Un generador no tiene la rotación de fase correcta. La carga sí.
La rotación de fase del generador es el orden en que los tres voltajes de salida alcanzan sus valores máximos, y ese orden determina la dirección de giro de un motor trifásico. Si se invierten dos de los tres conductores, el motor gira en sentido contrario. Lo que convierte esto en una trampa, más que en un simple error, es que un motor invertido generalmente sigue funcionando, y una bomba invertida generalmente sigue bombeando.
Marta lo descubrió por las malas. Una bomba centrífuga recién instalada en una planta de tratamiento de agua movía agua, pero muy poca. El equipo de mantenimiento pasó tres semanas trabajando en el impulsor, la línea de succión y el filtro antes de que un electricista conectara un medidor de rotación al motor y descubriera que giraba al revés. Había estado así desde su puesta en marcha, con un caudal muy inferior al de diseño.
Este artículo explica qué es realmente la rotación de fase de un generador, por qué el generador en sí no tiene una configuración óptima y dónde se debe realizar la corrección. Al finalizar, sabrá cómo verificar la rotación antes de conectar una carga y cómo reparar una máquina con la rotación invertida sin tener que invertir el resto de la instalación.
Puntos Clave
- La secuencia de fases corresponde a la alimentación; la rotación corresponde a la carga. La confusión entre ambas es la causa de la mayoría de estas fallas.
- La lectura del medidor en los terminales del generador indica el orden de los terminales, no la secuencia de fases de su instalación.
- Una bomba centrífuga que funciona al revés sigue moviendo el fluido en la dirección normal, hasta aproximadamente el 30 % del caudal de diseño, por lo que la falla se oculta tras una bomba débil en lugar de una que se haya detenido.
- Repare un motor con polaridad invertida intercambiando dos cables en dicho motor. Corrija en el generador solo si todas las cargas en el sitio están invertidas.
- Compruebe la dirección con el equipo accionado desacoplado, comparándola con la flecha que aparece en la bomba o en la propia máquina.
Qué es la rotación de fases y qué no lo es.
Aquí se confunden dos ideas, y casi todas las fuentes sobre el tema lo mencionan antes de continuar.
El tratamiento estándar de la secuencia de fases comienza señalando que este es uno de los puntos más confusos en el trabajo eléctrico. La secuencia de fases es una propiedad de la fuente de alimentación. El sentido de giro es una propiedad de la carga. El cableado entre ambas es lo que las conecta.
Una fuente de alimentación trifásica tiene tres voltajes de la misma amplitud, separados por 120 grados. Alcanzan su pico en un orden determinado, y solo existen dos posibilidades. Las fases pueden alcanzar su pico en A, luego en B y luego en C, o en A, luego en C y luego en B. Este orden constituye la secuencia de fases, y está determinado por la forma en que se construye y conecta la fuente.
Un motor tiene un eje que gira en una dirección u otra. El sentido de giro depende de la secuencia de la alimentación eléctrica y de la disposición de sus bobinados. Si se intercambian dos de los tres conductores de alimentación, el campo magnético dentro del motor gira en sentido contrario. El eje gira en la misma dirección.
Por lo tanto, la pregunta "¿es correcta la rotación de fase de mi generador?" no tiene una respuesta por sí sola. Solo se convierte en una pregunta real cuando se especifica una carga y se pregunta en qué dirección debe girar dicha carga.
¿Por qué la rotación de fase del generador no tiene un ajuste correcto?
La secuencia de salida de un alternador se define durante su fabricación. Depende del orden en que se disponen los devanados del estator y del sentido de giro del rotor. Ningún ajuste en el panel de control la modifica, y la secuencia que genere el alternador no infringe ningún requisito del lugar de instalación.
La norma NEMA MG 1 describe la convención para un generador montado en un grupo electrógeno: giro en sentido antihorario visto desde el extremo opuesto al de accionamiento, con una secuencia de fases 1-3-2 para la rotación del eje en sentido antihorario. Esta es una descripción de la disposición común, no una norma que deba cumplirse en cada instalación.
Por eso, un medidor de rotación en los terminales del generador no proporciona toda la información que aparenta. Indica el orden de los tres conductores según el orden en que se conectaron las sondas. Si se mueven las sondas, la lectura cambia. Lo que el instrumento no puede indicar es si ese orden coincide con las necesidades de la carga, ya que esa información se encuentra en el otro extremo del cable.
El orden de salida es una medida, no un juicio. Interpretarlo como un veredicto es donde comienza la confusión. Para conocer la salida del equipo en su conjunto, incluyendo los valores de corriente y voltaje correspondientes, consulte nuestra guía del generador diésel trifásico.
¿Qué cargas se invierten y por qué siguen funcionando?
A algunas cargas no les importa en qué dirección giran. La iluminación, los calentadores resistivos y la mayoría de los equipos monofásicos no tienen ninguna dirección definida.
Los motores trifásicos son sensibles a los daños, especialmente cuando una dirección incorrecta provoca daños silenciosos en lugar de ruidosos. El momento de mayor riesgo es el arranque, cuando el motor comienza a accionar la carga en sentido contrario.
Una bomba centrífuga que funciona al revés sigue bombeando. Mueve el fluido en la dirección normal a través de la carcasa, pero a aproximadamente el 30 % de su caudal de diseño . La bomba parece débil en lugar de estar averiada, y esa es precisamente la razón por la que el problema tarda tanto en detectarse.
Una vez detectado el problema, el daño puede ser irreversible. En algunas bombas centrífugas, el impulsor está enroscado al eje. Si la bomba funciona en sentido inverso, puede desenroscarse, y un impulsor suelto golpea la carcasa. Este simple incidente puede destruir el impulsor, la carcasa, el cojinete de empuje y el sello mecánico.
Otras cargas no toleran en absoluto la rotación inversa, y el coste de equivocarse de dirección varía según la máquina:
| Carga | ¿Qué hace una dirección invertida? | Margen de error |
|---|---|---|
| Bomba centrífuga | Sigue moviendo el fluido en la dirección normal, aproximadamente al 30% del caudal de diseño; un impulsor roscado se puede desenroscar. | Baja y fácil de diagnosticar erróneamente. |
| Compresor scroll | Puede destruir los elementos de compresión. | Ninguna |
| Tornillo transportador | Transporta el producto hacia atrás a través del proceso. | Ninguno para el proceso |
| Bomba de desplazamiento positivo | Empuja el fluido contra el sistema del que fue construido para alimentarse. | Ninguna |
| Caja de engranajes o husillo de máquina | Dañado antes de que se detecte la dirección incorrecta. | Ninguna |
| Ventilador o torre de refrigeración | Mueve el aire hacia atrás, eliminando silenciosamente la refrigeración. | Bajo, pero acumulativo. |
El patrón es el que hay que seguir. Una carga invertida rara vez se manifiesta. Su rendimiento es inferior al esperado, y de este se culpa a todo menos al cableado. Si la máquina en cuestión es un motor que también se está dimensionando para su demanda de arranque, nuestra guía para arrancar un motor trifásico con un generador cubre ese aspecto.
Cómo comprobar la rotación de fase del generador antes de que funcione la carga.
La verificación es económica. Hacerla antes de que se ejecute la carga es lo que la mantiene económica. Cuatro pasos lo cubren:
- Desacople el equipo accionado. La dirección de giro se confirma con la máquina desconectada de su carga, ya que el objetivo de la comprobación es evitar precisamente el daño que causaría un arranque inverso. Dar un golpe a una bomba acoplada para ver hacia dónde gira anula el propósito de la verificación.
- Encuentra la flecha. La mayoría de las bombas, ventiladores y compresores llevan una flecha grabada o estampada en la carcasa o en la cubierta del ventilador que indica la dirección correcta. Debes conectar esa flecha, no el diagrama de cableado.
- Lea el suministro. Un medidor de rotación de fase, que también se vende como comprobador de secuencia de fase, indica el orden de los tres conductores en los terminales.
- Confirmar en el motor. Un comprobador de rotación indica en qué sentido girará el motor.
Ambos instrumentos responden a preguntas diferentes, por lo que conviene ser preciso con cada uno.
En la fuente de alimentación , conecte los tres cables, verifique que las tres luces indicadoras de fase estén encendidas y observe qué luz de rotación se enciende. Si el indicador se enciende en el lado incorrecto, significa que el orden está invertido con respecto a su referencia. El voltaje que está midiendo en esos terminales se explica en nuestra guía sobre el voltaje del generador trifásico.
En el motor , conecte los cables de un comprobador de rotación a los terminales del motor sin que haya tensión presente y gire el eje manualmente. El indicador mostrará la dirección de giro del motor.
Dos advertencias sobre los instrumentos en sí. Un comprobador de rotación sin contacto que detecta el campo del eje no funcionará en un motor alimentado por un variador de frecuencia, ya que la salida del variador no se comporta como una fuente de alimentación convencional. Además, su método de magnetismo residual se debilita en un motor que ha estado desconectado durante mucho tiempo, por lo que una lectura nula no demuestra nada en ningún sentido.
Donde corresponde la corrección
Esta es la parte que decide si se arregla una máquina o se estropea todo el sitio web.
Si una carga está funcionando al revés, intercambie dos cables en esa carga. Hágalo en la caja de terminales del motor. No cambia nada más, ya que la corrección permanece después de la rama que la alimenta.
Si todas las cargas trifásicas de la instalación funcionan al revés, la corrección debe realizarse en la fuente. Ese es el único caso en el que intercambiar dos conductores en la salida del generador es la solución adecuada.
Vasco descubrió la diferencia por las malas. Al intentar solucionar el problema de una cinta transportadora que giraba al revés en una planta de envasado, intercambió dos fases en la salida del generador. Todos los motores trifásicos de la planta se invirtieron a la vez, incluyendo el ventilador de una torre de refrigeración y dos bombas de proceso que habían estado funcionando correctamente. Una sola dirección incorrecta se convirtió en una avería generalizada en la planta, que se fue detectando turno tras turno a medida que cada máquina presentaba fallos.
De considerar la rotación como una propiedad de un emparejamiento, en lugar de una propiedad de una máquina, se derivan dos puntos más.
La rotación no se transmite con el equipo. Un conjunto de motor y bomba que funcionaba correctamente en un cuadro eléctrico puede girar en sentido contrario al trasladarse a otro, ya que los cuadros de distribución no siempre están sincronizados de forma consistente en toda la planta. Vuelva a comprobarlo después de cualquier traslado.
Dos fuentes, una carga. Si una máquina puede funcionar tanto con el generador como con la red eléctrica, compare la secuencia en un punto de carga común con los cables del medidor en el mismo orden para ambas. Ambas fuentes pueden registrar lecturas plausibles y aun así presentar secuencias opuestas a la carga.
El trabajo de conexión y terminales se incluye en nuestra guía de conexión eléctrica de grupos electrógenos , que abarca cómo se colocan y dimensionan los conductores.
¿No está seguro de en qué extremo de su instalación se encuentra la avería? Envíenos la lista de equipos accionados y le ayudaremos a localizarla →
¿Qué detecta automáticamente una secuencia errónea?
Un relé de secuencia de fases supervisa el orden de la alimentación y bloquea o desconecta el suministro cuando este es incorrecto. En una instalación donde un motor invertido resultaría costoso, este dispositivo cuesta una pequeña fracción del equipo que protege.
Este tipo de relé detecta la orden de suministro y bloquea el funcionamiento de la carga hasta que dicha orden sea correcta. El funcionamiento del controlador del generador para anunciar y configurar esta protección es un tema aparte, que se aborda en nuestra guía de funciones del panel de control del generador. Cabe destacar que el relé detecta la señal y el controlador la transmite.
Cuando ya hay un variador en el circuito, algunos variadores de frecuencia pueden invertir el campo giratorio mediante un parámetro, en lugar de intercambiar los conductores. Esto supone una ventaja para el motor que controla el variador, pero no sustituye la comprobación de la alimentación.
Una secuencia correcta tampoco sirve de nada si las fases están cargadas de forma desigual. Para saber qué efectos tiene una carga desequilibrada en un grupo electrógeno, consulte nuestra guía sobre el equilibrio de carga de generadores trifásicos.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la rotación de fase en un generador?
La rotación de fases, también llamada secuencia de fases del generador, es el orden en que los tres voltajes de salida del generador alcanzan sus valores máximos: A, luego B y luego C, o A, luego C y luego B. Este orden determina la dirección de giro de un motor trifásico. El generador en sí no tiene un orden correcto. El orden correcto es el que requieren sus cargas.
¿Importa la rotación de fase en un generador?
Lo que importa es la carga, no el aparato. Un generador produce su salida independientemente de la secuencia. La secuencia solo se convierte en un problema cuando se espera que un motor en el otro extremo del cable gire en una dirección específica, como ocurre con bombas, compresores, cintas transportadoras y ventiladores.
¿Cómo puedo arreglar un motor que gira al revés?
Aísle y bloquee la alimentación, verifique que no haya energía y, a continuación, intercambie dos de los tres cables del motor en la caja de bornes. No toque el conductor de tierra ni el de conexión equipotencial. Vuelva a comprobar la rotación antes de poner la máquina en funcionamiento. Corrija en el generador solo si todas las cargas trifásicas de la instalación están invertidas.
¿Puede una bomba funcionar al revés con la secuencia de fases incorrecta?
Sí, y de forma silenciosa. Una bomba centrífuga que gira en sentido inverso sigue moviendo el fluido en la dirección normal, hasta un 30 % de su caudal nominal. Parece una bomba débil o desgastada, en lugar de una que gira al revés, por lo que la avería suele diagnosticarse erróneamente durante semanas. En bombas con impulsor roscado, girar en sentido inverso también puede desenroscar el impulsor y destruir la bomba.
¿Se puede girar un generador en sentido contrario?
No. La secuencia de un alternador está determinada por la disposición del bobinado de su estator y el sentido de giro de su rotor. Lo que puede fallar es la relación entre esa salida y la dirección requerida por la carga, y esa relación viene establecida por el cableado entre el aparato y la máquina.
Conclusión
La rotación de fase del generador no es una configuración del aparato. Es la relación entre el orden de la alimentación y la dirección en la que debe girar la carga.
Tenga en cuenta tres cosas. La secuencia de fases corresponde a la alimentación y la rotación a la carga, y confundirlas es la raíz de la mayoría de estas fallas. Una carga invertida generalmente sigue funcionando, por lo que una bomba con bajo rendimiento merece una verificación de rotación antes de repararla. La corrección es local: intercambie dos cables en el motor defectuoso y acuda al generador solo cuando toda la instalación esté invertida.
Compruebe la flecha, desacople el equipo accionado y confirme la dirección antes de que la carga funcione por primera vez. Este hábito solo le llevará unos minutos y evitará una avería que tardaría semanas en detectarse.
Envíenos la lista de cargas y los detalles de conexión de su planta, y nuestros ingenieros le ayudarán a planificar el cambio y a verificar la rotación durante la puesta en marcha.
