conectarse en triángulo cuando se utiliza una fuente de 380 V. Si se conecta en estrella con una fuente de 380 V, la tensión en cada devanado disminuye y el motor puede carecer de fuerza de tracción.

Al realizar la inspección, es necesario comparar:

• La tensión indicada en la placa de características.

• El esquema de conexión en la caja de bornes.

• La tensión de alimentación real.

• La configuración actual de conexión en estrella o triángulo.

No modifique la configuración de conexión sin haber leído correctamente la placa de características y el esquema del fabricante.

4. Parámetros del variador de frecuencia configurados incorrectamente

Si el motorreductor funciona a través de un variador de frecuencia (VFD), una configuración incorrecta de los parámetros puede hacer que el motor pierda fuerza, incluso si la parte mecánica está en buen estado.

Errores comunes:

• Configuración incorrecta de la potencia del motor.

• Configuración incorrecta de la corriente nominal.

• Configuración incorrecta de la velocidad nominal.

• Configuración incorrecta de la frecuencia base.

• Tiempo de aceleración demasiado corto.

• Límite de corriente o límite de par demasiado bajo.

• Selección de un modo V/F no adecuado para la carga.

• Falta de autotuning al utilizar control vectorial.

• Frecuencia de salida limitada a un valor bajo.

• Curva característica V/F inadecuada.

En el caso de cintas transportadoras, agitadores, tornillos sin fin o cargas pesadas, es necesario verificar el modo de control y la capacidad de generar par a baja velocidad.

El variador de frecuencia no puede compensar completamente un motor con potencia insuficiente o un reductor con una relación de transmisión mal seleccionada.

5. Daños en el devanado del motor o en el rotor

El motor puede girar con poca fuerza si el devanado presenta cortocircuitos entre espiras, si el aislamiento se ha degradado o si el rotor tiene problemas.

Signos comunes:

• Corriente desequilibrada entre las fases.

• El motor se calienta rápidamente incluso con carga ligera.

• Olor a quemado.

• Reducción inusual de la velocidad.

• Vibración del motor o zumbido excesivo.

• Diferencia en la resistencia del devanado entre fases.

En este caso, es necesario medir la resistencia del devanado, comprobar el aislamiento y evaluar el estado del motor con equipos especializados.

Causas de la baja potencia del motorreductor debido a la carga mecánica

6. Sobrecarga del motor o del reductor

La sobrecarga es una de las causas más comunes por las que un motorreductor no tiene suficiente fuerza.

Esta situación suele ocurrir cuando:

• La cinta transportadora lleva demasiada carga.

• El tornillo sin fin está lleno o el material está atascado.

• El agitador trabaja con materiales más densos de lo previsto en el diseño.

• El mecanismo de transmisión presenta una fricción excesiva.

• Se ha aumentado la capacidad de producción de la máquina pero se ha mantenido el motor original.

• El motor seleccionado es demasiado pequeño para la carga real.

Ante una sobrecarga, el motor suele presentar una corriente elevada, se calienta rápidamente y su velocidad disminuye al aplicar la carga.

Es necesario comparar la corriente de funcionamiento real con la corriente nominal indicada en la placa de características. Si la corriente supera constantemente el valor nominal, se debe revisar la carga, la potencia del motor y el par requerido.

7. Carga mecánica atascada o fricción excesiva

El motorreductor puede estar en perfectas condiciones pero girar con debilidad si el mecanismo de la máquina está atascado o si la fricción es excesiva.

Puntos que deben inspeccionarse:

• Rodamientos del eje de carga.

• Rodillos de la cinta transportadora.

• Cadenas, piñones y correas.

• Acoplamientos.

• Tornillos sin fin.

• Agitadores.

• Guías lineales y cojinetes de deslizamiento.

• Frenos mecánicos o frenos electromagnéticos.

• Material atascado en la máquina.

Si las condiciones técnicas lo permiten, es posible desacoplar el motorreductor de la carga y realizar una prueba en vacío.

Si el motor gira normalmente al retirar la carga, es necesario centrarse en la inspección de la parte mecánica de la máquina.

Antes de desmontar o inspeccionar, se debe desconectar la alimentación, bloquear la fuente de energía y asegurarse de que el mecanismo no pueda moverse de forma inesperada.

8. Potencia del motor mal seleccionada

El motor puede funcionar correctamente en vacío, pero no tener suficiente fuerza al aplicar la carga si la potencia seleccionada es demasiado baja.

Además de la potencia en kW, es necesario verificar:

• Par de arranque.

• Par de funcionamiento.

• Velocidad de salida.

• Factor de servicio.

• Número de arranques por hora.

• Tiempo de funcionamiento continuo.

• Cargas de impacto o cargas variables.

• Condiciones de temperatura y ventilación.

No se debe aumentar la potencia del motor sin considerar la capacidad de carga del reductor, los ejes, los acoplamientos y el mecanismo de la máquina.

9. Freno electromagnético que no libera completamente

En motores reductores con freno electromagnético, si el freno no se libera por completo, se generará una fuerza de resistencia constante, lo que hará que el motor gire con debilidad y se sobrecaliente rápidamente.

Las causas pueden incluir:

• Tensión incorrecta en la bobina del freno.

• Rectificador de freno defectuoso.

• Cableado incorrecto.

• Holgura del freno incorrecta.

• Discos de freno desgastados o atascados.

• Alimentación del freno no suministrada en el momento adecuado.

• Lógica de control entre el variador de frecuencia y el freno no sincronizada.

Los signos comunes son el sobrecalentamiento del motor, ruidos de fricción o una rotación pesada incluso con cargas ligeras.

10. Desalineación de ejes o acoplamientos

La desalineación aumenta la carga sobre los rodamientos, los ejes y los acoplamientos. El sistema puede vibrar, calentarse y consumir más potencia de lo normal.

Este fallo suele aparecer después de:

• Cambiar el motor o el reductor.

• Cambiar el acoplamiento.

• Trasladar la máquina.

• Aflojamiento de la base de montaje.

• Eje de carga doblado.

• Deformación del bastidor de la máquina.

Si el motor gira con debilidad y además vibra, es necesario comprobar la concentricidad de los ejes y la firmeza de la base de montaje.

Causas relacionadas con el reductor

11. Relación de transmisión incorrecta

La relación de transmisión afecta directamente a la velocidad y al par de salida.

Fórmula básica:

Relación de transmisión = Velocidad del motor / Velocidad de salida

Si la relación de transmisión es demasiado baja, la velocidad de salida será alta, pero el par podría ser insuficiente para arrastrar la carga.

Por ejemplo, si una cinta transportadora requiere baja velocidad y un par elevado, pero se selecciona un reductor con una relación de transmisión pequeña, el motor trabajará bajo mayor esfuerzo y será propenso a debilitarse al aumentar la carga.

Al seleccionar la relación de transmisión, es necesario determinar:

• Velocidad del motor.

• Velocidad de salida requerida.

• Potencia del motor.

• Par de carga.

• Factor de servicio.

• Frecuencia de arranque y parada.

No se debe seleccionar la relación de transmisión basándose únicamente en las RPM, ignorando el par y el factor de carga.

12. Falta de aceite o aceite inadecuado en el reductor

La falta de aceite aumenta la fricción entre los engranajes y los rodamientos. Un aceite demasiado viscoso, demasiado fluido, degradado o de un tipo incorrecto también puede reducir la eficiencia de la transmisión.

Es necesario comprobar:

• El nivel de aceite según la posición de montaje.

• El color y el olor del aceite.

• La presencia de partículas metálicas.

• El estado de las fugas de aceite.

• El tipo y la viscosidad del aceite.

• El tiempo de uso del aceite.

No se debe añadir arbitrariamente un tipo de aceite diferente al existente sin haber determinado su compatibilidad.

13. Rodamientos desgastados

Los rodamientos desgastados o con falta de lubricación aumentan la resistencia a la rotación, lo que obliga al motor a utilizar más potencia para arrastrar la carga.

Signos comunes:

• Presencia de chirridos o ruidos de fricción.

• Vibración intensa del reductor.

• Rotación irregular del eje.

• Aumento rápido de la temperatura.

• Holgura inusual en el eje de salida.

Es necesario comprobar los rodamientos y el estado de la lubricación antes de continuar con la operación.

14. Engranajes desgastados o astillados

Los engranajes desgastados, con holgura incorrecta o dientes astillados reducen la eficiencia de la transmisión y provocan ruidos fuertes.

Signos de identificación:

• Ruido de impacto cíclico.

• Ruido fuerte en el reductor.

• Partículas metálicas en el aceite.

• Velocidad de salida irregular.

• Vibración y sobrecalentamiento del reductor.

• Capacidad de carga reducida gradualmente.

En este caso, cambiar el aceite no suele resolver el problema. Es necesario inspeccionar los engranajes, el eje y la holgura interna del reductor.

15. Eje de salida con holgura o deformado

Un eje de salida con holgura, doblado o con desgaste en la zona de montaje del acoplamiento puede causar inestabilidad en el sistema de transmisión de potencia.

Es necesario comprobar:

• La holgura radial y axial.

• La superficie del eje.

• La chaveta y el chavetero.

• El acoplamiento.

• Los rodamientos de soporte del eje.

• La alineación con el eje de carga.

Si el eje está deformado o muy desgastado, se recomienda reparar o reemplazar el reductor por uno adecuado.

Cómo determinar si la debilidad del motor se debe a la electricidad, la carga o el reductor

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FAQ – Preguntas frecuentes

¿Por qué el motor gira pero no tiene suficiente fuerza?

Las causas pueden ser tensión baja, pérdida de fase, sobrecarga, potencia insuficiente del motor, relación de transmisión incorrecta, configuración errónea del variador de frecuencia o aumento de la fricción en el reductor.

¿Que un motor gire débilmente significa siempre que el bobinado está quemado?

No. Es necesario comprobar la fuente de alimentación, el variador de frecuencia, la carga mecánica y el reductor antes de concluir que el bobinado del motor está dañado.

¿Cómo saber si el motor está débil por la carga o por la electricidad?

Se puede medir la tensión, la corriente y realizar una prueba en vacío. Si el motor funciona normalmente sin carga pero pierde fuerza al conectar la carga, la causa suele estar en la carga, la potencia o la relación de transmisión.

¿La falta de aceite en el reductor hace que el motor pierda fuerza?

Sí. La falta de aceite aumenta la fricción, eleva la temperatura y reduce la eficiencia de la transmisión, obligando al motor a trabajar con mayor esfuerzo.

¿Si el freno electromagnético no se libera, el motor girará con debilidad?

Sí. Si el freno no se libera por completo, genera una resistencia constante, lo que hace que el motor gire con dificultad, se caliente rápidamente y no tenga suficiente fuerza para mover la carga.

¿Se puede aumentar la frecuencia del variador para que el motor tenga más fuerza?

No es recomendable. Aumentar la frecuencia incrementa principalmente la velocidad y puede reducir el par motor al superar la frecuencia nominal. Es necesario verificar primero la carga, la potencia y la relación de transmisión.