CONSIDERAÇÕES PARA REALIZAR O ENSAIO DE ROTOR BLOQUEADO

Visando a aplicação do ERB na detecção de defeitos em estatores de MIM, convencionou-se avaliar os resultados com base nos eventuais desvios observados em relação às respostas de conjugado e corrente de amostra de peças consideradas boas.

As leituras de conjugado e corrente obtidas do ERB são dependentes de diversos fatores, dentre eles: o projeto do MIM; variabilidade do processo de fabricação; montagem; características elétricas de alimentação, e meio ambiente. No entanto, com o intuito de aplicar o ERB para avaliar estatores, todos os demais elementos e parâmetros devem ser mantidos constantes, comuns a todos os ensaios, visando garantir padronização dos resultados. Dentre esses elementos, destacam-se:

 um rotor comum de teste, travado mecanicamente, para obter a resposta de todos os ensaios;

 posição relativa do rotor em relação ao estator constante;  tensão de alimentação e de fontes auxiliares constantes;

 frequência de alimentação constante;

 sensores e condicionadores comuns a todos os ensaios;  instrumentação para medição comum para todos os ensaios. As medições a serem registradas, para realizar a análise da resposta do ERB e verificar os efeitos do aquecimento dos enrolamentos, são as seguintes:

 medição de corrente alternada;  medição do conjugado;

 medição da temperatura ambiente próxima ao enrolamento antes e depois de cada ensaio;

 medição da resistência do enrolamento antes e depois do ensaio.

Como visto na seção 2.5.3 (p. 48), o conjugado de rotor bloqueado é proporcional ao produto de três fatores principais: seno do ângulo de deslocamento entre as correntes de BP e BA; produto das correntes de BP e BA; o número de espiras de BA [31]. Assim, a variação de algum desses poderá alterar a resposta do conjugado. 4.2.1 Possibilidades na detecção de defeitos

O ERB será utilizado tanto para a obtenção do “estator padrão” quanto para a avaliação de outros estatores produzidos. Em todos os casos, obter-se-ão as respostas de corrente e conjugado com rotor de teste, em bancada específica, pois o processo atual não permite conhecer quais pares de peças – estator e rotor – irão compor o motor, posteriormente.

O ERB atuaria de maneira complementar aos ensaios de rotina feitos nas linhas produtivas por meio de painéis de testes elétricos para estatores de motores de indução.

Troca de materiais de condutores e de núcleo, erros de conexão, inversão de giro e estatores trocados, além de defeitos no isolamento, como: curto-circuito entre espiras; curto entre espiras e núcleo (pacote); perfuração no isolamento; são irregularidades que poderiam ser detectados por meio da resposta do ERB, pois mudariam as propriedades indutivas e magnéticas do estator, alterando a corrente e o conjugado medidos em relação ao modelo padrão previamente obtido. Embora os ensaios empregados atualmente nas linhas de produção tenham como propósito detectar esses defeitos, o ajuste dos limites dos critérios de aceitação pode dificultar a correta indicação desses desvios [71] possibilitando erros de inspeção.

4.2.2 Dificuldades na detecção de defeitos

As variações no processo construtivo dos estatores dificultam a detecção de defeitos por meio dos ensaios tipicamente empregados. Tais variações, muitas vezes, acabam interferindo na avaliação do defeito, por demandarem a consideração de tolerância nos testes, a fim de evitar que estatores contendo apenas variações de processo não sejam confundidos com peças defeituosas [58]. Algumas destas variações de processo que podem produzir enganos na detecção de defeitos podem ser acarretadas por situações como:

 imperfeições no processo de trefilação dos condutores, que podem resultar em alteração da bitola dos mesmos [58];  desgaste das ferramentas do processo de estampagem que

pode resultar em alterações das dimensões físicas das chapas, variando o entreferro [68];

 mau funcionamento das bobinadeiras, que podem causar diferenças no número de espiras e em seus comprimentos;  variações nas dimensões das chapas do estator podem causar

diferenças na altura e comprimento do pacote de chapas [58];  variabilidade da composição das chapas de aço (ligas de ferro e carbono), e do processo de estampagem (temperatura, pressão e, ainda, manuseio das lâminas), podem ocasionar variações nas suas propriedades magnéticas (curvas de indução magnética B pela intensidade de campo magnético H: BxH) [68];

Até mesmo variações nos processos de grampeamento dos estatores podem acarretar alterações nas curvas BxH, que por sua vez causam aumento das perdas e alteração no campo coercitivo, interferindo nas avaliações de curto-circuito [58][69]. Porém, bobinas em curto-circuito podem alterar mais a permeabilidade da chapa do que as perdas do núcleo do estator [58].

Quanto às medições, conforme o trabalho de Scavenius [11], qualquer variação durante o ensaio tem um efeito mais evidente no ERB (quando a velocidade é zero), levando a desvios grandes nos valores calculados e medidos.

Outra dificuldade inerente ao ERB com um rotor de teste, é o acoplamento mecânico com o estator sob avaliação, pois divergências no alinhamento ou excentricidade, que mudam a geometria do entreferro, podem produzir respostas diferentes no conjugado. Como

visto, o conjugado no ERB vai depender da posição relativa do rotor em relação ao estator.

Para minimizar o risco de falsas decisões, frente aos defeitos e à variabilidade do processo, é importante garantir adequada caracterização prévia do padrão e verificar que é proveniente de amostra homogênea e representativa do processo. Entretanto, a medição de conjugado e corrente no ERB, tanto para a amostra que definirá o padrão de comparação como para avaliação de estatores, só e possível por meio do uso de uma bancada que suporte mecanicamente o rotor de teste e os estatores, e possibilite a medição das grandezas de interesse.

4.3 BANCADA PROTÓTIPO PARA ENSAIO DE ROTOR