Diagnosticos de Motores Elétricos

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8 SEÇÃO TÉCNICA Introdução – Os motores elétricos constituem-se em uma clas- se de máquina em que um método eficiente de acompanhamento preditivo é ainda desejado. Os métodos tradicionais para diagnós- tico de motores elétricos são de difícil aplicação, requerendo téc- nicos e equipamentos especializados além de que às vezes é ne- cessária a remoção do equipamento do local de instalação. Os dados e os resultados obtidos nestes testes, apesar de valorosos, não são gerenciados dentro dos preceitos preditivos, ou seja, nem sempre constituem-se em uma base de dados que permite o acom- panhamento do desenvolvimento de um defeito, a elaboração de históricos e o acompanhamento da tendência de um parâmetro, procedimentos indispensáveis numa avaliação preditiva. Por outro lado, a utilização de coletores de dados de vibra- ção, possuidores de processadores FFT e equipados com acessó- rios de avaliação da condição elétrica como alicate amperímetro e bobina de fluxo magnético não fornecem todos os parâmetros elétricos requeridos e não permitem um estudo eficiente da cau- sa raiz do problema. Uma nova técnica é proposta pela PdMA, empresa atuante na América do Norte, onde um sistema composto por um aparelho portátil, o analisador de motores elétricos – MCE, associado a um software dedicado ao acompanhamento preditivo e gerencia- mento de dados, o WinVis, são empregados para analisar o mo- tor, seus componentes internos, a integridade do circuito de ali- mentação e a qualidade da alimentação. Zonas de Falha Elétrica – De maneira a assegurar a confiabili- dade máxima requerida e gerenciar as ações e recomendações necessárias, seis zonas de falha são propostas para serem inves- tigadas: Qualidade da Alimentação; Qualidade do Circuito; Condição do Isolamento; Rotor; Estator; Entre Ferro. Estas zonas de falha foram propostas de modo a envolver as falhas mais comuns existentes em motores elétricos a serviço no ambiente industrial. Desconsiderar uma destas áreas de investi- gação poderá resultar em ausência de caracterização de um de- feito elétrico, que se catastrófico, poderá resultar em prejuízos irreparáveis e descrédito na confiabilidade da equipe técnica. Teste Padrão – Um teste padrão inicial executa uma avaliação completa do motor elétrico, proporciona uma visão geral do mo- tor e seu circuito em menos de 4 minutos. Apresenta ainda valo- res e parâmetros para avaliação das zonas de falha do motor. A degradação do isolamento é determinada por meio dos valores da resistência de isolamento e da capacitância, por exemplo. Medi- ções de alta precisão da resistência fase a fase e da indutância permitem o cálculo de desbalanceamentos. Grandes desbalance- amentos indutivos indicam defeitos no estator ou problemas de má conexão no circuito de alimentação. A indutância média e o desbalanceamento indutivo podem in- dicar ainda anomalias no rotor, curtos entre espiras, excentrici- dade no entre ferro ou danos no banco de capacitores. Índice de Polarização (IP) e Absorção Dielétrica (AD) – Os testes de IP e AD são executados na avaliação da condição do isolamento do Motor Elétrico e circuitos associados. Com dura- ção maior que o teste inicial, estes testes acompanham a dissi- pação de correntes de carga para verificar a boa qualidade do iso- lamento interno do motor. As medições de resistência são lidas e registradas a cada 5 segundos permitindo a leitura do Perfil do Índice de Polarização sendo possível assim avaliar o envelhecimento do motor, sua con- taminação e fugas a terra. Diagnóstico e Acompanhamento Preditivo de Motores elétricos Uma nova proposição para Manutenção preditiva de motores elétricos Eng. Pedro Alcântara de S. Álvares Consultor Técnico Vitek Consultoria Ltda

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O documento apresenta os conceitos envolvidos em falhas de motores elétricos e seus respectivos métodos de diagnosticar as ocorrências apresentadas.

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    Introduo Os motores eltricos constituem-se em uma clas-se de mquina em que um mtodo eficiente de acompanhamentopreditivo ainda desejado. Os mtodos tradicionais para diagns-tico de motores eltricos so de difcil aplicao, requerendo tc-nicos e equipamentos especializados alm de que s vezes ne-cessria a remoo do equipamento do local de instalao. Osdados e os resultados obtidos nestes testes, apesar de valorosos,no so gerenciados dentro dos preceitos preditivos, ou seja, nemsempre constituem-se em uma base de dados que permite o acom-panhamento do desenvolvimento de um defeito, a elaborao dehistricos e o acompanhamento da tendncia de um parmetro,procedimentos indispensveis numa avaliao preditiva.

    Por outro lado, a utilizao de coletores de dados de vibra-o, possuidores de processadores FFT e equipados com acess-rios de avaliao da condio eltrica como alicate ampermetroe bobina de fluxo magntico no fornecem todos os parmetroseltricos requeridos e no permitem um estudo eficiente da cau-sa raiz do problema.

    Uma nova tcnica proposta pela PdMA, empresa atuante naAmrica do Norte, onde um sistema composto por um aparelhoporttil, o analisador de motores eltricos MCE, associado aum software dedicado ao acompanhamento preditivo e gerencia-mento de dados, o WinVis, so empregados para analisar o mo-tor, seus componentes internos, a integridade do circuito de ali-mentao e a qualidade da alimentao.

    Zonas de Falha Eltrica De maneira a assegurar a confiabili-dade mxima requerida e gerenciar as aes e recomendaesnecessrias, seis zonas de falha so propostas para serem inves-tigadas:

    Qualidade da Alimentao; Qualidade do Circuito; Condio do Isolamento; Rotor; Estator; Entre Ferro.

    Estas zonas de falha foram propostas de modo a envolver asfalhas mais comuns existentes em motores eltricos a servio noambiente industrial. Desconsiderar uma destas reas de investi-gao poder resultar em ausncia de caracterizao de um de-feito eltrico, que se catastrfico, poder resultar em prejuzosirreparveis e descrdito na confiabilidade da equipe tcnica.

    Teste Padro Um teste padro inicial executa uma avaliaocompleta do motor eltrico, proporciona uma viso geral do mo-tor e seu circuito em menos de 4 minutos. Apresenta ainda valo-res e parmetros para avaliao das zonas de falha do motor. Adegradao do isolamento determinada por meio dos valores daresistncia de isolamento e da capacitncia, por exemplo. Medi-es de alta preciso da resistncia fase a fase e da indutnciapermitem o clculo de desbalanceamentos. Grandes desbalance-amentos indutivos indicam defeitos no estator ou problemas dem conexo no circuito de alimentao.

    A indutncia mdia e o desbalanceamento indutivo podem in-dicar ainda anomalias no rotor, curtos entre espiras, excentrici-dade no entre ferro ou danos no banco de capacitores.

    ndice de Polarizao (IP) e Absoro Dieltrica (AD) Os testes de IP e AD so executados na avaliao da condio doisolamento do Motor Eltrico e circuitos associados. Com dura-o maior que o teste inicial, estes testes acompanham a dissi-pao de correntes de carga para verificar a boa qualidade do iso-lamento interno do motor.

    As medies de resistncia so lidas e registradas a cada 5segundos permitindo a leitura do Perfil do ndice de Polarizaosendo possvel assim avaliar o envelhecimento do motor, sua con-taminao e fugas a terra.

    Diagnstico e AcompanhamentoPreditivo de Motores eltricos

    Uma nova proposio para Manuteno preditiva de motores eltricosEng. Pedro Alcntara de S. lvares

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    Teste da Influncia do Rotor - RIC O RIC um teste de diag-nstico extremamente preciso que confirma a presena de defei-tos no estator, barras rotricas partidas, porosidade em rotoresde alumnio fundido e excentricidade do entre ferro. Leituras daindutncia fase a fase so graficamente registradas em diferentesposies do rotor. O padro resultante uma ilustrao da influ-ncia dos campos magnticos do rotor e a indutncia dos enrola-mentos do estator. Os motores eltricos em bom estado produ-zem um grfico que se parece com sinais de tenso senoidais de-fasados em 120 graus. Padres grficos destorcidos podem indi-car problemas no rotor, estator ou entre ferro.

    Anlise da Alimentao A anlise da alimentao proporcionauma radiografia da qualidade da alimentao do motor eltrico,da condio do seu circuito e da sua eficincia. Sinais de tensoe corrente so acompanhados e armazenados para diagnsticos eavaliao de tendncias. A qualidade da energia estudada pormeio do fator de crista, distoro harmnica e pela demodulaode sinais de alimentao do motor, acompanhados de grficos ehistogramas de avaliao.

    Com o motor em marcha, so avaliadas as componentes es-pectrais principais e parmetros eltricos de avaliao so des-criminados. Anomalias na alimentao fornecida e de carga nolineares produzem sobrecarga e elevao de temperatura do motore provocam reduo em sua vida til. Existncia de harmnicasindividuais e Distoro Harmnica Total so fornecidas atravs dehistogramas que permitem uma avaliao qualitativa e quantita-tiva da alimentao do motor eltrico.

    Software de Anlise e Gerenciamento Analisar tendncias um elemento crtico na Manuteno preditiva e implica que osdados estejam disponveis, organizados e podem ser consultadosrpida e eficientemente. O software dedicado WinVis gera umrelatrio completo imediatamente aps o teste permitindo encon-trar a condio em que se encontra os motores e decidir em campoas atitudes de interveno. Os dados podem ser armazenados parafuturos estudos e acompanhamento de tendncias dos resultados.

    Os relatrios automatizados fornecidos pelo software incluemuma srie de grficos e comparaes histricas que ilustram cla-ramente o estado do rotor, qualidade da alimentao, entreferro,circuito de alimentao e isolamento, permitindo a predio deproblemas antes que afetem a produo.