No se porque. Pero tu sentencia es bastante corriente y no esta mal. El unico fallo que veo es en el SELECT que extraes todas las columnas cuando solo necesitas una. El where tambien se podria mejora algo, A ver que te parece esta:
Código PHP:
"SELECT fecha FROM medias WHERE media3 <'$alto' AND media3 >'$bajo' AND numplaca IN ('$mono', '$poli', '$cis') ORDER BY hora"
Saludos.