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Modos de Falha típicos
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PERCENTAGEM DE AVARIAS
- Anomalias no rotor – 10%
- Anomalias no estator – 35%
- Chumaceiras – 42%
- Outros problemas - 13 %
Fonte: 1985 Estudo da General Electric
Avarias Típicas
• Mecânicas
• No rotor
• No estator
• Alimentação
Avarias Tipicas- Mecânicas
• Rolamentos e chumaceiras
• Desequilibrio
• Desalinhamento
• Folgas
• Ressonância
• etc
Avarias no rotor
• Barras partidas – ponto de alta resistência
• Excentricidade estática
• Excentridade dinâmica
Barras partidas no Rotor
Arranques directos, provocam correntes rotóricas de elevada amplitude
(umas 10 vezes maiores que a plena carga) que provocarão grandes
esforços mecânicos, vibrações, um aumento significativo da temperatura
provocando gradientes térmicos nas barras.
O trabalho em sobrecarga, provocado por grandes oscilações de carga ou
arranques consecutivos, podem provocar o mesmo efeito
Barras partidas no Rotor
•Uma barra partida gera calor, devido a aumento de resistência, e expansão
térmica
• As barras adjacentes suportam corrente adicional
•Estas tensões, especialmente quando agravadas por arranques frequentes,
podem causar que barras adjacentes se partam, empeno de origem térmica
ou desaperto da barra partida
•Se a barra partida se soltar pode causar uma avaria catastrófica
Barras partidas no Rotor
•Uma barra partida não conduz corrente
•Quando passa numa zona de elevado fluxo magnético as forças estão
desequilibradas
•Sintomas portanto semelhantes á excentricidade no rotor
•O aquecimento local devido ao mau contacto provoca empeno no rotor
•À medida que o motor aquece manifesta-se um desequilíbrio
•Podem surgir vibrações á frequência de passagem de barras do rotor (FPBR)
Outras anomalias no rotor a provocarem os mesmos
sintomas
•Fendas nas barras
•Mau contacto entre barra e anel de fecho
•Barras soltas no rotor
•Fendas no anel de fecho
•Juntas de alta resistência em rotores bobinados
•Porosidades de fundição em rotores de alumínio fundidos
....qualquer ponto de elevada resistência
Curto circuitos nas lâminas do rotor
Provocam aquecimentos
localizados gerando deformações
e logo desequilíbrios
Avarias Típicas no Rotor
• A existência de assimetrias na gaiola de esquilo, origina uma distribução não uniforme
de fluxo magnético no entreferro, provocando um desequilibrio de forças radiais, sendo a
altura mais crítica o momento do arranque.
• Excentricidade, correspondendo a um problema significativo nos motores de indução,
provocado por um entreferro não uniforme.
• Excentricidade Estática
• Excentricidade Dinâmica
•As possiveis causas podem ser devidas a tolerâncias inadequadas dos componentes,
posicionamento incorrecto do rotor relativamente ao estator, deformações do veio,
avarias relativas a rolamentos, desalinhamentos, desequilibrios do rotor, ressonâncias...
Avarias Típicas no Estator
• A maioria dos problemas encontrados no Estator são devidos a defeitos
localizados nos bobinados, sendo menos frequentes os localizados no núcleo.
• Os problemas nos bobinados do Estator são causados normalmente por
contaminação, abrasão, vibração e sobretensões.
•Os problemas nos bobinados podem ser:
• Curto-circuito entre Espiras
• Curto-circuito entre Bobinas
• Curto-circuito entre fases
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• Circuito aberto
Anomalias no Estator
Resultam de falha do isolamento
Curto circuito entre espiras
Curto circuito entre espiras numa bobine
O isolamento entre fios é deficiente
Quanto mais longe estiverem as espiras , pior
a avaria
Causa aquecimento adicional entre
enrolamentos
Curto-circuito entre Espiras
Anomalias no Estator
Curto circuito numa bobine
Um vazio no isolamento das espiras
Resultam de tensões térmica de curto circuito
entre espiras
Curto-circuito entre Bobinas
Curto-circuito entre Fases
Curto-circuito entre Bobina e a terra
Falha no isolamento da ligação á terra
Sai fumo
Circuito aberto
LIGAÇÃO ESTRELA LIGAÇÃO TRIÂNGULO
Avarias Típicas no Estator
•Desequilíbrios no sistema de alimentação, podem
provocar temperatura elevada no interior do motor,
produzindo danos no isolamento.
Anomalias no Estator
Quando ocorre degradação do isolamento do estator , a
assinatura magnética muda, e estas mudanças podem ser
detectadas na análise de fluxo de dados recolhidos com uma
bobine de fluxo
Avarias Típicas no Estator
• Arranques directos de motores, sem utilização de circuitos estrela-
triângulo (em aplicações como centrais de produção de energia e
plataformas petrolíferas), produzem-se valores de corrente 4 a 10 vezes
maiores que a corrente a plena carga.
• Atendendo às caracteristicas constructivas da máquina, as cabeças de
bobina constituem a parte mais fraca onde incidem as forças
electrodinamicas.
•Motores submetidos a arranques consecutivos, deverão suportar estas
forças para além da impossibilidade de dissipar todo o calor gerado no
interior nas fases de arranque, provocando uma maior deterioração.
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• Sobretensões no circuito de alimentação provocadas por condições
atmosféricas, ou de funcionamento da aparelhagem de manobra ou de
protecção, constituem outra ameaça para o isolamento das espiras do Estator.
• Agentes Ambientais, como contaminação provocada por humidade, óleo,
productos químicos, temperaturas ambientais elevadas.
• Descargas parciais, constituindo um factor de degradação dos isolamentos das
bobines, principalmente em motores de tensões nominais elevadas. As Descargas
Parciais, genralmente assossiam-se à existência de um campo eléctrico local cuja
intensidade excede a rigidez dieléctrica do meio, provocando neste a sua
ionização. As causas que provocam este fenómeno, são a formação de cavidades
na estructura isolante.
Factores penalizantes da fiabilidade de um Motor Eléctrico
Numero de arranques – a corrente no arranque 5 a 8
vezes o normal gerando-se fortes tensões mecânicas
e térmicas
Aquecimento - uma subida de temperatura de
10ºC nos enrolamentos do estator reduz a
vida do motor para metade.
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www.DMC.com
https://www.dmc.pt/analise-de-vibracoes-
em-motores-eletricos/
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03 Diagnóstico de Motores Eléctricos - Modos de Falha

  • 1. Diagnóstico de Motores Eléctricos 3 Modos de Falha típicos www.DMC.pt
  • 2. PERCENTAGEM DE AVARIAS - Anomalias no rotor – 10% - Anomalias no estator – 35% - Chumaceiras – 42% - Outros problemas - 13 % Fonte: 1985 Estudo da General Electric
  • 3. Avarias Típicas • Mecânicas • No rotor • No estator • Alimentação
  • 4. Avarias Tipicas- Mecânicas • Rolamentos e chumaceiras • Desequilibrio • Desalinhamento • Folgas • Ressonância • etc
  • 5. Avarias no rotor • Barras partidas – ponto de alta resistência • Excentricidade estática • Excentridade dinâmica
  • 6. Barras partidas no Rotor Arranques directos, provocam correntes rotóricas de elevada amplitude (umas 10 vezes maiores que a plena carga) que provocarão grandes esforços mecânicos, vibrações, um aumento significativo da temperatura provocando gradientes térmicos nas barras. O trabalho em sobrecarga, provocado por grandes oscilações de carga ou arranques consecutivos, podem provocar o mesmo efeito
  • 7. Barras partidas no Rotor •Uma barra partida gera calor, devido a aumento de resistência, e expansão térmica • As barras adjacentes suportam corrente adicional •Estas tensões, especialmente quando agravadas por arranques frequentes, podem causar que barras adjacentes se partam, empeno de origem térmica ou desaperto da barra partida •Se a barra partida se soltar pode causar uma avaria catastrófica
  • 8. Barras partidas no Rotor •Uma barra partida não conduz corrente •Quando passa numa zona de elevado fluxo magnético as forças estão desequilibradas •Sintomas portanto semelhantes á excentricidade no rotor •O aquecimento local devido ao mau contacto provoca empeno no rotor •À medida que o motor aquece manifesta-se um desequilíbrio •Podem surgir vibrações á frequência de passagem de barras do rotor (FPBR)
  • 9. Outras anomalias no rotor a provocarem os mesmos sintomas •Fendas nas barras •Mau contacto entre barra e anel de fecho •Barras soltas no rotor •Fendas no anel de fecho •Juntas de alta resistência em rotores bobinados •Porosidades de fundição em rotores de alumínio fundidos ....qualquer ponto de elevada resistência
  • 10. Curto circuitos nas lâminas do rotor Provocam aquecimentos localizados gerando deformações e logo desequilíbrios
  • 11. Avarias Típicas no Rotor • A existência de assimetrias na gaiola de esquilo, origina uma distribução não uniforme de fluxo magnético no entreferro, provocando um desequilibrio de forças radiais, sendo a altura mais crítica o momento do arranque. • Excentricidade, correspondendo a um problema significativo nos motores de indução, provocado por um entreferro não uniforme. • Excentricidade Estática • Excentricidade Dinâmica •As possiveis causas podem ser devidas a tolerâncias inadequadas dos componentes, posicionamento incorrecto do rotor relativamente ao estator, deformações do veio, avarias relativas a rolamentos, desalinhamentos, desequilibrios do rotor, ressonâncias...
  • 12. Avarias Típicas no Estator • A maioria dos problemas encontrados no Estator são devidos a defeitos localizados nos bobinados, sendo menos frequentes os localizados no núcleo. • Os problemas nos bobinados do Estator são causados normalmente por contaminação, abrasão, vibração e sobretensões. •Os problemas nos bobinados podem ser: • Curto-circuito entre Espiras • Curto-circuito entre Bobinas • Curto-circuito entre fases • Bobina a terra • Circuito aberto
  • 13. Anomalias no Estator Resultam de falha do isolamento Curto circuito entre espiras Curto circuito entre espiras numa bobine O isolamento entre fios é deficiente Quanto mais longe estiverem as espiras , pior a avaria Causa aquecimento adicional entre enrolamentos
  • 15. Anomalias no Estator Curto circuito numa bobine Um vazio no isolamento das espiras Resultam de tensões térmica de curto circuito entre espiras
  • 18. Curto-circuito entre Bobina e a terra Falha no isolamento da ligação á terra Sai fumo
  • 19. Circuito aberto LIGAÇÃO ESTRELA LIGAÇÃO TRIÂNGULO
  • 20. Avarias Típicas no Estator •Desequilíbrios no sistema de alimentação, podem provocar temperatura elevada no interior do motor, produzindo danos no isolamento.
  • 21. Anomalias no Estator Quando ocorre degradação do isolamento do estator , a assinatura magnética muda, e estas mudanças podem ser detectadas na análise de fluxo de dados recolhidos com uma bobine de fluxo
  • 22. Avarias Típicas no Estator • Arranques directos de motores, sem utilização de circuitos estrela- triângulo (em aplicações como centrais de produção de energia e plataformas petrolíferas), produzem-se valores de corrente 4 a 10 vezes maiores que a corrente a plena carga. • Atendendo às caracteristicas constructivas da máquina, as cabeças de bobina constituem a parte mais fraca onde incidem as forças electrodinamicas. •Motores submetidos a arranques consecutivos, deverão suportar estas forças para além da impossibilidade de dissipar todo o calor gerado no interior nas fases de arranque, provocando uma maior deterioração.
  • 23. Avarias Típicas no Estator • Sobretensões no circuito de alimentação provocadas por condições atmosféricas, ou de funcionamento da aparelhagem de manobra ou de protecção, constituem outra ameaça para o isolamento das espiras do Estator. • Agentes Ambientais, como contaminação provocada por humidade, óleo, productos químicos, temperaturas ambientais elevadas. • Descargas parciais, constituindo um factor de degradação dos isolamentos das bobines, principalmente em motores de tensões nominais elevadas. As Descargas Parciais, genralmente assossiam-se à existência de um campo eléctrico local cuja intensidade excede a rigidez dieléctrica do meio, provocando neste a sua ionização. As causas que provocam este fenómeno, são a formação de cavidades na estructura isolante.
  • 24. Factores penalizantes da fiabilidade de um Motor Eléctrico Numero de arranques – a corrente no arranque 5 a 8 vezes o normal gerando-se fortes tensões mecânicas e térmicas Aquecimento - uma subida de temperatura de 10ºC nos enrolamentos do estator reduz a vida do motor para metade.
  • 25. Pode ver um artigo sobre este tema neste link www.DMC.com https://www.dmc.pt/analise-de-vibracoes- em-motores-eletricos/