Ensaios em máquinas elétricas

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INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO 1.1 DEFINIÇÃO 1.1 DEFINIÇÃO

A ins

A inspeção de motorepeção de motores s para a verifipara a verificação de seu desempecação de seu desempenho deve incluinho deve incluir emr em seus procedimentos os ensaios. O ensaio de uma m!uina visa o levantamento de seus procedimentos os ensaios. O ensaio de uma m!uina visa o levantamento de informaç"es !uantitativas da mesma# de modo !ue suas caracter$sticas e desempenhos informaç"es !uantitativas da mesma# de modo !ue suas caracter$sticas e desempenhos possam

possam ser ser conhecidas conhecidas e e %ul&adas. %ul&adas. Um Um ensaio ensaio deve deve se&uir se&uir uma uma metodolo&ia metodolo&ia pr'pr' es

estata(e(elelecicida da e e papadrdrononi)i)adada# a# dedevevendo ndo tatam(m('m 'm popoststererioiormrmentente e seser r aprapresesenentatada da emem relat*rios de ensaio.

relat*rios de ensaio.

+e&undo a norma N

+e&undo a norma N,R -/0 1 ,R -/0 1 2!uinas el'trica 2!uinas el'trica &irantes &irantes 1 2otores 1 2otores de Indução#de Indução# especificação 1 os ensaios devem ser reali)dos sempre !ue poss$vel nas instalaç"es do especificação 1 os ensaios devem ser reali)dos sempre !ue poss$vel nas instalaç"es do fa(ricante e poderão ter re!uisitos especificados pelo cliente# se o caso. Do contrrio# fa(ricante e poderão ter re!uisitos especificados pelo cliente# se o caso. Do contrrio# devem ser atendidos os re!uisitos constantes na -/0

devem ser atendidos os re!uisitos constantes na -/0..

A N,R -/0 al'm de fi3ar os ensaios a serem reali)ados e seus pre!uisitos# A N,R -/0 al'm de fi3ar os ensaios a serem reali)ados e seus pre!uisitos# classifica1os de acordo com o per$odo de reali)ação e necessidade em4

classifica1os de acordo com o per$odo de reali)ação e necessidade em4 Ensaios de Roti Ensaios de Rotinana## Ensaios de T

Ensaios de Tipoipo ee Ensaios Esp Ensaios Especiaiseciais..

1.2 NORMAS APLICÁVEIS 1.2 NORMAS APLICÁVEIS

As principais normas !ue fi3am os crit'rios e condiç"es para a reali)ação de As principais normas !ue fi3am os crit'rios e condiç"es para a reali)ação de ensaios são as Normas ,rasileiras 556 e -/0. Não se ' e3i&ida a reali)ação dos ensaios ensaios são as Normas ,rasileiras 556 e -/0. Não se ' e3i&ida a reali)ação dos ensaios em dada m!uina pelas normas# mas elas indicam !ue a e3ecução dos mesmos deve ser em dada m!uina pelas normas# mas elas indicam !ue a e3ecução dos mesmos deve ser feita mediante acordo entre fa(ricante e

feita mediante acordo entre fa(ricante e comprador.comprador. 1.2.1 NBR 5052

1.2.1 NBR 5052

Prescreve os métodos de ensaio destinados a verificar a conformidade Prescreve os métodos de ensaio destinados a verificar a conformidade das máquinas elétricas sincronas com a NBR 5117 (que estabelece os requisitos das máquinas elétricas sincronas com a NBR 5117 (que estabelece os requisitos básicos a serem atendidos pelas máquinas síncronas) e abrane as seuintes básicos a serem atendidos pelas máquinas síncronas) e abrane as seuintes máquinas!

máquinas!

" #eradores (e$ceto de p%los n&o salientes)' " #eradores (e$ceto de p%los n&o salientes)' " otores (e$ceto os de bai$a potnica)' " otores (e$ceto os de bai$a potnica)' " *ompensadores " *ompensadores " *onversores de frquncia' " *onversores de frquncia' " *onversores de fase " *onversores de fase 1.2.2 NBR 7094 1.2.2 NBR 7094

+i$a os requisitos básicos a serem atendidos pelos motores de +i$a os requisitos básicos a serem atendidos pelos motores de indu,&o-incluindo seus ensaios- e$ceto as máquinas irantes de tra,&o elétrica.

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1.3 TIPOS DE ENSAIO

1.3.1 Ensaios de rotina

/&o aqueles ensaios reali0ados em cada motor durante ou ap%s a fabria,&o para verificar se ele satisfa0 critérios definidos.

1.3.2 Ensaios de tipo

/&o aqueles reali0ados em um ou mais motores para comprovar que estes satisfa0em as condi,es de pro2eto.

1.3.3 Ensaios especiais

/&o aqueles que n&o se enqudram nos ensaios de rotina e devem somente ser reali0ados mediante acordo prévio entre fabricante e comprador.

2. ENSAIOS E !"#INAS E$%TRI&AS ROTATI'AS 2.1 Ensaios e( ()*+inas s,ncronas

2.1.1Ensaio de espiras c+rto-circ+itadas de enroa(entos de e/citao Apicaes

3etectar espiras curto" circuitadas- n4mero incorreto de espiras ou dimenses incorretas do condutor.

sse tipo de ensaio pode ser reali0ado de trs maneiras diferentes!

• étodo de queda de tens&o utili0ando corrente contínua

Pré"requisito! as cone$es entre as bobinas devem está acessíveis

6 ensaio e reali0ado com a passaem de uma corrente continua constante pelo enrolamento de e$cita,&o inteiro. *om au$ilío de um voltímetro é reali0ado a medi,&o da queda de tens&o em cada bobina ou par de bobinas.  anormalidade vai está indicada se a varia,&o das leituras de medi,&o for superior a 89 da média.

• étodo de queda de tens&o utili0ando corrente alternada

:uando as cone$es entre as bobinas est&o acessíveis

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enrolamento de e$cita,&o inteiro. *om au$ilío de um voltímetro é reali0ado a medi,&o da queda de tens&o em cada bobina ou par de bobinas. Nesse método a locali0a,&o das bobinas defeituosas s&o mais precisas- uma ve0- que a queda de tens&o nas bobinas curto"circuitas s&o inferiores a das bobinas s&s- e as bobinas s&s que estiverem ao lado da defeituosas terá sua tens&o um pouco inferior a que n&o está- devido ao flu$o redu0ido na bobina curto"circuitada.

:uando as cone$es entre as bobinas n&o est&o acessíveis

3evem ser medidas a corrente e a queda de tens&o no enrolamento inteiro e calcular a imped;ncia. :uando <á aluma bobina circuitada a imped;ncia fica menor de quando n&o <á- cabendo a rela,&o que a impedancia sera redu0ida (m"1=m > onde m é o n4mero de bobinas do enrolamento).

? sse método s% é util na máquina em opre,&o e sem variar a velocidade de rota,&o.

• étodo de resistncia sob corrente contínua

*olocar o rotor e$posto ao ambiente por um certo tempo para os enrolamentos ficarem nessa mesma temperatura ambiente. p%s um certo tempo mede a resistencia do enrolamento de e$cita,&o pelo método da ponte dupla. m seuida mede"se a temperatura do rotor.  resistncia medida e comparada a uma resistncia feita por um ensaio semel<ante ou- no caso de uma máquina nova por cálculo. /e o valor medido for sinificamente inferior ao da referncia pode <aver bobinas curto" circuitadas.

6.7.6 8nsaio para a determinação da se!u9ncia de fase

Aplicação4 A se!u9ncia de fase em m!uinas trifsicas determina o correto sentido de rotação em motores ou a operação em paralelo correta dos &eradores. :ara determinar a se!u9ncia ' feito o ensaio de se!u9ncia de fases para verificar se as marcaç"es dos terminais da m!uinas estão de acordo com a!uelas !ue foram especificadas pelo comprador. A inversão da se!u9ncia de fase# em muitos casos# pode ocasionar o dano da car&a.

2'todo4 ;omparação com a tensão do sistema

8ste m'todo fa) uma comparação da se!u9ncia de fase de uma m!uina <um &erador s$ncrono# por e3emplo= com a tensão do sistema. Neste caso ' necessrio !ue o &erador se%a separado do sistema por meio de um dis%untor e devem ser providenciados meios para separar o dis%untor do &erador. 8ntão# deve1se fechar o circuito com o &erador desli&ado e por meio de um indicador de se!u9ncias de fase anotar a indicação da se!u9ncia de fases. 8m se&uida# deve1se li&ar o dis%untor e novamente fa)er a leitura da indicação da se!u9ncia de fase com o &erador operando na velocidade de operação nominal. +e as duas indicaç"es forem a mesma# a se!u9ncia do &erador ' i&ual a se!u9ncia de fase do sistema.

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A se!u9ncia de fases em uma m!uina trifsica pode ser invertida pela troca das li&aç"es de linha com dois terminais de armadura !ual!uer# en!uanto em m!uinas (ifsicas pela troca de dois terminais de !ual!uer fase.

2.1.3 Ensaio paa a !"#"$ina%&o !o "n!i$"n#o " $"!i%&o !" p"!as

A escolha dos ensaios depende da informação dese%ada# da precisão e3i&ida e tamanho da m!uina a ser utili)ada. O m'todo mais conveniente para a determinação do rendimento consiste em se medir separadamente as perdas. O rendimento em porcenta&em '4

Fi'(a 1) NBR 5052* +AN 1,-

As perdas são calculadas durante o ensaio mediante a temperatura real nos enrolamentos da m!uina. A medição da temperatura ' feita a medição da temperatura por meio de term>metros e deve durar at' atin&ida a esta(ilidade na temperatura.

3. Ensaios e( ()*+inas ass,ncronas

3.1 ENSAIOS DE ROTINA

3.1.1 edio da resistncia do enroa(ento

plica,es! 3eterminar a resitncia dos enrolamentos s&o imprencidiveis- pois fornecem indica,es sobre a e$istncia de espiras em curto"circuito e cone$es e contatos em más.

• étodo da tens&o e corrente

plica"se uma fonte de corrente contínua aos terminais do enrolamento- ( a corrente deve ser inferior a 159 do valor nominal e percorrer no má$imo um minutos para n&o causar eleva,&o de temperatura no enrolamento) e um voltímetro e um amperímetro. *om os valores da corrente e a tens&o obtidos

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nos terminais do enrolamento- mede"se a resitncia através da lei de 6<m.

• étodo da ponte de @<east<one

Andicado para resitncias de 5 Ω a 1  Ω a ponte de @<east<one é formada

por quatro resistncias- trs con<ecidas e a2ustaveis e a quarta é a que se quer medir- uma fonte e um alvonCmetro.

Para a medi,&o- as resitncias devem ser a2ustadas até que o alvonCmetro indique a passaem de corrente iual a 0ero. :uando este equilíbrio for alcan,ado a resistncia descon<ecida vai ser iual R$ D $ Rs

Rp" resistor limitador de corrente.

• étodo da ponte de Eelvin

Andicado para resitncias de 1 FΩ a 5 Ω- a ponte de Eelvin é a ponte de

@<east<one acrescentados de mais dois ramos de resistncia au$iliares. G necessário também atinir o ponto de equilíbrio pasra efetuar a medi,&o a equa,&o se dar aora por! R$ D Rs $ H $ ( " )

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6bs. 6s valos das resistncias obtidos nos ensaios devem ser corriadass em fun,&o da temperatura.

Rs D Rt onde!

Rs é a resistncia do enrolamento- corriida para uma temperatura especificada- ts- em o<ms'

ts é a temperatura especificada para corre,&o da resistncia- em raus *elsius' Rt é a resistncia do enrolamento obtida no ensaio- I temperatura tt- em o<ms' tt é a temperatura do enrolamento por ocasi&o da medi,&o da resistncia- em raus *elsius'

J iual 8KL-5 para cobre eletrolítico com 19 de condutividade ou 885 para alumínio com condutividade em volumede M89.

3.1.2 Ensaio co( rotor o*+eado

plica,&o! 6 ensaio com o rotor bloqueado é feito para a determina,&o da tens&o e potncia absorvida

étodo! 6 ensaio com rotor bloqueado deve ser reali0ado em trs posi,es anulares diferentes. 3eve"se travar o ei$o do motor e aumentar a tens&o até a corrente atinir o valor nominal. Neste ponto- o valor de potncia e tens&o medidos ser&o também os valores nominais. /e <ouver discrep;ncia entre as trs medi,es- é provavel que <a2a aluma anormalidade no motor como curto"circuito entre espiras ou erro de bobinaem.

:uando for impraticável a reali0a,&o do ensaio com o rotor bloqueado sob tens&o nominal estes podem ser reali0ador com tens&o redu0ida.

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3.2.1 Ensaio t5r(ico

plica,es! 3eterminar a eleva,&o de temperatura de certas partes do motor em rela,&o a temperatura ambiente quando este está funcionando sob uma condi,&o de cara especificada. $istem quatros métodos para essa analise que s&o! método termométrico- método dos detectores de temperatura embutidos-método da varia,&o da resistncia e o embutidos-método do detector de temperatura local.

Aremos e$plicar um desse métodos.

" étodo termométrico

*om o au$ilío de termCmetros a álcool- ou por termCmetros de resistncia ou por termopares deve"se medir ap%s a parada do motor as bobinas de estator- no mínimo em dois locais' n4cleo de estator- no mínimo em dois locais' ambiente' ar de saída da carca,a- a carca,a e os mancais.

3.3 ENSAIOS ESPE&IAIS

3.3.1 Ensaio de tenso no ei/o

plica,&o! 3eterminar a e$istncia de tenes no ei$o- pois as tenses desenvolvidas eletromaneticamente no ei$o pode causar a circula,&o de uma conrrente no ei$o.

étodo!

ma escova no ei$o é utili0ada para curto"circuitar o mancal e é conectada a carca,a através de um condutor de bai$a resistncia. ede"se a diferen,a de potencial entre o ei$o e a carca,a em cada um dos outros mancais. Para medir a tens&o de pico é necessário inserir um oscilosc%pio de alta imped;ncia e conecta"lo com um cabo aterrado I carca,a e o outro cabo liado a uma escova do ei$o.

3.3.2 Ensaio de partida co( e6anta(ento das c+r6as caracter,sticas con+8ado  6eocidade

plica,&o! m um motor de indu,&o- o valor do con2uado mínimo n&o deve ser muito bai$o- isto é- a curva n&o deve apresentar uma depress&o acentuada na acelera,&o- para que a partida n&o se2a muito demorada- sobreaquecendo o motor- especialmente nos casos de alta inércia ou partida com tens&o redu0ida. ssim- fa0"se necessário a determina,&o de ambos os con2uados.

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étodo! m um motor de indu,&o- o valor do con2uado mínimo n&o deve ser muito bai$o- isto é- a curva n&o deve apresentar uma depress&o acentuada na acelera,&o- para que a partida n&o se2a muito demorada- sobreaquecendo o motor- especialmente nos casos de alta inércia ou partida com tens&o redu0ida. ssim- fa0"se necessário a determina,&o de ambos os con2uados.

ste ensaio é feito acoplando"se um freio dinanométrico (dispositivo que transformam a eneria mec;nica produ0ida pelo motor em calor). ou máquina de cara (erador de corrente contínua) e variando"se a cara no ei$o do motor. 3este modo- é possível determinar ponto a ponto a curva con2uado versus velocidade obtendo"se os con2uados má$imos e mínimos.

*6N*O/6

6 ob2etivo primordial de um ensaio em máquina elétrica é verifciar se os equipamentos e seus componentes da maneira que foram fabricados ir&o satisfa0er as condi,es ideais contratadas pelo comprador- assim como as de pro2eto.

s normas de ensaio tem ob2etivo de estabelecer os procedimentos que devem ser reali0ados nos testes e ensaios- bem como os valores mínimos que poder&o ser atendidos caso estes n&o ten<am sido estabelecido pelo cliente.

Q possível pecerber a rande quantidade de normas técnicas relacionadas ao ensaio de motores elétricos. ssim- é de e$trema import;ncia que o cumprimento da norma pelo fabricante se2a feito de acordo com o tipo de máquina e as características que se quer obter por meio do ensaio- de modo que as informa,es obtidas se2am as mais verossímeis possíveis.

R+RN*A/ BABOA6#RS+A*/

T1U NBR 558 " áquinas /íncronas " étodo de nsaio

T8U NBR 5KVK " áquinas #irantes " áquinas de Andu,&o " 3etermina,&o das *aracterísticas

TKU NBR 7WL " áquinas elétricas irantes " otores de Andu,&o " specifica,&o TLU O6B6/*6- 6rlando /ilvio. /ele,ao e aplica,&o de motores elétricos. /&o Paulo. c#raX"Yill. /iemes /.- 1WVV.

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