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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

ÍNDICE

1 - PLACA DE IDENTIF ICAÇÃO ... ... ... 8

1.1 Interpretando a Placa de Identificação ...9

2 - ASPECTOS ELÉTRIC OS... ... ... 12

2.1 - Princípio de Funcionamento ...12

2.2 - Alimentação dos Motores ...12

2.3 - Variação de Tensão e Frequência ...13

2.4 - Tipos de Part ida de Motores Elétricos ...14

2.4.1 - Partida Direta: ...14

2.4.2 - Chave Estrela - Triângulo: ...15

2.4.3 - Partida com Chave Série - Paralelo: ...15

2.4.4 - Partida com Chave Compensadora (Aut o- Transformador): ...15

2.4.5 - Soft- Start (Partida Eletrônica): ...16

2.4.6 - Inversor de Frequência ...17

2.5 - Dispositivos de Proteção Térmica dos Motores Elétricos ...19

2.6 - Classes de Isolamento ...19 2.7 - Dispositivos de Proteção ...20 2.7.1 - Termostat os: ...20 2.7.2 - Termistores (PTC): ...20 2.7.3 - Termoresistência: ...20 2.7.4 - Protetores Térmicos ...21 2.7.5 - Resistência de Aquecimento: ...21

2.8 - Materiais Isolantes e cabos utilizados em Motores Weg...22

2.8.1 - Film es Isolantes ...22

2.8.2 -Espaguetes – Isoladores Tubulares ...22

2.8.3 - Verniz (Impregnação) ...22

2.8.4 - Cabos de Saída ...23

2.9 - Entrada em Serviço e Exames Preliminares: ...24

3 - MANUTENÇÃO ELÉTR ICA ... ... ... 25

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

3.1.1 - Medição da Resistênc ia de Isolamento ...25

3.1.2 - Medição do Índic e de Polarização ...26

3.1.3 - Medição d e Resistência Ôhmica: ...27

3.1.4 - Teste da Corrente em Vaz io ...28

3.1.5 - Teste de Tensão Apl icada ...29

3.1.6 - Loop Test ...29

3.1.7 - Teste Para Verificação de Rotor Falhado ...33

4. MANUTENÇÃO MECÂNI CA; ... ... ... 44

4.1. MANCAIS DE ROLAMENTO: ...44

4.1.1. Classificação dos Rolamentos: ...45

4.1.2. Vedações: ...46

4.1.3. Folgas Internas: ...47

4.1.4. Orientações para armazenamento de rolamentos: ...47

4.1.5. Desmontagem de Rolamentos: ...48

4.1.6. Montagem de Rolamentos: ...51

4.1.7 Anéis de Fixação do Rolamento ...55

4.1.8. Algumas dicas: ...57

4.2. LUBRIFICAÇÃO: ...58

4.2.1. Lubrificação com Graxa: ...58

4.2.2. Características da lubrificação com Graxa: ...58

4.2.3. Falhas na Lubrificação: ...59

4.3 Relubrificação de Rolamentos de Motores Elétricos: ...62

4.3.1. Motores sem Graxeira: ...62

4.3.2. Motores com Graxeira: ...62

4.4. VEDAÇÕES: ...63

4.4.1. Anel V’ring: ...63

4.4.2. Retentor: ...65

4.4.3. Labirinto Taconite: ...67

5. MANUTENÇÃO DE MOT ORES MONOFÁSICOS: ... ... 69

5.1.Centrífugo: ...69

5.1.1. Platinado: ...69

5.2. Chave Eletrônica: ...70

5.3. Ponte Retificadora: ...71

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7. TIPOS DE ACOPLAME NTO ... ... ... 74

7.1. Acoplamento Direto ...74

7.2. Acoplamento por Engrenagens ...74

8 - MÉTODOS DE MANUT ENÇÃO ... ... ... 76

8.1 – MANUTENÇÃO CORRETIVA ...76

8.2 – MANUTENÇÃO PREVENTIVA ...76

8.3 – MANUTENÇÃO PREDITIVA ...76

ANEXO III ... ... ... ... 77

PLANO DE MANUTENÇÃO – MOTOR DE INDUÇÃO T RIFÁSICO ... 77

ANEXO IV ... ... ... ... 79

ANEXO V ... ... ... ... 85

ANEXO VI ... ... ... ... 86

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

INTRODUÇÃO

A manutenção das máquinas elétricas girantes engloba dois aspectos Importantes, envolvendo parte elétrica e mecânica. O domínio destas duas áreas é necessário para a mantenibilidade do equipamento como um todo.

Entre os aspectos elétricos, serão abordados itens desde a correta interpretação, especificação e ligação do motor, bem como método s e técnicas para a recuperação de eventuais danos elétricos, fatores fundamentais para seu perfeito funcionamento e durabilidade.

Entretanto, muitas pessoas ligadas à manutenção de máquinas elétricas girantes pensam apenas em problemas elétricos. Sendo o motor elétrico um equipamento com partes móveis, estará sujeito a todo tipo de problema mecânico típicamente verificado nestas máquinas.

Para fins comparativos, enquanto os rolamentos de um carro médio de passeio efetuam cerca de 27 milhões de rotações durante 50.000 km, um motor elétrico de 1800 rpm (4pólos / 60 Hz) operando 24 horas por dia perfaz as mesm as 27 milh ões de rotações em apenas 10 dias e 9 horas de operação. Não é surpresa se a maioria dos problemas mecânicos nas máquinas elétric as girantes tiver origem nos rolamentos.

Em função da severidade da aplicação e necessidade de operação contínua, muitas vezez a manutenção básica é deixada em segundo plano. Fatores imprescindíveis para a operação do motor tais como relubrificação, alinhamento, dimensionamento e especificação, se mal elaborados, refletem negativam ente no desempenho da máquina. Como conseqüência ocorrem quebras e paradas inesperadas.

Com o propósito de contribuir com as áreas e técnicos de

manutenção, elaboramos esta apostil a de “ Instalação e Manutenção de

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percorrido de acordo com métodos e procedimentos adequados, possa trazer resultados satisfatórios sob o todos os aspectos de manutenção.

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

1 - PLACA DE IDENTIF ICAÇÃO

A placa de identificação contém as informações que determinam as características nominais e de desempenho dos motores, conforme Norma NBR 7094.

Placa e Identifi cação de Motor Trifásico

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1.1 Interpretando a Placa de Identificação

Para o motor trifásico :

~ 3 : se refere a característica de ser um motor trifásico de corrente

alternada

250 S/M : o número “250” se refere a carcaça do motor, e é a distância

em milímetros medida entre o meio do furo de centro do eixo e a base sobre a qual o motor está afixado; a notação “S e M” deriva do inglês Short = Curto e Medium = Médio, e se refere a distância entre os furos presentes nos pés do motor. Nos demais modelos pode existir também L de Large = Grande.

11/01 : está relacionada com mês e ano de fabricação do motor, neste

caso o motor foi fabricado em novembro de 2001.

AY53872 : esta codifi cação é o número de série do motor c omposto de 2

letras e cinco algarismos. Esta notação está presente na placa de identificação de todos os motores trifásicos e monofásicos, IP55 fabricados a partir de Janeiro de 1995.

60Hz : freqüência da rede de alimentação para o qual o motor foi

projetado.

CAT. N : categoria do motor, ou seja, características de conjugado em

relação a velocidade . Existe três categorias definidas em norma (NBR 7094), que são : CAT.N : se destinam ao acionamento de cargas normais como bombas, máquinas operatrizes e ven tiladores. CAT. H : Usados para cargas que exigem maior conjugado na partida, como peneiras britadores, etc. CAT.D : Usado em prensas excêntricas, elev adores, etc.

kW(HP-cv) 75 (100): indica o valor de potência em kW e em CV do motor.

1775 RPM : este val or é chamado de Rotação Nominal (rotações por

minu to) ou rotação a plena carga.

FS 1.00 : se refere a um fator que, aplicado a potência nominal, indica a

carga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor sob condições específi cas, ou seja, um a reserva de potência que dá ao motor

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uma capacidade de suportar melhor o funcionamento em condições desfavoráveis.

ISOL.F : indica o tipo de isolante que foi usado neste motor, e para esse

caso a sobrelevação da classe é de 80 K. São em número de três o s isolantes usados pela Weg : B (sobrelev ação de 80 K), F(sobrelev ação de 105K) e H(sobrelev ação de 125 K).

IP/IN 8.8 : é a relação entre a corrente de partida (IP) e a corrente no minal

(IN). Em outras palavras, podemos dizer que a corrente de partida eqüivale a 8.8 vezes a corrente nominal.

IP 55 : indica o índice de proteção conforme norma NBR -6146. O primeiro

algarismo se refere a proteção contra a entrada de corpos sólidos e o segundo algarismo contra a entrada de corpos líquidos no interior do motor. As tabelas indicando cada algarismo se encontra no Manual de Motores Elétricos da Weg Motores.

220/380/440 V : são as tensões de alimentação deste motor. Possui 12

cabos de saída e pode ser ligado em rede cuja tensão seja 220V (triângulo paralelo), 380V (estrela paralelo ) e 440V (triângulo série ). A indicação na placa de “Y” se refere na verdade a tensão de 760V, usada somente durante a partida estrela -triângulo cuja tens ão da rede é 440V.

245/142/123 A : estes são os valores de corrente referentes

respectivam ente às tensões de 220/380/440V.

REG. S1 : se refere ao regime de serviço a que o motor será submetido.

Para este caso a carga deverá ser constante e o funcionamento contínuo.

Max.amb.: é o valor máximo de temperatura ambiente para o qual o

motor foi projetado. Quando este valor não está expresso na placa de identific ação devemos entender que este valor é de 40ºC.

ALT. : indica o valor máximo de altitude para o qual o motor foi projetado.

Quando este valor não estiv er expresso na placa de identificação devemos entender que este valor é de 1000 metros.

Ao lado dos dados citados acima, temos os esquemas de ligação possíveis na rede de alimentação.

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Logo abaixo dos dados, podemos ver a indicação dos rolamentos que devem ser usados no mancal diante iro, traseiro e sua folga. Para este caso temos os rolamentos 6314 -C3. Temos indicado também o tipo e a quantidade de graxa (gramas) a ser usada, e o período em horas que deve ser feita a relubrifi cação.

Ao lado temos a indicação do peso aproximado em Ki logramas deste motor (462 Kg).

REND.% = 92,5% : indica o valor de rendimento. Seu valor é influenciado

pela parcela de energia elétrica transformada em energia mecânica. O rendim ento varia com a carga a que o m otor está submetido.

COS ϕ = 0.87 : indica o valor de fator de potência do motor, ou seja, a

relação entre a potência ativa (kW) e a potência aparente(kVA). O motor elétrico absorve energia ativa (que produz potência útil) e energia reativa (necessária para a magnetização do bobinado).

00022 = Indica o item do motor que foi programado na fábrica.

Para o motor monofásico não temos número de série como identificação, somente o item do motor na placa/etiqueta. Uma característica a ser observada na placa do motor monofásico é o valor do capacito r (quando utilizar). No exemplo tem os 1 x 216 a 259 µF em 110V.

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2 - ASPECTOS E LÉTRICOS

2.1 - PRINCÍPIO D E FUNCIONAMENTO Motores Elétricos

O motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em energia mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da utilização da energia elétrica – baixo custo, facilidade de transporte, lim peza e simplici dade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptaçã o às cargas dos mais diversos tipos e mel hores rendimentos.

Motores monofásicos : o enrolamento é constituído de pares de pólos

(polo “norte” e polo “sul”) cujos efeitos se somam.. A corrente que percorre o enrolamento cria um campo magnético. O fluxo ma gnético atravessa o rotor entre os dois “pólos” e se fecha através do núcleo do estator. Como a corrente é alternada, então o pólo hora é positivo, hora é negativo – logo o rotor “tentará” acompanhar o campo girante do estator. Daí deriva o nome de motor de indução.

Motores trifásicos : o enrolamento trifásico é similar ao monofásico citado

acim a, com a diferença de que agora existem três fases distribuídas simetricam ente, ou seja, defasadas entre si de 120º. Se este enrolamento é alimentado por um sistem a trifásico cada corrente I1,I2 e I3 criarão do mesmo modo os cam pos magnéticos H1,H2 e H3. Estes campos estão espaçados entre si de 120º.

2.2 - ALIMENTAÇÃO DO S MOTORES

É muito importante que se observe a correta alimentação da rede de energia elétrica . A seleção dos condutores, sejam os dos circuitos de alimentação dos motores, sejam dos circuitos terminais ou de distribuição, deve ser baseada na corrente nominal dos m otores, conforme ABNT-NBR 5410.

Os motores trifásicos Weg são disponíveis nas tensõe s:

220/380/440 V e 760 V somente para partida

ou

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380/660 V

Monofásicos em:

110/220 V ou 220/440 V

*

Outras tensões são possíveis, com prévia consulta a

fábrica.

2.3 - VARIAÇÃO DE TENSÃO E FREQUÊNCIA

Gráfico de Variação de Tensão e Freqüência Confo rme Norma NBR 7094

As variações de tensão e freqüência foram divididas em duas zonas :

Zona A : O motor deve ser capaz de desempenhar sua função principal continuamente, mas pode não atender completamente suas características de desempenho à tensão e freqüência nominais, apresentando alguns desvios. As elevações de temperatura podem ser superiores aquelas à tensão e freqüências nominais.

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• Zona B : O motor deve ser capaz de desempenhar sua função principal,

mas pode apresent ar desvios superiores aqueles da Zona A, no que se refere as características de desempenho à tensão e freqüência nominais. As elevações de temperatura podem ser superiores às verificadas com tensão e freqüência nominais e m uito provavelm ente superiores aquelas da zona A.

O funcionamento prolongado na periferi a da Zona B não é recomendado

2.4 - TIPOS DE PARTI DA DE MOTORES ELÉTRI COS

Vários são os métodos utilizados hoje para se partir o mo tor elétrico, para tanto citaremos aqui os mais utilizados :

2.4.1 - Partida Direta:

Sempre que possível a partida de um motor elétrico trifásico de gaiola deverá ser direta, por meio de contatores. Deve -se ter em conta que para um determin ado motor, as curvas de conjugado e corrente são fixas, independente da carga, para uma tensão constante.

No caso em que a corrente de partida do motor é elevada pode ocorrer as seguintes conseqüências :

1º) Elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede. Em função disso, provoca interferência em equipamentos instalados no sistema.

2º) O sistema de proteção (cabos, contatores) deverá ser superdimensi onado, ocasionando custo elevado.

3º) A imposição das concessionárias de energia elétrica que limitam a queda de tensão da rede.

Caso a partida direta não seja possível devido aos problemas citados acima, pode ser usado um sistema de partida indireta, visando reduzir a corrente de partida.

Nota : A NBR 5410, item 6.5.3.2, pg 93 cita que para partida direta de motores com potência acim a de 3,7 kW(5CV), em instalações alimentadas por rede de distribuição públic a em baixa tensão, deve ser consultada a concessionária local.

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2.4.2 - Chave Estrela - Triân gulo:

É fundamental para este tipo de partida que o motor ten ha a possibili dade de ligação em dupla tensão, ou seja, 220/380V, 380/660V ou 440/760V. Os motores deverão ter no mí nimo seis bornes de ligação.

Deve-se ter em mente que o motor deverá partir a vazio. A partida estrela - triângulo poderá ser usada quando a curva de conjugado do motor é sufici entemente elevada para poder garantir a ace ler ação da máquina com a corrente reduzida. Na ligação estrela a corrente fica reduzida para 25% a 33% da corrente de partida na ligação triângulo. Também a curva de conjugado é reduzida na mesma proporção. Por esse motivo, sempre que for necessári o uma partida com chave estrela - triângulo, deverá ser usado um motor com curva de conjugado elevado. Os motores Weg têm alto conjugado máximo e de partida, sendo portanto ideais para a maioria dos casos, para uma partida estrela - triângulo.

O conjugado resistente da carga não pode ultrapassar o conjugado de partida do motor, e nem a corrente no instante da mudança para triângulo poderá ser de valor inaceitável. Existem casos em que este sistema de partida não pode ser usado, como no caso em que o conjugado

resistente é muito alto. Se a partida é em estrela, o motor acelera a carga até aproximadamente 85% da rotação nominal. Neste ponto a chave deverá ser ligada em triângulo. Neste caso, a corrente que era aproxim adamente a nom inal, salta

repentinamente, o que não é nenhuma vantagem, uma vez que a intenção é justamente a redução da corrente de partida.

2.4.3 - Partida com Chave Série - Paralelo:

Para a partida com chave série -paralelo é necessário que o motor seja religável para duas tensões, a menor delas igual a da rede e a outra duas vezes maior. Este tipo de ligação exige nove terminais do motor e a tensão nomi nal mais comum é 220/440V, ou seja, durante a partida o motor é lig ado na configuração série até atingir sua rotação nominal e, então, faz-se a comutação para a configuração paralelo.

2.4.4 - Partida com Chave Compensadora (Auto - Transforma dor):

A chave compensadora pode ser usada para a partida de motores sob carga. Ela reduz a corrente de partida, evitando assim uma

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sobrecarga no circuito, deixando porém, o motor com conjugado sufici ente para a partida e aceleração. A tensão na chave compensadora é reduzida através de auto -transformador que possui normalmente os taps de 50%, 65% e 80% da tensão nominal. As chaves compensadora quando saem da Weg, estão ajustadas em 15 s.

2.4.5 - Soft- Start (Partida Eletrônica):

O avanço da eletrônica permiti u a criação da chave de partida a estado sóli do, a qual consiste de um conju nto de pares de tiristores(SCR - Silicon Controlled Rectifier ) (ou combinações de tiristores/diodos), um em cada borne de potênci a do motor.

O ângulo de disparo de cada par de tiristores é controlado eletrônicamente para apli car uma tensão variável aos term inais do motor durante a aceleração. No final do período de part ida, ajustável tipicamente entre 2 e 30 segundos, a tensão atinge seu valor pleno após uma aceleração suave ou uma rampa ascendente, ao invés de ser submetido a incrementos ou saltos repentino s. Com isso, consegue-se manter a corrente de partida (na linha) próxim a da nomi nal e com suave variação.

Além da vantagem do controle da tensão (corrente) durante a partida, a chave eletrônica apresenta também, a vantagem de não possuir partes móveis ou que gerem arcos, como nas chaves mecânicas.

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

2.4.6 - I nversor de Frequência

Do mesmo modo que a evolução da eletrônica possibilitou a criação da Soft Start, onde controlamos a tensão aplicada ao motor na partida, proporcionou também a possibilidade de controle da frequência e consequente variação de velocidade do motor, sendo esta sua principal função.

Os inversores promovem uma conversão indireta de frequência, ou seja, a corrente alternada é retificada para corrente contínu a(CA-CC). A partir da retifi cação, controlada ou não, a tensão contínua é chaveada para obter um trem de pulsos que alimenta o motor. Devido à natureza indutiva do motor, a corrente que circula tem um aspecto de corrente alternada. Em resumo, os inversores convertem CA em CC e novame nte em CA.

Características Operacionais

A tensão apli cada na bobina de um estator é dada por : E1 = 4,44 . f1 . N1 . Φ

Portanto, o fluxo no entreferro é diretamente proporcional à relação entre tensão e freq uência, como m ostra a equação :

Φ = E1 / f1

Onde :

E1 = Tensão aplicada na bobina do estator (V)

f1 = Frequência da tensão estatórica (Hz)

N1 = Número de espiras no estator

Φ = Fluxo de magnetizaçãp (Wb)

Para um desempenho adequado do motor de indução, especialm ente com respeito ao conjugado desenvolvi do, o fluxo no entreferro deve ser mantido o mais constante possível. Assim ao variar a frequência, a tensão aplicada também deve variar para manter o fluxo magnético constante.

Os inversores devem manter uma relação linear entre tensão e frequencia até o ponto de tensão e frequência nominais, como mostra a figura abaixo. Para frequências m ais altas que a nominal, não é possível

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

continuar aumentando a tensão proporcionalm ente, por limi tação da prórpia fonte, o que implica num enfraquecimento do fluxo e, por consequência, do conjugado. Ness a região a potência tende a se manter constante.

A potência mecânica desenvolvida pelo motor é dada pelo produto do conjugado pela rotação. Assim a potência varia proporcionalmente com afrequência, conforme figura abaixo:

Pelas figuras acima, podem os notar que a potênci a de saída do inversor de frequência cresce linearmente até a frequência base e permanece constante acima desta. Na outrta figura mostra o comportamentodo do torque em função da velocidad e para o motor de indução. Com a variação da frequência obtém -se um deslocamento paralel o da curv a de torque x velocidade em relação à c urva característi ca para a frequênci a base

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

2.5 - DISPOSITIVOS D E PROTEÇÃO TÉRMICA D OS MOTORES ELÉTRICOS

Os motores utilizados em regime contínuo devem ser protegidos contra sobrecargas por um dispositivo integrante do motor, ou um dispositivo de proteção independente, geralmente relé térmico com corrente nominal, ou preferencialemente ajustada em função da corrente de trabalho do motor

A proteção térmica é efetuada por meio de termoresitências(Resistência Calibrada), Termistores, Termostatos ou Protetores Térmi cos. Os tipos de detetores a serem utilizados são determinados em função da classe de temperatura do isolamen to empregado, de cada tipo de máquiina ou exigência do cliente.

A seguir veremos as Classes Térmicas e os Dispositivos de Proteção Utilizados pela Weg.

2.6 - CLASSES DE ISO LAMENTO

As classes de isolamento utilizadas em máquinas elétricas, e os respectivos limites de temperatura são descritos conforme NBR -7094, e ilustrados abaixo.

Em motores normais são utilizados as classes B e F. Para motores especiais utiliza-se classe H

A

(105º)

E

(120º)

B

(130º)

F

(155º)

H

(180º)

(20)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

2.7 - DISPOSITIVOS D E PROTEÇÃO

2.7.1 - Term ostatos:

Características Aplicação Instalação

Bimetálicos Na cabeça de bobina do lado

oposto a ventilação

Baixo Custo Nos Mancais

Sensível a Temperatura e Corrente

Ligado na Bobina do Contator

Tempo de Resposta Alto

Sinalizador para alarme e/ou

Desligamento Pode ser ligado em Série ou Indi vidual

2.7.2 - Termistores (PTC):

Material Semicondutor pode ser:

• PTC – Coeficiente de Temperatura Positivo

• NTC – Coeficiente de temperatura N egati vo

Características Aplicação Instalação

Baixo custo

Pequena dimensão

Dentro da cabeça de bobina no lado oposto a ventilação

Sem contatos móveis Elemento frágil

Necessidade relé para comando e atuação

Sinalizador para alarme e/ou Desligamento

Pode ser ligado em série ou individual

2.7. 3 - Termoresistência:

• Resistências Calibradas

• Pt 100, Ni 100, Cu 100.

Características Aplicação Instalação

Tempo de resposta curto ≤ 5s

Monitorar a temperatura dos mancais e dos

Na cabeça de bobina e nos mancais

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Moni toramento da

temperatura

Alto grau de precisão Vários níveis de sinali zação e comando possíveis, dependendo do circuito controlador

Alto custo dos elementos sensores

enrolamentos

2.7.4 - Protetor es Térmicos

Característica Aplicação Instalação

Bimetálico

Base do platinado Pode ser do tipo manual ou

automático

Sensível a temperatura e corrente

Caixa de ligação Mais usado em m otores

monofásicos

Sempre inserido em série com os enrolamentos

Proteção do motor

Carcaça

2.7.5 - Resistência de Aquecimento:

Características Aplicação Instalação

Potência determinada por carcaça Nas cabeças de bobina Frágil Tensão de alimentação em 110, 220 e 440V Reduzir a umidade no interior dos motores

Pode ser inserido antes ou após a im pregnação

Cuidados:

• Manuseio: devido a f ragili dade das conexões e cabos;

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

2.8 - MATERIAIS ISOL ANTES E CABOS UTILIZ ADOS EM MOTORES WEG

2.8.1 - Filmes Isolantes

São determinados de acordo coma a classe térmi ca do Motor

Classe Térmica Espessura (mm)* Material Base Nome do Filme

Classe B (130°C) 0,125 - 0,19 - 0,25 - 0,35 Poliester Melinex Classe F (155°C) 0,22 e 0,30

Poliester isolado com “Dacron”(Fibr a de poliester + Resina acríli ca ) Thernomid Polivolterm Wetherm DMD Classe H 0,18 e 0,25 Poliamida Aromática Nomex

* Conforme carcaça e projeto

2.8.2 -Espaguetes – Isoladores Tubulares

Classe Térmica Material base Nome do Espaguete

F (155°C) Poliester + resina acrílica Tramacril / Tramar H (180°C) Fiberglass + borracha de silicone Trançasil-B / Tramar 2.8.3 - Verniz (Impregnação)

Classe Térmica Aplicação Material Base Nome do verniz

B (130°C) Impregnação de estatores da

fábrica II (Motores Nema) Poliester Lacktherm 1310 F (155°C)

Impregnação de estatores das fábricas I(carcac a 63 a 100), III(225 a 355) e IV(11 2 a 200)

Poliester Lacktherm 1314 H (180°C) Impregnação de estatores

especi ais Epóxi Royal E524 Royal E524 H (180°C)

Impregnação de estatores da fábrica III (carcaça 225 a 315S/M)

Resina – Poliéster Irrídico Insaturado

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

2.8.4 - Cabos de Saída

Classe Térmica Bitolas Especificação

da Isolação Nome do Cabo Fornecedor

LM – 130 Cofibam B (130° C) 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95, 120 Cabo isolado em borracha sintética a base de Etileno Propileno (EPR),

para 600V, cor preta LME 130C Pirelli F(155° C) 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95, 120 Cabo isolado em borracha de silicone, para 600V, cor cinza Cofistrong Cofiban H(180° C) 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95, 120 Cabo isolado em borracha de silicone, para 600V, cor azul Cofisil Cofiban H(180° C) 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95

Cabo isolado com dupla camada de borracha de silicone vulcanizada, para 3000V, com isolação em cor branca e cober tura em cor amarela

(24)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

2.9 - ENTRADA EM SER VIÇO E EXAMES PRELIM INARES:

Antes de ser dada a partida inici al em um motor elétrico é necessário :

1 Verificar se o mesmo poderá rodar livrem ente, removendo-se todos os dispositiv os de bloqueio e calços utilizados no transporte;

2 Certificar-se de que a tensão e a freqüência estão de acordo com o indicado na placa de identificação.

3

Observar se as ligações estão de acordo com o esquema de ligação impresso na placa de identific ação, e verificar se todos os parafusos e porcas dos terminais estão devidamente apertados

4 Acionar o motor desacoplado para verificar se está girando livrem ente e no sentido desejado

5 Verificar se o motor está corretamente fixado e se os elementos de acoplamento estão corretamente montados e alinhados;

6

Verificar se o motor está devidamente aterrado. Desde que não haja especificações exigindo montagem isolada do motor, será necessário aterrá -lo, obedecendo às normas vigentes para ligação de máquinas elétric as à terra 7 Para o aterram ento do motor deverá ser usado o parafuso exis tente na caixa de

ligação ou no pé da carcaça 8

Verifi car se os cabos de ligaç ão à rede, bem como as fiações dos controles e proteções contra sobrecarga estão de acordo com as normas técnicas da ABNT

9 Se o motor estiver estocado em local úmido, ou estiver parado por muito tempo, medir a resistência de isolam ento

10 Para inverter a rotação do motor trifásico, basta inverter as ligações à rede de duas das fases d e alime ntação

11 Os motores que possuem uma seta na carcaça assinalando o sentido de rotação deverão girar somente na direção indicada.

(25)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

3 - MANUTENÇÃO E LÉTRICA

Tão importante quanto a correta instalação dos motores é a sua manutenção.

Neste capít ulo, iremos descrever os principais testes que normalmente são realizados para avaliação elétrica dos motores.

3.1 - PRINCIPAIS ENS AIOS ELÉTRICOS

3.1.1 - Medição da Resistência de Isolamento

Finalidade : Verificar a condição do isolamento, e quando des eja-se

um resultado quantitativo e o seu registo.

Procedimento : Para efetuar estas medições se faz necessário o uso

de um Megôhmetro, cujo fundo de escala deve ser no mínimo 500V.

Deve-se juntar todos os terminais da máquina e conectar no terminal positivo (+) do aparelho, e o terminal negativo ( - ) na carcaça do motor. Aplicar a tensão de ensaio durante 1 minuto e efetuar a medição da resistência de isol amento.

Importante :

Registros periódicos são úteis para concluir se a máquina está ou não apta a o perar.

Na tabela abaixo temos os dados que estabelecem os valores limites de resistência de isolamento. Deve se garantir que a máquina esteja seca e limpa (no caso da permanência prolongada em estoque ou desuso). Estes valores não são válidos para máqui nas de potência menor que 1hp ou 1kW. Valor Limite (M Ω ) Avaliação do Isolamento --- 2 Perigoso 2 50 Ruim 50 100 Insatisfatório 100 500 BOM *

(26)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

500 1000 Muito Bom

Acima de 1000 Excelente

*Conceito mínimo para aceitação da máquina.

3.1.2 - Medição do Índice de Polarização

Finalidade : Verificar as condições da resistência de isolamento,

medindo a isolação do enrolame nto em relação a massa metálica do motor.

O motor estando limpo e em boas condições o IP é alto, o motor com s ujeira, umidade e/ou graxa na bobinagem, o valor do IP é baixo (Conforme tabel a)

Procedimento : Para efetuar esta medição é necessário o uso de um

Megôhmetro. Aplic amos tensão contínua do Megôh metro (2,5KV, ou de acordo com a capacidade do aparelho), e após 1 m inuto anotamos o valor da resistência, continuamos com a medição após 10 minutos, anotando o novo valor.

O Índice de Polarização é dado pela fórmula :

IP = R(10`) R(1`)

Valor Limite

Maior ou igual Menor Avaliação do Isolamento

1

PERIGOSO

1,0 1,5 Ruim 1,5 2,0 Insatisfatório 2,0 3,0 Bom ** 3,0 4,0 Muito bom 4 Excelente

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

3.1.3 - Medição de Resistência Ôhmica:

Finalidade : Ve rifi car se o valor da Resistênci a está equilibrada e/ou de

acordo com a especificação de fábrica

Procedimentos: É necessário ter em mãos um Multiteste ou Ponte Kelvin

ou Ponte de Wheatstone;

Deve-se m edir as resistências de fase, e v erificar o equilíbrio; Esta medição deve ser feita antes da impregnação;

O desequilíbrio de resistências não deve ser superior a 5%, conforme equação abaixo :

Resistência maior - 1 ( X 100) ≤ 5% Resistência menor

Exemplo:

Fase1: 0,125Ω Fase2: 0,130Ω Fase3: 0,120Ω Temos : DR = 0,130 – 1 (x100) 0,120 DR = (1,0833 – 1) x 100 = 8,33%

Neste caso temos um valor maior que o limite estabelecido, e o motor deve estar com erro na bobinagem.

(28)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

3.1.4 - Teste da Corrente em Vazio

Finalidade : Verificar a relação de corrente entre as fases e seu

equilíbrio.

Procedimentos : Deve-se ligar o motor em vazio na sua tensão e

freqüência nominais, para isso é necessário um painel de teste ou fonte de alimentação; e verificar o equilíbrio das correntes, conforme equação abaixo:

DI = ( DMD / MTF ) x 100

Onde :

DI = Desequilíbrio de corrente

DMD = Maior desvio de corrente de fase em relação a média das três

fases

MTF = Média das três fases

Causas:

O desequilíbrio de correntes pode ser ocasionado em função do desbalanceamento da rede de alimentação, ou da bobinagem incorreta.

Limites:

Para motores IV, VI e VIII pólos, este desequilíbrio não deve exceder ao limite de 10% (DI ≤ 10%);

Para motores II pólos, o desequilíbrio máximo admissível é de 20% (DI ≤ 20%).

Exemplo :

Motor trifásico 10CV, IV pólos, 220/380V

I1 = 15 A I2 = 12 A I3 = 11 A

MTF (média das correntes das três fa ses) = (I1 + I2 + I3) / 3 = (15 + 12+ 11) / 3

(29)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

DMD = I1 – MTF = 15-12,6 = 2,4 A

DI = ( 2,4 / 12,6 ) X 100 = 19% → o motor ou a rede de alimentação está

com problema !

3.1.5 - Teste de Tensão Aplicada

Finalidade : Verificar falha no is olamento do motor,e se há fuga de

corrente para a massa.

Procedimentos: Deve-se ter um transformador monofásico (3KV) ou

HI – POT; Juntar os terminais do motor e conectar um terminal do equipame nto aos cabos do motor e o outro à carcaça; Ajustar gradativame nte a tensão de teste num i ntervalo de 60 segundos (1000V + 2 x tensão nominal do motor) e deixar aplicada por mais 60 segundos; A falha no isolamento será detectada se houver fuga de corrente para a carcaça (choque). O defeito será detectado atravé s da deflexão do ponteiro do voltímetro;

Este ensaio também tem o objetivo de avaliar a condição de resistência do isolamento dos motores, portanto pode ser suprimido, caso a resistência já tenha sido verificada.

*

Este teste não deve ser repetido com fr eqüência, pois danifica o

material isolante.

3.1.6 - Loop Test

Finalidade: O Loop-Test tem como objetivo testar o núcleo m agnético

do estator, antes de rebobinar um motor, para veri ficar se há ponto quente no núcleo de chapas.

O que é um ponto quente e qual sua conseqüência?

Caso o isolamento elétrico existente entre as lâminas do estator seja danificado em algum ponto (devido a um curto -circuito dentro da ranhura, por exemplo), ocorrerá um aumento muito grande das correntes parasitas naquele ponto, pr ovocando um

(30)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

superaquecimento. Ou seja, aparecerá um ponto quente no núcleo de chapas. Se um motor que apresenta ponto quente for rebobinado, quando estiver operando com carga irá apresentar aquecimento anormal da carcaça, podendo sobreaquecer também os rol amentos (devido a maior dificuldade em dissipar seu calor). Como

consequência, em pouco tempo poderá ocorrer falha do rolamento e/ou nova queima do motor. Saliente -se que o ponto quente irá

sobreaquecer o motor praticamente sem aumentar a corrente, e nesse caso o relé térmico não protegerá o motor.

Quando deve ser feito o Loop -Test?

O loop-test deve ser feito sem pre que um motor queimado apresentar características de possível danifi cação do isolam ento entre lâminas do estator.

Como exemplos de ssas características podemos citar :

• Curto-circuito dentro da ranhura ou na saída da ranhura, provocado por falha do material isolante;

• Curto-circuito dentro da ranhura, provocado pelo mo tor arraste do rotor;

• Marcas de arraste do rotor no estator, mesmo que o arraste não tenha provocado curto -circuito dentro da ranhura;

• Sobrecarga violenta, provocando carbonização do material isolante.

Procedimento : O loop-test consiste em se criar um campo magnético

no núcleo de chapas, mediante a aplicação de tensão em um solenóide conforme visto na figura 1. Para o cálculo do número de espiras e da bitola do fio para a montagem do solenóide, deve -se observar as figuras 1 e 2 e aplicar as equações abaixo :

Z = 375.000 x U (Espiras) D1 = 2R1 + 2hn1 (mm) f x (2R2 – D 1) x L S = 37.500 x U x (2R2 + D1) (mm2) f x Z 2 x L x (2R2 – D1 )

(31)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Simbologia :

U = tensão (V) a ser aplicada no solenóide hn1 = altura da ranhura

(mm)

f = frequênci a (Hz) da tensão U L = comprimento do pacote

de chapas (mm)

R2 = Raio externo do estator (mm ) Z = número de espiras

necessárias para o solenóide

R1 = Raio interno do estator (mm ) S = seção do condutor a ser

utilizado no solenóide

Esquem a ilustrativo para realização do Loop Test, e detalhe das medidas a serem verificadas para cálculo do solenóide

Após calculado e montado o solenóide, aplica -se a tensão U em seus terminais, e verifica -se a temperatura em div ersos pontos do núcleo durante aproximadamente trinta minutos. Caso algum ponto do núcleo

(32)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

venha a aquecer pelo menos 10ºC acima da temperatura dos outros pontos, deverá ser considerado como um ponto q uente. Nesse caso, o núcleo magnético deverá ser condenado e substituído.

Observações :

• A figura 1 mostra a carcaça completa (carcaça + estator) para sim plificar o desenho. O teste é feito com o núcleo dentro da carcaç a;

• O loop -test deverá ser feito com o estator limpo, isto é, sem o bobinado queimado;

(33)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

3.1.7 - Teste Para Verificação de Rotor Falhado

Finalidade : Detectar falhas no rotor.

A ocorrência de falhas (barras rompidas) em rotores de motores elétricos não é um problema comum. Porém pode acontecer, em função de um desvio no processo de fabricação, ou por excesso de solicitação do motor(sobrec argas, elevados números de partidas num curto intervalo de tempo), devido às correntes elevadas no rotor.

Procedimento :

Figura 1 - Esquema ilu strativo da realização do teste em motor trifásico

Para verificar a existência de falha no rotor, temos dois métodos simples e práticos:

1- Teste das Duas Fases - Pode ser aplicado em motores trifásicos e monofásicos

A – Motor Trifásico

Deve-se alim entar o motor somente em “duas” fases, com freqüência nominal e tensão reduzida (até 50% da tensão nominal), conectando em uma das fases um amperímetro analógico(de ponteiro) em s érie (Conforme figura).

Em seguida alimentar o motor e girar lent amente o rotor com a mão, pela pont a do eixo. Caso o mesmo ofereça resistência em determinadas posições, devemos girá -lo com velocidade maior.

Observar o ponteiro do amperímetro durante o giro do eixo, pois se oscilar demasiadamente, o rotor certamente es tará falhado.

(34)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

B – M otor Monofásico

Deveremos alim entar somente a bobina princip al, e seguir o mesmo procedimento de análise do motor trifásico

Após alimentarmos o motor, giramos o eixo e observamos o comportamento do ponteiro no alicate amperím etro

2 – Teste com Indutor Eletromagnético

Conhecido normalmente como teste do “tatu”, é realizado com o motor desmo ntado. Coloca-se um i ndutor em contato com o rotor. Quando o tatu é energizado, induz a circulação de corrente nas barras do rotor, prin cipalmente naquelas que estão sob ele. A verificação do rotor falhado é feita, testando -se cada barra com uma lâmina de serra ou limalha de ferro. O teste consiste em segurar a lâmina sobre a barra ou espalhar a limalha de ferro sobre o rotor. Em uma condi ção normal, a lâmina de serra vibra, ou se for realizado com limalha, se formarão linhas na mesma direção das barras do rotor em função da circulação da corrente na barra do rotor. Caso a lâmina de serra não vibre, ou a limalha não se “prender”, muito prov avelmente a barra estará rompida, pois nesta situação não haveria circulação de corrente na barra.

(35)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Figura 2 - Esquema ilu strativo do teste do “tatu”. As dimensões do eixo e do indutor estão fora de escala

Após alim entarmos o indutor eletromagnético “tatu” passamos a lâmi na ou limalha de ferro por toda a superfície do rotor.

O nív el de indução do rotor será proporcional ao tamanho do eixo e do indutor utilizado.

(36)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Comentários :

1 - Estes dois métodos, são simp les e não possuem uma confiabili dade total no resultado, porém já vem sendo utilizado por muitos Assistentes Técnicos e tem atendido as expectativas.

2 - Existem outros métodos para verif icação de falhas no rotor. Um método mais preciso é o do expectro de corrente, porém utiliza um equipamento bastante sofis ticado, além do fato de que o mo tor deve ser testado com carga.

3 - Outra forma de se verificar a existência de falha do rotor, é obviamente, ter -se um outro motor igual, mas que não apresente problemas. Desta forma pode -se testar o motor duvidoso utilizando o rotor de outro motor.

(37)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

ANEXO I

Cálculo Para Mudança de Tensão

Finalidade : Modi ficar a tensão de alimentação

Procedimento : Para fazer o cálculo de mudança de tensão,

orientamos utili zar a tensão, de preferência, em triângulo (∆), por exemplo: - 220/380V, usar 220V;

- 380/660V, usar 380V;

- 220/380/440/760V, usar 440V.

OBS.: As m udanças só ocorrem no núm ero de espiras e na seção do fio

(mm2), o restante dos dados continuam os mesmos, como liga ção,

camada, passo, etc.

Equações para o cálculo :

1 -) NE= TN . NEA TA

2-) SF= TA . SFA(mm2)

TN

Onde:

TA: Tensão Atual do Motor (V) TN: Nova Tensão (V)

NEA: Número de Espiras Atual

NE: Número de Espiras para a Nova Tensão SFA: Seção do Fio Atual (mm2)

(38)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Exemplo :

Seqüência de cálculo para modificação de tensão de 220/380V para 380/660V.

Dados do Motor Atual: Tensão: 220/380V

Espiras: 50

Fio: 2 x 20 (AWG)

Seção total: 1,006 mm2

1-) Cálculo da quantidade de espiras para a nova tensão (NE):

NE= TN . NEA NE= 380 . 50 = 86,3 espiras TA 220

NE = 86 espiras *

Importante: Para se obter o número de espiras da nova tensão, o NE

calculado deverá ser arredondado para um número inteiro. O critério de arredondamento é o seguinte: se o número após a vírgula for menor que 5, o número de espir as será o próprio valor calculado conforme feito em nosso exemplo acima. Porém s e o número for igual ou maior que 5 , deve-se acrescentar uma espira ao valor calcul ado.

Por exemplo, supondo que o motor atual tivesse 52 espiras, o cálculo seri a: NE= TN . NE A NE= 380 . 52 = 89,8 espiras

TA 220 NE = 90 espiras

Neste caso, o motor deveria ser rebobinado com 90 espiras.

2-) Cálculo da seção de fio para a nova tensão (SF):

Inicialmente calcula -se a seção de cobre para a tensão atual: SFA= 2 x 0,503 mm2

(39)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS SFA= 1,006 mm2

Posteriormente calcula -se a seção do fio para a nova tensão:

SF= TA . SFA(mm2) SF= 220 . 1,006 = 0,582 mm2

TN 380

Definição dos fios para a nova tensão:

A seção total dos fios a serem utilizados na nova tensão não poderá diferir em mais que 3% em rel ação ao SF calculado no item anterior.

Se em nosso exemplo fôssemos usar 1 fio 23 AWG e 1 fio 22 AWG, a seção total seria:

0,246 mm2 +0,312 mm2= 0,558 mm2

0,558 = 0,96 96% (4% de diferença) 0,582

Então a combinação de fios escol hida não serve, pois a diferen ça ficou maior que 3%.

Vamos tentar uma nova combinação: 3 fios 24 AWG

3 X 0,196 mm2 = 0,588 mm2

0,588 = 1,01 101% (1% de diferença) 0,582

Significa que a combinação de fios escolhida ficou dentro da tolerância permiti da (3%).

Sugerim os que sejam usadas no máximo 2 bitolas diferentes e “vizinhas” para a combinação de fios.

Exemplo: 1x24+1x 25 (AWG) – Com binação Correta

1x24+1x25+1x26 (AWG) – Combi nação Incorreta 1x26+1x22 (AWG) – Combi nação Incorreta

Então para a no va tensão, 380/660V, o motor seria rebobinado com 36 espiras e 3 fios 24 AWG.

(40)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Quando a mudança de tensão é de 440V para 220V , deve-se verificar qual é ligação das bobinas. Se for série, basta abrir as ligações e

passar para paralela . Se fo r paralela deve -se rebobinar o motor utilizando

o cálculo acima.

Quando a mudança de tens ão for de 220V para 440V e a ligação

for paralela, basta passar para ligação série , se for série deve -se rebobinar

o motor utilizando o cálculo acima.

ANEXO II

Investigação de Desequilíbrio de Corrente

Para se investigar a ocorrência de um desequilíbrio de corrente é fundamental que o motor seja inspecionado no próprio l ocal de instalação. O motor somente dever á ser retirado de sua base caso tenha-se certe za de que a causa do desequilíbrio de corrente esteja no motor.

Durante a investigação, sugerimos a realização de dois testes : 1 - Verifi cação do desequilíbrio de tensões :

Normalmente um desequilíbrio de corrente é provocado por algum desequilí brio de tensão. Um desequilíbrio de tensão de 1%, por

exempl o, pode provocar um desequilíbrio de corrente de até 5% ou mais. Para se calcular o desequilíbrio de tensão deve -se seguir o seguinte roteiro :

a) Medir e registrar as tensões entre fases (Vrs, Vst e Vtr) com o motor em operação normal. As medições devem ser feitas preferencialmente nos termi nais do motor e não no painel.

b) Calcul ar a tensão média ( Vm ) : Vm = ( Vrs +Vst + Vtr) / 3

c) Calcul ar as diferenças entre as tensões das fases e a tensão média (dif) :

(41)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

dif 1 = Vm – Vrs dif 2 = Vm – Vst dif 3 = Vm – Vtr

d) Identifi car o maior dif calcul ado no ítem anterior, desprezando -se os sinais negativos, e calcular o percentual de desequilí brio :

% desequilíbrio = ( maior dif / Vm ) * 100%

OBS : O desequilíbrio de corrente é calculado da mesma maneira, aplicando-se os valores de corrente nas fórmulas acima.

(42)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Exemplo : Vrs = 445V Vst = 435V Vtr = 442V Vm = ( 445 + 435 + 442 ) / 3______________________Vm = 440,67V dif 1 = 440,67 – 445______________________ _______dif 1 = 4,33V (desprezando -se o sinal negativo)

dif 2 = 440,67 – 435______________________ _______dif 2 = 5,67V dif 3 = 440,67 – 442_________________ ____________dif 3 = 1,33V (desprezando -se o sinal negativo)

% desequilíbrio = ( 5,67 / 440,67 ) * 100%___________ % desequilíbrio = 1,29%

Importante : A norma ABNT 7094 / 96, em seu Anexo B, define que um

motor elétric o poderá fornecer a potência nominal desde que o desequilíbrio entre as tensões não ultrapasse 1%. Em sistemas elétricos em que o desequilíbrio de tensões ultrapasse 1%, a potência exigida do motor deverá ser reduzida conforme tabela abaixo, a qual foi ext raída de um gráfico da Norma. Desequilíbrio de tensão Redução na potência 1 % 0 % 2 % 4,9 % 3 % 10 % 4 % 16 % 5 % 24 %

2 - Verificação da fonte de desequilíbrio (motor ou sis tema elétrico) Para esta identificação deve -se utilizar o método da tra nsposiç ão das fases de alimentação do motor. Inicialmente deve -se medir e regi strar as correntes de operação do motor, conforme mostrado na figura 1: Ir1, Is2 e It3.

(43)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Posteriormente deve -se desconectar o motor e reconectá -lo

transpondo as fases, conf orme está mostrado na figura 2. Observe que as três fases foram trocadas (transpostas) e o motor irá girar no mesmo sentido que estava girando originalmente. É muito importante que a

transposição seja feita na caixa de ligação do motor, e não no painel . Então deve-se m edir e registrar as correntes Ir2, Is3 e It1.

Para se identificar onde está a fonte do desequilíbrio de corrente, deve-se comparar as correntes medidas antes e após a transposição, da seguinte maneira :

1- Se Ir2 = Ir1 , Is3 = Is2 e It1 = It3 ---à fonte do desequilíbrio está no sistema elétrico

2- Se Ir2 = Is2 , Is3 = It3 e It1 = Ir1 ---à fonte do desequilíbrio está no motor

Salientamos que a experiência tem mostrado que normalmente a fonte do desequilíbrio de corrente não está no motor mas sim no sistema elétrico que alimenta o motor : desequilíbrio de tensão da rede, cargas monofásicas ligadas de m aneira desequilibrada no circuito trifásico, cabos de alimentação muito longos, mal contatos em chaves e/ou co ntatores, etc. Porém se mesmo assim ficar comprovado que o motor é o responsável pelo desequilíbrio de corrente, ele deverá ser inspecionado. Deve -se medir a resistência do bobinado com as três fases abertas, utilizando um medidor adequado (ponte Kelvin ou ponte de Wheatstone), procurando ident ifi car um possível desequilíbrio entre as resistências. Pelo projeto os motores

(44)

44

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

podem admiti r uma diferença de até um m áximo de 3% ent re a resistência de uma fase e a resistência de outra fase. Caso haja uma diferença maior que 3%, deve -se abrir o motor e fazer -se uma inspeção para verificar se não existem erros de ligação e/ou soldas defeituosas nas conexões, que sejam possíveis de corrigir. Se o bobinado estiver perfeito, o motor deverá ser rebobinado, pois provavelm ente o problema estará na própria bobinagem do motor (diferença na quantidade de espiras e/ou na bitola dos fios).

4. MANUTENÇÃO MECÂNICA;

4.1. MANCAIS DE ROLA MENTO:

Mancais de rolamento, ou simplesmente rolamento, são mancais onde a carga é t ransferida através de elementos que apresentam

movimento de rotação, conseqüên temente chamado atrito de rolamento .

Pista externa

Pista interna

Elemento rolante

(45)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

4.1.1. Classificação dos Rolamentos:

Os rolamentos são classificados da acordo com:

• Tipo do rolamento; • Largura; • Diâmetro do furo.

X X X X

Exemplo:

6 2 09

09 x 5 = 45 mm (furo do rolamento)

A maioria dos motores utilizam rolamentos de uma carreira de esferas, tanto no mancal dianteiro quanto no mancal traseiro.

O primeiro algarismo ou série de letras indica o tipo do rolamento.

O segundo algarismo in dica a largura e diâmet ro externo do

rolamento.

Os dois últimos al garismos, multiplicados por 5, indicam o diâm etro do

furo do rolamento em

(46)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

NU 3 22

22 x 5 = 110 mm (furo do rolamento) Utiliza-se rolamentos de rolos cilí ndricos quando o motor é subme tido a um grande esforço radial, por exem plo, acoplado com poli as e correias.

!

Não recomenda -se a utilização de rolamentos de rolos cilíndricos em

acoplamentos diretos.

Exceções:

Os rolamentos da série XX01, XX02 e XX03 não apresentam diâmetro do furo conforme regra acima:

XX01: furo de 12mm;

XX02: furo de 15mm;

XX03: furo de 17mm;

4.1.2. Vedações:

A indicação da vedação do rolamento vem após a numeração (sufixo).

• Z – proteção metálica (bli ndagem) em apenas um dos lados do rolamento;

• 2Z – dupla proteção metáli ca (blindagem em ambos os lado s do rolamento);

• 2RS / DDU – dupla vedação de borracha, com contato (ambos os lados do rolamento).

(47)

INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

6203 – ZZ: rolamento de esferas, série de largura 3, furo de 17mm, com dupla vedação metálica (blindagem).

4.1.3. Folgas Internas:

• As folgas indicadas no rolamento são medidas radialmente (folga entre os elementos rolantes e as pis tas);

• São indicadas após a numeração do rolamento (sufixo);

• Em ordem crescente: C1 - C2 - NOR MAL - C3 - C4 - C5;

Exemplo:

6309 – C3: rolamento de esferas, série de largura 3, furo de 45mm, folga radial C3 (maior que a normal).

!

A partir do modelo 160 M os motores WEG utilizam rolamentos c om

folga C3.

É extremamente importante manter esta característica durant e as manutenções.

4.1.4. Orientações para armazenamento de rolame ntos:

• Manter na embalagem original;

• Ambiente limpo, seco, isento de vibrações, goteiras;

• Temperatura entre 10 ºC e 30ºC;

• Umidade do ar não superi or a 60%;

• Não estocar sobre estrados de madeira verde, encostados em paredes ou sobre chão de pedra;

• Manter afastados de canalizações de água ou aquecimento;

• Não armazenar próximo a ambientes contendo produtos químicos ;

• Empilhamento máximo de cinco caixas;

• Rolamento pré-lubrificados (sufixo Z, ZZ, DDU, 2RS) não devem ser estocados mais de dois anos;

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

• Efetuar rotativi dade de estoque (consumi r primeiro os mais antigos);

!

Quando o rolamento estiver instalado no motor, gir ar mensalmente o

eixo para renovar a lubrificação das pistas e esferas.

4.1.5. Desmontagem de Rolamentos:

Existem várias maneiras de proceder a desmontagem de rolamentos. No caso dos motores WEG, os assentos de rolamento são do tipo cilíndrico . Para este arranjo, pode -se proceder a desmontagem por meio mecânico, hidráulico, por injeção de ó leo ou aquecime nto. A escolha do método de desm ontagem pode depender do tamanho do rolamento. Para os rolamentos utilizados nos motores WEG, o uso de ferramen tas mecânicas e hidráulic as é suficiente. Rolamentos maiores pode m requerer uso de aquecimento.

Ferramentas Mecânicas:

Os rolamentos de porte pequeno e médio (até 6312) podem ser

desmontados utilizando -se um extrator, sendo que as garras deverão se apoi ar no anel interno (o rolamento é montado com interferência no eixo) .

Para evitar danos ao assento de rolamento, o extrator deverá estar posicionado corretamente; o uso de extratores autocentrantes evitam danos e tornam a desmontagem m ais rápida.

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Os rolamentos de tamanho médio com ajuste interferente no eixo requerem uma considerável força para desmontá -los, sendo recomendado um extrator hidráulico autocentrante.

A desmontagem a quente é utilizada na remoção de anéis internos de rolamentos de rolos cilíndricos.

Os fabricantes de rolamentos desenvolveram um sistema prático e rápido para este procedimento. Trata -se de um anel de alumínio que pode ser forneci do para todos os tamanhos de rolam entos de rolos (NU, NJ e NUP). A desmontagem é simples: primeiro retire o anel externo com rolos e gaiola; depois passe um óleo resistente à corrosão e bastante viscoso na pista do anel interno. Aqueça o anel de alumínio até apro xim adamente 280°C e coloque -o ao re dor do anel interno; comprima -o com as alças da ferramenta. Quando o anel interno estiver dilatado, desmonte -o junto com o aquecedor e separe -os imediatamente um do outro.

Também pode -se usar um aquecedor por indução, quando não se dispõe destes anéis e as desmontagens s ão freqüentes.

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Anel de alumínio para desmontar o anel int erno de rolamentos de rolos cilíndricos.

Algumas dicas para a desmontagem dos rolamentos:

• Sempre substitua as vedações de borracha: v ‘ring e/ou retentores;

• Assegure-se de qu e o eixo esteja bem fi rme, do contrário podem haver danos ao rolamento e ao eixo;

• Se o rolamento será reutilizado, montar na mesma posição no eixo. Antes da desmontagem marque cada rolamento e suas posições;

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

4.1.6. Montagem de Rolamentos:

É necessário usar o método correto na montagem e observar as regras de limpeza para que o rolamento funcione satisfatoriamente. A montagem deve ser feita em local limpo e seco.

A montagem pode ser feita de 4 maneiras: mecânica, hidráulica, por injeção de óleo e aquecimento. Os fabricantes de rolamentos fornecem a maioria das ferramentas para a montagem. Rolamentos pequenos podem ser montados a frio, utilizando uma prensa (até 6312). Rolamentos maiores utiliza -se aquecimento.

Montagem a Frio:

A montagem de rolamentos com furo de até 60 mm pode ser feita com prensa hidráulica ou mecânica. Uma bucha deve ser usada entre a prensa e anel interno do rolamento.

Montagem a Quente:

Rolamentos grandes são difíceis d e serem montados a frio, portanto o rolamento ou um de seus anéis podem ser aquecidos para facilitar a montagem.

A diferença de tem peratura entre o rolamento e o a ssento do eixo varia em função do ajuste. Normalmente 80 a 90°C acima da te mpe ratura do eixo é suficiente para a montagem.

! Nunca aqueça o rolamento acima de 125ºC.

Utilize um termômetro p/ verifi car a temperatur a do rolamento.

Banho de óleo:

TERMÔMETRO

Banho de óleo

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Banho de óleo garante um aquecimento homogêneo, além de ser fácil avaliar a temperatura do ba nho. Nunca deixe o rolament o em contato

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

Aquecedor Indutivo:

Os aquecedores por indução podem ser usados na montagem de rolamentos com interferência no eixo.Neste caso a montage m é mais rápida e simples e o rolamento pode estar engraxado.

!

Medir a temperatura no anel interno do rolamento: não ultrapassar 125°C.

!

Utilizar desmagnetizador para impedir circulação de corrente elétrica

pelo rolamento.

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

!

Jamais aplique chama diretamente sobre o

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

4.1.7 Anéis de Fixação do Rolamento Rolamentos de Esferas:

O sistema utilizado pela WEG Motores mantém o rolamento dianteiro travado axialmente, sendo o traseiro livre , com molas de pré -carga.

1:Anel de Fixação Externo do Rolamento Dianteiro; 2: Rolamento Dianteiro;

3: Anel de Fixação Interno do Rolamento Dianteiro; 4: Anel de Fixação Interno do Rolamento Traseiro; 5: Rolamento Traseiro;

6: Anel de Fixação Extern o do Rolamento Traseiro;

Rolamentos de Rolos:

Quando utiliza -se rolam entos de rolos cilíndricos, ambos os rolamentos, dianteiro e traseiro, são travados axialmente:

1 2 3 Rolamento Fixo 4 5 6 Folga axial 2.5mm D e t a l h e M o l a

Mancal Dianteiro. Mancal Traseiro. Detalhe da Mola de Pré -carga.

6 5 4 Rolamento fixo 1 2 3 Rolamento Fixo

M ancal Dianteiro de Rolos Ci líndricos Mancal Traseiro de Esferas

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

!

Cuidado para não alterar a posição dos anéis de fixação dos

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

4.1.8. Algumas dicas:

• Ao proceder a medição do assento de rolamento, espere atingir o equilíbrio térmico entre o eixo e o equipamento de medição (micrômetro);

• Faça a medição em dois planos para verificar cilindricidade. Em cada plano faça 4 medições e efetue a média. A diferença da média entre os dois planos não deve ser superior que a metade do intervalo de tolerância par a o assento do rolam ento:

φ1 φ2

Exemplo:

Diâmetro do assento de rolamento dianteiro: 17k6: 17,001 – 17,012. Portanto o intervalo de tolerância é de 0,011mm. A diferença entre as medições nos 2 planos não deve ser superior a ~ 0,0055mm;

• A ovalização máxima do assento do rolamento não deve ser superior a 50% do campo de tolerância especificado:

Exemplo:

Diâmetro do assento de rolamento dianteiro: 17k6: 17,001 – 17,012. Portanto o intervalo de tolerância é de 0,011mm. A diferença entre duas medições no mesmo planos não deve ser superior a ~ 0,0055mm;

• Ao retirar um rolamento de seu assento é normal q ue se tenha um “amassamento” das rugosidades superficiais, com conseqüente redução da interferência;

• Assentos de rolamento oxidados ou cônicos causam deformações no anel interno do rolamento, reduzindo sua vida útil;

• Ambientes com muitos contaminantes (par tículas, pó, umi dade) requerem um sistema de vedação adequado, como labirinto taconite ou retentor;

• No caso de trocas constantes de rolamentos, deve -se estudar a causa do problema que está levando os mesmo s a falha;

• Se a troca é inevitável, os cuidados n a montagem e desmontagem devem ser seguidos a risca para evitar danos ao eixo. Prefira os

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INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS

procedimentos a quente para não danifi car o assento no mom ento da colocação do novo rolamento;

• Avalie o estado do assento do rolamento antes de proceder a montagem;

• Se for necessário “metalizar” o eixo, faça uma retífica no assento para garantir a dimensão e o acabamento. Não esqueça de verificar o batimento radial do rotor e da ponta de eixo;

4.2. LUBRIFICAÇÃO:

Os objetivos da lubrificação dos rolamentos são:

• Reduzir o atrito e desgaste;

• Prolongar a vi da do rolamento;

• Dissipar calor;

• Reduzir temperatura;

• Outros: vedação contra entrada de corpos estranhos, proteção contra a corrosão do mancal, etc.

Os métodos de lubrificação se dividem em lubrificação a óleo e graxa. Em motores elétricos, a lubrificação com graxa é mais utilizada devido a sua simplicidade e baixo custo de operação.

4.2.1. Lubrificação com Graxa:

A graxa é um lubrificante líquido (óleo) engrossado para formar um produto sólido ou semi -fluido, por meio de um agente espessante. Outros componentes que confiram propriedades especiais podem estar presentes (aditivos).

GRAXA = ÓLEO + ESPESSANTE + ADITIVOS

4.2.2. Características da lubrificação com Graxa:

Vantagens da Graxa: Lubrificam e vedam; Mineral; Sintético ; Vegetal; Lítio; Complexo de lítio; Complexo de cálcio; Anti -Oxidante; Anti -Corrosivo; Anti - Desgaste; Agente de Adesividade, etc.

Referências

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