Apostila de instalação e manutenção de motores elétricos weg

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Apostila de instalação e manutenção de motores elétricos weg

  1. 1. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO MOTORES ELÉTRICOS WEG 1
  2. 2. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 2
  3. 3. 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 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 - Partida Direta: .........................................................................................................................................14 - Chave Estrela - Triângulo: ...................................................................................................................15 - Partida com Chave Série - Paralelo: ..............................................................................................15 - Partida com Chave Compensadora (Aut o- Transformador): ..............................................15 - Soft- Start (Partida Eletrônica): ..........................................................................................................16 - 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 2.8.2 2.8.3 2.8.4 - Film es Isolantes ........................................................................................................................................22 -Espaguetes – Isoladores Tubulares ...................................................................................................22 - Verniz (Impregnação) ..........................................................................................................................22 - Cabos de Saída ....................................................................................................................................23 2.9 - Entrada em Serviço e Exames Preliminares: ....................................................................................24 3 - MANUTENÇÃO ELÉTR ICA ................................ ................................ ............... 25 3.1 - Principais Ensaios El étricos ......................................................................................................................25 3
  4. 4. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 - Medição da Resistênc ia de Isolamento .......................................................................................25 - Medição do Índic e de Polarização ................................................................................................26 - Medição d e Resistência Ôhmica: ...................................................................................................27 - Teste da Corrente em Vaz io ..............................................................................................................28 - Teste de Tensão Apl icada ..................................................................................................................29 - Loop Test ...................................................................................................................................................29 - 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 6. MOTOFREIO: ................................ ................................ ................................ ..... 72 4
  5. 5. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 ANEXO VII ................................ ................................ ................................ ............ 88 5
  6. 6. 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 m áquinas 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 m al 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 Motores Elétricos”, desejando que seja o início de um caminho, que 6
  7. 7. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS percorrido de acordo com métodos e procedimentos adequados, possa trazer resultados satisfatórios sob o todos os aspectos de manutenção. 7
  8. 8. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 Placa de Identificação de Motor Monofásico 8
  9. 9. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 9
  10. 10. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 m inal (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 respectivam ente às tensões de 220/380/440V. de corrente referentes 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 ident ificação 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. 10
  11. 11. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 m otor (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. 11
  12. 12. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 m esmo 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 12
  13. 13. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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. 13
  14. 14. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Zona B : O motor deve ser capaz de desempenhar sua função principal, m as 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 m otores 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. 14
  15. 15. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 m otor é sufici entemente elevada para poder garantir a ace ler ação da m áquina 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 m otivo, 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 15
  16. 16. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 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 - S oft- 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 m anter 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 m óveis ou que gerem arcos, como nas chaves mecânicas. 16
  17. 17. 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 : E 1 = 4,44 . f 1 . N1 . Φ Portanto, o fluxo no entreferro é diretamente proporcional à relação entre tensão e freq uência, como m ostra a equação : Φ = E1 / f 1 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 m agnético 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 17
  18. 18. 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 18
  19. 19. 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 E B F H (105º) (120º) (130º) (155º) (180º) 19
  20. 20. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 2.7 - DISPOSITIVOS D E PROTEÇÃO 2.7.1 - Term ostatos: Características Bimetálicos Baixo Custo Sensível a Temperatura e Corrente Ligado na Bobina do Contator Tempo de Resposta Alto Aplicação Sinalizador para alarme e/ou Desligamento Instalação Na cabeça de bobina do lado oposto a ventilação Nos Mancais 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 Baixo custo Pequena dimensão Sem contatos móveis Elemento frágil Necessidade relé para comando e atuação Aplicação Sinalizador para alarme e/ou Desligamento Instalação Dentro da cabeça de bobina no lado oposto a ventilação Pode ser ligado em série ou individual 2.7. 3 - Termoresistência: • • Resistências Calibradas Pt 100, Ni 100, Cu 100. Características Tempo de resposta curto ≤ 5s Aplicação Monitorar a temperatura dos mancais e dos 20 Instalação Na cabeça de bobina e nos mancais
  21. 21. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Moni toramento da temperatu ra 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 Bimetálico Pode ser do tipo manual ou automático Sensível a temperatura e corrente Mais usado em m otores m onofásicos Sempre inserido em série com os enrolamentos Aplicação Instalação Base do platinado Caixa de ligação Proteção do motor Carcaça 2.7.5 - Resistência de Aquecimento: Características Potência determinada por carcaça Frágil Tensão de alimentação em 110, 220 e 440V Aplicação Reduzir a umidade no interior dos motores Cuidados: • • Manuseio: devido a f ragili dade das conexões e cabos; Amarrações: pode romper o silicone; 21 Instalação Nas cabeças de bobina Pode ser inserido antes ou após a im pregnação
  22. 22. 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 Classe B (130 °C) Classe F (155 °C) Classe H Espessura (mm)* Material Base 0,125 - 0,19 - 0,25 - 0,35 Poliester Poliester isolado com “Dacron”(Fibr a de 0,22 e 0,30 poliester + Resina acríli ca ) 0,18 e 0,25 Poli amida Aromática Nome do Filme Melinex Thernomid Polivolterm Wetherm DMD Nomex * Conforme carcaça e projeto 2.8.2 -Espaguetes – Isoladores Tubulares Classe Térmica F (155°C) H (180°C) Material base Poliester + resina acrílica Fiberglass + borracha de silicone Nome do Espaguete Tramacril / Tramar Trançasil-B / Tramar 2.8.3 - Verniz (Impregnação) Classe Térmica B (130°C) F (155°C) H (180°C) H (180°C) Aplicação Material Base Nome do verniz Impregnação de estatores da Poliester Lacktherm 1310 fábrica II (Motores Nema) Impregnação de estatores das fábricas I(carcac a 63 a 100), Poliester Lacktherm 1314 III(225 a 355) e IV(11 2 a 200) Impregnação de estatores Epóxi Royal E524 Royal E524 especi ais Impregnação de estatores da Resina – Poliéster Lackthe rm 1317/90 fábrica III (carcaça 225 a Irrídico 315S/M) Insaturado 22
  23. 23. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 2.8.4 - Cabos de Saída Classe Térmica B (130° C) F(155° C) H(180° C) Bitolas 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95, 120 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95, 120 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95, 120 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 50, 70, 95 H(180° C) Especificação da Isolação Cabo isolado em borracha sintética a base de Etileno Propileno (EPR), para 600V, cor preta Cabo isolado em borracha de silicone, para 600V, cor cinza Cabo isolado em borracha de silicone, para 600V, cor azul Cabo isolado com dupla camada de borracha de silicone vulcanizada, para 3000V, com isolação em cor branca e cober tura em cor amarela 23 Nome do Cabo Fornecedor LM – 130 Cofibam LME 130C Pirelli Cofistrong Cofiban Cofisil Cofiban Cofialt-3 Cofiban
  24. 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Verificar se o mesmo poderá rodar livrem ente, removendo-se todos os dispositiv os de bloqueio e calços utilizados no transporte; Certificar-se de que a tensão e a freqüência estão de acordo com o indicado na placa de identificação. 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 Acionar o motor desacoplado para verificar se está girando livrem ente e no sentido desejado Verificar se o motor está corretamente fixado e se os elementos de acoplamento estão corretamente montados e alinhados; 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 Para o aterram ento do motor deverá ser usado o parafuso exis tente na caixa de ligação ou no pé da carcaça 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 Se o motor estiver estocado em local úmido, ou estiver parado por muito tempo, m edir a resistência de isolam ento Para inverter a rotação do motor trifásico, basta inverter as ligações à rede de duas das fases d e alime ntação Os motores que possuem uma seta na carcaça assinalando o sentido de rotação deverão girar somente na direção indicada. 24
  25. 25. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 3 - MANUTENÇÃO E LÉTRICA Tão importante quanto a correta instalação dos motores é a sua m anutenção. 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 ) -----2 50 100 2 50 100 500 25 Avaliação do Isolamento Perigoso Ruim Insatisfatório BOM *
  26. 26. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 500 1000 Acima de 1000 Muito Bom Excelente *Conceito mínimo para aceitação da máquina. 3.1.2 - Medição do Índice de Polarização Finalidade : Verificar as condições da resistência de isolamento, m edindo a isolação do enrolame nto em relação a m assa metálica do m otor. 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 m etro (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 1 1,0 1,5 2,0 3,0 1,5 2,0 3,0 4,0 Avaliação do Isolamento PERIGOSO Ruim Insatisfatório Bom ** Muito bom Excelente 4 ** Conceito mínimo para aceitação da máquina. 26
  27. 27. 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) Resistência menor Exemplo: Fase1: 0,125 Ω Fase2: 0,130 Ω Fase3: 0,120 Ω 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 m otor deve estar com erro na bobinagem. 27 ≤ 5%
  28. 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 MTF = 12,6 A 28
  29. 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 m otor 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 isol amento 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 29
  30. 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 (mm) U (Espiras) f x (2R2 – D 1) x L S = 37.500 x U x (2R2 + D1) f x Z 2 x L x (2R2 – D1 ) (mm 2) 30 D1 = 2R1 + 2hn1
  31. 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 Figura 1 Figura 2 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 31
  32. 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; 32
  33. 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 m otor(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 m ão, 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. 33
  34. 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 m otor 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. 34
  35. 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. 35
  36. 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 m étodo 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. 36
  37. 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 (mm 2), 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(mm 2 ) 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 (mm 2) SF: Seção do Fio para Nova Tensão (mm 2) 37
  38. 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 mm 2 1-) Cálculo da quantidade de espiras para a nova tensão (NE): NE= TN . NEA TA NE= 380 . 50 = 86,3 espiras 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 , devese 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 TA NE= 380 . 52 = 89,8 espiras 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 mm 2 38
  39. 39. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS SFA= 1,006 mm 2 Posteriormente calcula -se a seção do fio para a nova tensão: SF= TA . SFA(mm 2) TN SF= 220 . 1,006 = 0,582 mm 2 380 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 mm 2 +0,312 mm 2= 0,558 mm 2 0,558 = 0,96 96% (4% de diferença) 0,582 Então a combinação de fios escol hida não serve, pois a diferen ça ficou m aior que 3%. Vamos tentar uma nova combinação: 3 fios 24 AWG 3 X 0,196 mm 2 = 0,588 mm 2 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. Observação: 39
  40. 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) : 40
  41. 41. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS dif 1 = Vm – Vrs Vtr dif 2 = Vm – Vst dif 3 = Vm – 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. 41
  42. 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 Redução na potência tensão 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. 42
  43. 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 no motor -----------à fonte do desequilíbrio está 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 m onofásicas 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 43
  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 m ovimento de rotação, conseqüên temente chamado atrito de rolamento . Pista externa Pista interna Elemento rolante 44 Exemplo de um rolament o rígido de uma carreira de esferas.
  45. 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 XX Os dois últimos al garismos, m ultiplicados por 5, indicam o diâm etro do furo do rolamento em O segundo algarismo in dica a largura e diâmet ro externo do rolamento. O primeiro algarismo ou série de letras indica o tipo do rolamento. Exemplo: 6 2 09 09 x 5 = 45 mm (furo do rolamento) Rolamento rígido de uma carreira A maioria dos motores utilizam rolamentos de uma carreira de esferas, tanto no mancal dianteiro quanto no mancal traseiro. 45
  46. 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). Exemplo: 46
  47. 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; • Umi dade 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; 47
  48. 48. 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 m ecânico, hidráulico, por injeção de ó leo ou aquecime nto. A escolha do m étodo de desm ontagem pode depender do tam anho do rolamento. Para os rolamentos utilizados nos motores WEG, o uso de ferramen tas m ecânicas 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. Extrator apoiado no anel interno do rolamento. 48
  49. 49. 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. Extrator Hidráulico 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. 49
  50. 50. 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; ! Nunca utilize martelo diretamente sobre o rola m ento. 50
  51. 51. 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 m ontagem 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 Separador 51
  52. 52. 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 direto com a superfície aqueci da em banho de óleo. 52
  53. 53. 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. Aquecedor indutivo de Rolam entos 53
  54. 54. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS ! Jamais aplique chama diretamente sobre o rolamento. 54
  55. 55. 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. 3 2 6 1 5 4 Detalhe Mola Folga axial 2.5mm Rolamento Fixo Mancal Dianteiro. Mancal Traseiro. Detalhe da Mola 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: 3 2 1 6 5 Rolamento fixo Rolamento Fixo M ancal Dianteiro de Rolos Ci líndricos Traseiro de Esferas 55 Mancal 4
  56. 56. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS ! Cuidado para não alterar a posição dos anéis de fixação dos rolamentos. 56
  57. 57. 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 m edições 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: ∅1 • • • • • ∅2 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 57
  58. 58. 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 Mineral; Sintético ; Vegetal; Lítio; Complexo de lítio; Complexo de cálcio; 4.2.2. Características da lubrificação com Graxa: • Vantagens da Graxa: Lubrificam e vedam; 58 Anti -Oxidante; Anti -Corrosivo; Anti - Desgaste; Agente de Adesividade, etc.
  59. 59. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • • Reduzem o barulho; Não necessitam bombeamento. • • • • Desvantegens da Graxa: Não trocam calor; Não removem contami nantes; Menor poder de penetração; Não fluem. Por que relubrificar os rolamentos? Rolamentos engraxados devem ser relubrific ados se a vida útil da graxa for menor que a vida útil esperada do rolamento. O que influencia na vida da graxa? • • • Temperatura; Contaminantes; Vedações deficientes. O que acontontece se o rolamento não é relubrificado? • • A graxa pode endurecer, perdendo suas propried ades lubrificantes; Pode haver acúmul o de contam inantes, reduzindo drasticamente a vida útil do rolamento. 4.2.3. Falhas na Lubrificação: Excesso de Graxa ocasiona: • • • • • Resistência ao Movimento; Aumento da Temperatura; Redução da vida útil do rolamento e d o lubrificante; Penetração de parte da graxa sobre o bobinado do motor; Aumento da temperatura do bobinado e queda da resistência de isolamento. Falta de Graxa ocasiona: • • Rompimen to da pelí cula lubrificante; Aumento do atrito e temperatura do rolamento; 59
  60. 60. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • • Início de descascamento nas pistas do rolamento; Travamento do rolamento por excesso de temperatura e falta de folga radial. 60
  61. 61. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Quantidade de Graxa: Para lubrificação de rolamentos, pode -se usar a equação: G = DXB 200    g    Onde: D = diâmetro externo do rolamento [ mm]. B = largura do rolamento [ mm]. Recomendações para Relubrificação e Manuseio da Graxa: • • • Evitar o preenchimento excessivo dos mancais; Em rolamentos novos, preencher os espaço vazio do rolamento com graxa; Preencher cerca de 2/3 dos anéis de fixação do rolamento com graxa; Correto preenchim ento do anel de fixação do • • • • Em relubrificações, utilizar somente pistola engraxadeira manual; Manter os recipientes com graxa sempre fechados, para evitar contaminação; Manter a superfície da graxa sempre nivel ada; Manter afastada de fontes de ignição; 61
  62. 62. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Evitar contato contínuo com a pele. Limpar respingos que eventualmente aconteçam. ! Evite sempre a mistura de graxas. 4.3 RELUBRIFICAÇÃO D E ROLAMENTOS DE MOTO RES ELÉTRICOS: Relubrificar não é simplesmente adicionar graxa ao mancal do motor. Consiste em colocar a quantidade e o lubrifi cante indicado, no intervalo previsto e no local certo. Para isso recomenda -se a adoção de um procedimento de relubrificação baseado nas recomendações abaixo: 4.3.1. Motores sem Graxeira: Os motores carcaça 63 até 132M nã o possuem pino graxeiro e são equipados com rolamentos de dupla vedação metálica (ZZ). Este tipo de rolamento não permite relubrificação, sendo portanto lubrificados para a vida. Ao fim de sua vida útil devem ser retirados e substituídos. Motores 160M até 200L são norm almente enviados sem pino graxeiro. Para estes motores deve -se adotar o procedimento abaixo: • • • • • Remover as tsmpas com cuidado para não danific ar os rolame ntos; Lavar com querosene ou óleo diesel; Não girar sem lubrificante; Colocar óleo fino e inspecionar; Lubrificar com graxa indicada, preenchendo os espaços internos do rolamento. ! Para esta operação os rolamentos não necessitam ser retirados do eixo. 4.3.2. Motores com Graxeira: Os motores carcaça 160M até 200L podem ser fornecidos com pi no graxeiro como ítem opcional. Os motores 225S/M até 355M/L são fornecidos com pino graxeiro. Para este motores deve -se adotar o procedimento abaixo: • Limpar o bico do pino graxeiro; 62
  63. 63. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • • • • • • • Se possível, adicionar a quantidade de graxa recomendada com o m otor em operação; Caso o motor não possa ser relubrificado em operação, adicionar m etade da graxa in dicada na lubrificação com o motor parado; Funcionar o motor; Colo car o restante da graxa; Não relubrificar mais que a quantidade indicada e em menor tempo que o previsto; Não misturar tipos diferentes de graxas; Utilizar somente pistola engraxadeira manual para esta operação. 4.4. VEDAÇÕES: 4.4.1. Anel V’ring: Vedação utilizada nos motores da linha standard e Alto Rendimento, IP-55. Aplicação: • Vedador o u anel raspador em movimentos relativos. Instalação: • Sobre o eixo, do lado externo do motor, com lábio montado com determinada pressão em contato com a tampa e/ou anel de fixação do rolamento. Cuidados: • Instalar com uma determinada pressão na direção do m otor; 63
  64. 64. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • • O lábio deve ser lubrificado com uma fina camada de óleo ou graxa para perfeita vedação; Substituir sempre que houver intervenção no motor. 64
  65. 65. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 4.4.2. Retentor: Utilizado em motores submetidos a ambientes com umidade e/ou contaminantes líquido s. Podem ser do tipo sem mola (lip seal) ou com mola (oil seal). O padrão WEG para motores IP -56 é o tipo sem mola. Aplicação: • Utilizado para impedir a entrada de líquidos através do eixo do motor. Instalação: • Nas tampas dianteira e traseira do motor . Cuidados: • Não apertar o retentor antes da sua instalação pois pode provocar ovalização; • Não tocar no lábio interno evitando contaminação e deformação; • Instalar com equipamentos apropriados para obter centralização tampa/eixo; • Utilizar retentor composto de material aprovado para a aplicação: - Borracha Nitrili ca: até 120°C; • Poliacrílico: temperaturas normais de operação; Viton: temperaturas extremas, como estufas; Passar uma fina camada de óleo ou graxa nos lábios do retentor antes da montagem; 65
  66. 66. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Observar s entido correto de montagem: mola voltada para lado oposto ao motor; • Verifi car se há rebarbas ou desgaste na região do assento do retentor sobre o eixo: em caso afirmativo, recuperar o eixo antes de instalar o retentor. • Substituir sempre que houver interve nção no motor. 66
  67. 67. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 4.4.3. Labirinto Taconite: Utilizado em motores submetidos a contaminantes sólidos e abrasivos. Equipa os motores IP -65. Aplicação: • • • Estes componentes tem como finalidade garantir a proteção contra penetração de pó no interior do motor quando o ambiente assim exige; Utilizado a partir do modelo 90L até 355M/L; Vedação efetuada pela graxa existente entre o labirinto (parte móvel) e a tampa do motor (parte estacionária). Para sua instalação temos dois pontos a serem ob servados: • • Carcaça 90 a 200 - trocar as tampas normais por especiais; Carcaç a 225 a 355 - trocar apenas os anéis externos de fixação dos rolamentos; ! Sempre montar com graxa entre o labirinto e a tampa do motor. Vantagens: • Construído em latão, sem atrit o entre as partes; 67
  68. 68. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • IP65. Desenho esquemático da montagem e funcionamento do Labirinto Taconite: Tampa ou anel de fixação do rolamento Graxa / Labirinto Taconite / 68
  69. 69. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 5. MANUTENÇÃO DE MOTORES MONOFÁSICOS: 5.1.CENTRÍFUGO: Utilizado em motores com capacitor de partida ou onde há necessidade de desligamento d a bobina auxiliar, como no Spit -Phase. Característi cas: • • • Montado sobre o eixo do motor; Composto por molas helicoidais diferenciadas para 60Hz (cor cinza) e para 50Hz e Split -Phase (cor azul); Seu movimento se deve a força centrífuga dos seus contra -pesos. 5.1.1. Platinado: Característi cas: • • • Fixado na tampa traseira; Fabricado de material isol ante; Promove o desligamento da bobina auxiliar mediante movime ntação do centrífugo. Manutenção: • • • • Observar contatos do platinado; Verificar qual tipo de mola do centrífugo; Observar contra -pesos; Ajustar molas do platinado; 69
  70. 70. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Utilizar peças originais quando efetuar reposição. 5.2. CHAVE ELETRÔNIC A: Sistema eletrônico de partida de motores monofásicos. Recomendada em ambientes no qual os contatos do platinado po dem ser interrompidos por sujeira, umidade, etc. Característi cas: • Não contém partes móveis; • Dimensões reduzidas; • Imune a choques, vibrações, sujeira e umidade; • Fácil instalação; • Elevada vida útil; • Não provoca faiscamento; • Intercambiável com conjunto centrífugo-platina do. Manutenção: • Sem m anutenção; • Quando danificado, trocar o conjunto eletrônico completo. 70
  71. 71. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 5.3. PONTE RETIFICAD ORA: Equipa os moto -freios quando a alimentação da bobina do freio é feita com corrente alternada (C.A.). Função: • Retificar onda CA em CC para alimentação da bobina de liberação do moto-freio. Característi cas: • • Alimentação em corrente alternada n as tensões 110 V, 220 V, 440 V, ou 575 V; Corrente máxima admissível: 1 Ampére. Instalação: • • • Permite instalação pelos terminais do motor ou através de alimentação independente; A alimentação somente poderá ser independente desde que a interrupção seja sim ultânea a do motor; Observar tensão do motor que deve ser compatível com a tensão da ponte. 71
  72. 72. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Manutenção: • Sem manutenção. 6. MOTOFREIO: C ara ct erís ti cas: • Potências : 0,16 a 30 cv (potências acima som ente sob consulta); • Carcaça : 71 a 160 (acima sob consulta); • Pólos : II, IV, VI e VIII pólos; • Tensão : 220/380V, 380/660V, 220/380/440/760V; • Ponte retifi cadora : 220V (onda completa), 440V (meia onda); • Frequênci a : 60 Hz ( 50 Hz sob consult a ); 72
  73. 73. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Freio : pastilhas (padrão) / lona (opcional); • Proteção : IP 55 (motor) e IP 55 (freio). Aplicações: • Talhas, elevadores, teares, tornos e demais apli cações onde sejam necessárias paradas por questão de segurança, posicionamento ou economi a de tempo. a) Manutenção do Motofreio: • • Cuidados contra penetração de água, poeira, etc; Manter correta a regulagem do entreferro; • Aquecim ento pode danificar a bobina de acion amento do eletro -imã. Tabela 5: Carcaça Entreferro Inicial (mm) Entreferro Máximo (mm) 71 0,2 a 0,3 0,6 80 0,2 a 0,3 0,6 90S e 90L 0,2 a 0,3 0,6 100L 0,2 a 0,3 0,6 112M 0,2 a 0,3 0,6 132S e 132M 0,3 a 0,4 0,8 160M e 160L 0,3 a 0,4 0,8 • O intervalo para reajustagem do entreferr o depende de: Mom ento de inérci a e das condições de serviço da carga acionada; • Número de frenagens (operações). 73
  74. 74. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 7. TIPOS DE ACOPLAMENTO São os meios pelo qual o motor é ligado à máquina acionada. 7.1. ACOPLAMENTO D IRETO Deve-se preferir o acoplamento direto devido a fatores como o m enor custo, reduzi do espaço ocupado, ausência de desliza m ento (uso de correias) e maior segurança contra acidentes. Para o caso de redução de velocidade, é usual também o acoplamento direto através de redutores. CUIDADOS : ali nhar cuidadosamente as pontas de eixos, usando acoplamento flexível, sempre que possível, deixando folga mínima de 3mm entre os acoplamentos (GAP). 7.2. ACOPLAMENTO POR ENGREN AGENS Utilizado quando se deseja a lterar a velocidade do motor para entrar na máquina acionada. É imprescindível que os eixos fiquem em alinhamento perfeito, rigorosamente paralelos no caso de engrenagens retas e, em ângulo certo em caso de engrenagens cônicas ou helicoidais. O engrenamen to perfeito poderá ser controlado com a inserção de uma tira de papel, na qual apareça, após uma volta, o decalque de todos os dentes. Este tipo de acoplamento quando mal feito, de forma que as engrenagens fiquem mal ali nhadas, dão origem a solavancos que provocam vibrações na própria transmis são e no motor. Quando uma relação de velocidade é necessária, a transmissão por engrenagens freqüêntem ente é usada. 74
  75. 75. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 7.3. ACOPLAMENTO PO POLIAS : ! A polia deve ser inserida com interferência sobre o eixo do m otor. Para a montagem de polias em ponta de eixo com rasgo de chaveta e furo roscado na ponta, a polia deve ser encaixada até na metade do rasgo da chaveta apenas com esforço m anual do montador. Para eixo sem furo roscado, recomenda -se aquecer a polia cer ca de 80ºC acima da temperatura do eixo, ou através do uso de dispositivos que permitam a colocação e retirada, similar às garras ou sacadores. ! Deve-se evitar a tod o custo o uso de martelos na montagem das polias a fim de para evitar danos às pistas do s rolamentos. Funcionamento: • • • • Deve-se evitar esforços radiais desnecessários nos mancais, situando os eixos paralelos entre si e as polias perfeitamente alinhadas; Deve-se evitar o uso de polias demasiadamente pequenas porque provocam flexões no eixo do m otor, devido ao fato de que a tração na correia aumenta a medida que diminui o diâmetro da polia; Correias que trabalham lateralmente enviesadas transmitem batidas de sentido alternante ao rotor, e poderão danificar os encostos dos m ancais. O escorregam ento da correia poderá ser evitado com aplicação de um material resinoso, como o breu por exemplo. ! A tensão nas correias deverá ser apenas suficiente para evitar o escorregamento durante o funcionamento. 75
  76. 76. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS 8 - MÉTODOS DE MANUTENÇÃO 8.1 – MANUTENÇÃO CORRETIVA É a situação na qual o equipamento é utilizado até a quebra, onde será posteriormente reparado ou substituído por outro equipamento. Geralm ente indústrias que usam máquinas de baixo custo e tem equipamentos reserva utili zam este tipo de m anutenção. O monitoramento dos equipamentos não é vantajoso visto que não há vantagens econômicas ou de segurança em conhecer quando a falha irá ocorrer. 8.2 – MANUTENÇÃO PRE VENTIVA Quando não há máquinas reserva ou paradas de produção resulçtam em grandes perdas, a manutenção realizada em intervalos periódicos, chamada preventiva, pode ser utilizada. Os intervalos de erviço são determinados para que a máquina não apresente falha dentro deste período. No entanto a experiência tem m ostrado que na m aioria dos casos a manutenção preventiva é antieconômica, uma vez que paradas podem ser programadas quando o equipamento ainda apresenta condição de uso, sendo que peças boas freqüêntemente são substituídas por peças novas. Outro fator importante, a interferência humana, pode reduzir a confiabiblidade do equipamento após a intervenção. Cita -se montagens de rolamento inadequadas, contaminação do lubrificante devi do a abertura do equipamento, danos ao enrolamento de motores por batidas durante montagem/ desmontagem, etc. 8.3 – MANUTENÇÃO PRE DITIVA A manutenção preditiva dos motores elétricos resume -se numa inspeção periódica quanto aos níveis de isolamento, corrente, tensão, temperatura de trabalho do motor e rolamentos, lubrificação dos mancais, vibração e análise visual. A freqüência com que devem ser feitas as inspeções, depende do tipo de motor e das condições locais de aplicação. 76
  77. 77. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS A idéia básica da manutenção preditiva é: os consertos serão realizados somente quando as medições indicam ser necessário. Nã o haverá intevenção desde que a máquina esteja funcionando adequadamente. Através do monitoramento regular do equipamento, o início dos defeitos pode ser detectado e seu desenvolvimento acompanhado. Medições serão extrapoladas para predizer quando serão alcançados níveis inaceitáveis dos parâmetros que estão sendo controlados, sendo feita a intervenção no equipamento. ANEXO III PLANO DE MANUTENÇÃO – MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO Componente Diariame nte Motor Completo Inspeção de ruído, vibração e temperatur a Semanalmente Cada 3 meses Inspeção de ruído, vibração, temperatura e desobstruir aletas de ventilação Controle de ruído Relubrificar(respeit ar intervalos conforme placa de identificação) Limpar interior. Reapertar parafusos. Verificar estado da fita isolante e substituir quando necessário Caixas de Ligação Dispositivos de Monitoramento (sondas Drenar água Reapertar condensada parafusos e (se houver) conexões Cada 03 anos Desmontar motor. Checar partes e peças Inspeção visual. Medir Resistência de Isolação Enrolamento do Rotor e Estator Mancais Anualmente Registrar os valores da medição 77 Limpeza dos mancais e/ou, substituir. Inspecionar pista de deslize(eixo) e recuperar quando necessário Limpar interior. Reapertar parafusos. Verificar estado da fita isolante e substituir quando necessário Se possível, desmontar e testar seu modo de
  78. 78. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS térmicas) Alimentação Ventilação funcionamento Verificar se as tensões e correntes estão equilibradas Desobstruir entrada de ar da tampa defletora Aterramento Acoplamento (Observar as instruções de manutenção do fabricante do acoplamento) Após a 1 a semana, checar alinhamento e fixação. Verificar tensão das correias Verificar estado das pás Verificar estado das pás. Verificar conexão e Reapertar parafusos Checar alinhamento e fixação Verificar conexão e Reapertar parafusos Checar alinhamento e fixação Verificar balanceamento do conjunto rotor Balanceamento 78
  79. 79. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS ANEXO IV Vibração em Equipamentos Rotativos Todo equipamento rotativ o (motor, bomba, compressor, ventilador, etc.) apresenta um determinado nível de vibração quando está em operação. Para se determinar se um equipamento está vibrando muito ou não, deve -se medir sua vibração e comparar o valor medido com o valor m áximo definido em norm a. Caso o valor medido esteja acima do valor m áximo da norma, deve -se investi gar a causa da alta vibração e eliminá la. Para efeito de aplicação das dicas que iremos fornecer abaixo, consideraremos os valores máximos de vibração conforme tabela a seguir. Esta tabela foi obtida com base na Norma ISO 10816 -1, editada em 1995. POTÊNCI A DO MOTOR LIMITE DE VIBRAÇÃO Menor que 20cv 1,8mm/s 20cv até 100cv 2,8mm/s 100cv até 500cv 4,5mm/s Dicas para a Investigação de Vibração em Motor Elétrico: Para se investi gar a ocorrência de vibração em um motor elétrico, é fundamental que o motor seja observado no próprio local de instalação. Um técnico deverá se deslocar até o cliente para inspecionar o motor em operação normal, para identificar se a vibração está sendo p rovocada pelo motor ou não. O motor somente deverá ser retirado de sua base caso se tenha certeza que a causa da vi bração esteja no motor. A investigação inicia -se com a medição do nível de vibração do motor. Para isso é necessário que o técnico tenh a um medidor que registre valores globais de vibração, em milímetros por segundo (mm/s), valor RMS. Deve se m edir a vibração em ci nco pontos da carcaça do motor, conforme m ostrado no desenho abaixo. Os valores m edidos devem ser registrados. - Ponto 1: hori zontal dianteira - Ponto 2: vertical dianteira 79
  80. 80. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS - Ponto 3: axial dianteira Ponto 4: horizontal traseira - Ponto 5: vertical traseira Para se definir qual o nível de vibração que o motor apresenta, deve -se considerar o maior valor en contrado entre os cinco valores medidos. E é justamente esse valor maior que deverá ser comparado com o valor da tabela para se definir se o motor está realmente com alta vi bração. Exemplo: Suponhamos que tenha sido realizada medição de vibração em um mot or elétrico de 100cv, o qual estava acionando um ventilador. Os valores obtidos na medição e registrados em relatório foram: - Ponto 1: 2,4mm/s - Ponto 2: 2,0mm/s Ponto 3: 1,2mm/s Ponto 4: 2,1mm/s Ponto 5: 2,2mm/s Neste exemplo podemos registrar que a vi bração medida no motor é de 2,4mm/s (maior valor medido). Comparando -se com o valor da tabela, 80
  81. 81. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS verificamos que 2,4mm/s está abaixo do limite, que é 2,8mm/s. Portanto, em noss o exemplo, o motor está operando satisfatoriamente. 81
  82. 82. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Caso a vibração do motor este ja acima do limi te da tabela, deverá ser verificado se a causa dessa alta vibração está do “ lado do motor ” ou do “lado da máquina acionada ”. Isso é muito importante porque mesmo que a vibração esteja acontecendo no motor, é possível que ela esteja sendo causada pela máquina acionada (desbalanceamento, defeito em rolamento, etc.) ou até mesmo pelo acoplamento entre motor e máquina acionada (defeito no acoplamento, desalinhamento, polia trincada, correias gastas, etc). Mas como se verifica se a causa da vib ração está do “lado do motor” ou do “lado da máquina acionada”? Para essa verificação, deve -se proceder da seguinte maneira: - Desacoplar o motor; - Colocar o motor em operação; - Medir a vibração nos cinco pontos da carcaça, conforme anteriormente feito; Registrar no relatório os valores medidos. Se os valores obtidos com o motor desacoplado forem significativamente m enores que os val ores obtidos com o motor acoplado, pode -se concluir que a causa da vibração não está no motor. Caso os valores obtidos com o motor acoplado forem similares aos valores obtidos com o motor desacoplado, pode -se concluir que a causa da vibração está “do lado do m otor”. MESMO ASSIM AINDA NÃO PODEREMOS AFIRMAR QUE A CAUSA DA VIBRAÇÃO ESTEJA NO MOTOR , pois mesmo o motor estando girando desacoplado da carga, existem ainda alguns fatores externos que podem estar provocando a vibração. Estes fatores externos devem ser verificados antes de se retirar o motor da base. Como se verifi ca se a causa da vi bração está no motor ou não? Apresentamos abaixo algumas dicas do que de ve ser veri ficado e de como fazê -lo: • Má fixação do motor à base : os parafusos de fixação estão bem apertados? 82
  83. 83. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Apoio inadequado do motor sobre a base : os pés do motor estão bem apoiados ou “há pedaço de pé sobrando”? 83
  84. 84. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • Base mal nivelada ou irregular : Para verifi car isso, mantenha o m edidor de vibração no ponto do motor onde foi registrado o maior valor de vibração na medição anterior; afrouxe ligeiramente um dos parafusos de fixação do motor na base e verifique se h ouve alguma alteração na vibração. Reaperte o parafuso e repita o teste com outro parafuso, e assim por diante. Caso você verifique que houve uma redução da vibração devido ao afrouxamento de algum dos parafusos, é muito provável que a base esteja ruim. Ne sse caso o cliente deverá checar a base e providenciar a correção da irregularidade. Após a base estar corrigida e o motor ter sido reinstalado, meça novamente a vibração em v azio. • Vibração causada por outra(s) máquina(s) instalada(s) próxima(s) ao m otor em análise: meça a vibração com o motor parado e registre no relatório. • Excesso de chaveta : se o acoplamento (ou poli a) do motor for mais curto que a chaveta, a sobra de chaveta pode gerar desbalanceamento e vibração, principalm ente em motores de dois pólos. Nesse caso seria necessário “aparar” o excesso de chaveta, repetir as medições e comparar com os valores obtidos anteriormente. • Acoplamento (ou polia) desbalanceado: retire o acoplamento (ou polia) e repita as medições. Registre no relatório e compa re com os valores obtidos anteriorm ente. A medição da vibração deverá ser feita com o canal de chaveta preenchido com meia chav eta. • Base defeituosa: realize uma inspeção visual na base metálica para verificar possível existência de trincas, rachaduras, a m assamentos, ou qualquer outro defeito que possa prejudic ar a rigi dez da base. Inspecione também a base de concreto, principalmente nos pontos de fixação da base metálica (chumbadores). É o Motor: Se ao final de todas comprovado que realmente o deverá ser levado para análise feita verificando -se os seguintes • as verifi cações do item anterior ficar motor é o responsável pela vibração, ele em oficina. A análise do motor deverá ser pontos: Balance amento do rotor; 84
  85. 85. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS • • • • • Empenamento e/ou excentricidade de eixo; Folgas entre rolamentos e tampas; Estado dos rolamentos (ruído, falta ou excesso de graxa, marcas nas esferas e/ou anéis, etc.); Montagem dos anéis de fixação dos rolamentos - verificar se não houve inversão em alguma manutenção anterior (carcaç a 225 S/M e superiores); Montagem correta das molas no anel de fixação do rolamento livre (carcaça 225 S/M e superiores) ou da arruela ondulada (carcaça 200 e inferiores); ANEXO V Check List para Avaliação de Rolamentos 1. DESIGNAÇÃO: Cliente: Tipo de Rolamento: 2. APLICAÇÃO: Tipo de Equipamento: Tipo do Acoplamento: Posição do Equipamento: Tipo do Carregamento: Grau de Proteção do Motor: Regime (horas/dia): Rotação (rpm): Data: Direto: Polia: Vertical: Axial: Radial: Outro: Horizontal: Cargas Atuantes: ............. kgf 3. LUBRIFICAÇÃO: Marca da Graxa: Quantidade de Graxa Utilizada nas Relubrificações: Período de Relubrificação: O Lubrificante Estava Contamina do ? Temperatura de Trabalho do Rolam ento: Temperatura Ambiente no Momento da Falha: Há Sinais de Sobreaquecimento ? Não: Sim: Lubrificante: Eixo: Tampas: 4. AJUSTES: Qual a Condição d o Assento de Rolamento / Encaixe na Tampa / Anéis de Fixação: Há Sinal de Atrito entre Anéis de Fixação ou Tampas e Eixo: Qual o Desvio do Alinhamento entre Motor e Máquina? Paralelismo: Concentricidade: 5. HISTÓRICO: Quanto Tempo o Motor Esteve em Serviço: Quanto Tempo o Motor Ficou Estocado/Parado Antes de Entrar em Operação: Quais as Condições de Estocagem: Umidade: Sim Não Temperatura: Sim Não Vibração: Sim Não Poeira: Sim Não Os Procedimentos Foram Seguidos na Estocagem (girar eixo a cada mês): 85
  86. 86. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DE MOTORES ELÉTRICOS Outros Motores já Tiveram Falhas em Rolamentos? Quando foi Efetuad a a última Manutenção ? Algum Monitoramento foi Efetuado Antes da Falha: Temperatura (°C): Vibração (mm/s): Quando Houve a última Ocorrênci a: Motivo: Condições Ambientes no Local de Funcio namento : Temperatura(°C): .................... Umidade: Sim Não Vibração: Sim Não Poeira: Sim Não Há Partes Mecânicas Faltando: Não: Sim: Pás Ventilador: Pesos Balanceamento: Outros: Observações: ANEXO VI Rebobinamento Procedimentos e cuidados: a) Obter os dados de rebobinam ento fornecidos pelo fabricante ou levantá-los com base no enrolamento queimado; b) Retirar o enrolamento b.1) cortar a cabeça de bobina do lado de saída dos cabos de ligação. b.2) aquecer o estator em estufa até 200 ºc no máximo (não queimar). b.3) retirar as bobinas pelo lado não cortado. b.4) fazer lim peza compl eta do estator (usar espátulas, lixas, imãs, etc. não usar jatos de areia ou granalha e queima com maçarico). b.5) caso tenha ocorrido curto dentro das ranhuras, verificar se não tem chapas soldadas entre si. c) Providenciar materiais conforme dados de placa. d) Rebobinar o motor e) Im pregnar por imersão ou a vácuo (não usar o gotejam ento). f) Limpar ou pintar motor Testes no estator: a) Fazer teste passagem (continuidade): 86 usar ohmím etro/multiteste

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