Dicas técnicas de teste de motores eléctricos

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Em ALL-TEST Pro, estamos empenhados em trazer-lhe as últimas informações e conhecimentos de testes motorizados disponíveis.

Quando uma falha no enrolamento é detectada a partir do centro de controlo do motor ou desconectar utilizando MCA, deve ser realizado um teste no motor, uma vez que as medições de análise do circuito do motor do valor do teste Estático, ângulo de fase e resposta de corrente/frequência, & isolamento à terra também podem detectar falhas no cabo.

Se o enrolamento testar bem no motor, então o cabo tem uma falha; se o teste melhorar mas uma falha ainda aparecer, é simultaneamente uma falha no cabo e no enrolamento; e se o teste mostrar os mesmos resultados no motor, a falha está nos enrolamentos do estator.

ALL-TEST Pro electric motor testing instruments testing in place and via bench testing

A abordagem multi-tecnologia ao diagnóstico motor significa que estão a ser utilizadas diferentes tecnologias de teste que se complementarão e validarão umas às outras. Um exemplo é o seu técnico de vibração suspeitar de um possível problema de rotor numa aplicação crítica, mas o custo de substituição significa uma paragem da produção, em que o custo do motor é pequeno em comparação com os custos incorridos do
encerramento.

Numa situação como esta, muitas pessoas estariam relutantes em fazer o pedido de substituição, pois se o diagnóstico estiver errado, o custo é muito elevado. Por conseguinte, este motor pode estar a funcionar até à falha, devido à incerteza do diagnóstico. Neste caso, para pôr em prática a abordagem multi-tecnologia, utilizar a Análise de Assinatura Eléctrica (testes energizados) para confirmar ou descartar os resultados preliminares (mau rotor). Se o eixo do motor instalado puder ser rodado ou a carga rapidamente desconectada, então pode ser realizado um teste de Análise do Circuito do Motor (desenergizado) para avaliar o estado do rotor, estator, e ligações. Ao utilizar a abordagem multi-tecnologia, terá mais confiança nas suas descobertas e, por conseguinte, um maior grau de certeza de que determinou a(s) verdadeira(s) falha(s).

Multi-Technology Approach to Motor Diagnostics

O isolamento dos enrolamentos degrada-se com o tempo. MCA™ (Motor Circuit Analysis) detecta estas falhas em desenvolvimento muito cedo. A detecção precoce destas falhas permite uma acção correctiva antes que se tornem catastróficas e resultem numa reconstrução ou substituição importante.

Estas falhas internas de enrolamento são o início do fim para a maioria dos motores. A utilização da Análise de Circuitos de Motores (MCA™) pode ajudar a identificar estes tipos de falhas internas de enrolamento. MCA™ é um método de ensaio de passageiros e o ensaio pode ser iniciado a partir do Centro de Controlo de Motores (CCM) ou directamente no motor.

Para um técnico que avalia um motor, um mego-hmímetro é como uma manga de pressão arterial de um médico. É uma medida que tem de ser feita. Fornece informações importantes, e quando é mau, é mau. Mas é um teste unidimensional, avaliando apenas a integridade do sistema de isolamento à terra. Por si só, não fornece informação suficiente para diagnosticar a saúde motora global. Uma leitura elevada de mego-hm não exclui problemas eléctricos do motor, tal como uma leitura normal da tensão arterial não exclui doenças graves.

Além disso, um teste de mego-ohms falhará falhas entre voltas nos enrolamentos, falhará ligações deficientes, pode falhar uma fase aberta, e não é totalmente afectado por problemas de rotor. Então, deve medir a resistência de isolamento? Claro, mas reconheça que é necessária muito mais informação para avaliar a saúde eléctrica dos motores. A combinação da resistência de isolamento com outros testes baseados em CA, tais como a Análise de Circuitos Motores, pode dar-lhe uma imagem completa da saúde eléctrica do motor, quer para a resolução de problemas ou monitorização do estado.

tech-tip-1-2019 MCA

Para motores de indução CA, as falhas de enrolamento podem começar e terminar como curtos-circuitos de volta e bobina que não rompam o isolamento da parede do solo, independentemente da causa raiz da falha. Os testes de isolamento ao solo apenas detectam caminhos resistivos entre o núcleo do estator e os condutores adjacentes ao núcleo do estator.

A Análise do Circuito Motor (MCA™) é um teste desenergizado e não destrutivo que avalia o estado das ligações do motor, estator e rotor. MCA™ Os testes podem ser realizados a partir do lado de saída do motor de arranque ou de accionamento do motor, portanto, não há necessidade de abrir e desligar os cabos de fase no motor para fins de testes de rotina.

Limitation of Insulation to Ground Fault Detection

Um Ohmímetro é utilizado para medir a resistência eléctrica entre dois pontos. Um Micro-hmímetro é utilizado para medir circuitos de baixa resistência. Um Megohmímetro é utilizado para medir circuitos de alta resistência. A unidade de medida de resistência é um ohm.

Ao testar motores eléctricos, é útil conhecer a resistência de isolamento entre o(s) enrolamento(s) do(s) motor(es) e o solo da estrutura. Este valor estará normalmente na gama de dezenas, ou centenas ou milhões de ohms.

No entanto, também podem ocorrer falhas no enrolamento do motor e não são detectáveis utilizando os Meg ou Micro-Ohm-metros. Para estes tipos de testes, outros tipos se tiverem de ser utilizados instrumentos , tais como os testes de motor portáteis, leves, portáteis, deenergizados, oferecidos por ALL-TEST Pro.

ALL-TEST Pro fornece instrumentos de teste portáteis de campo, operados por bateria, concebidos para avaliar toda a saúde eléctrica do motor. Isto incluiu a detecção de desenvolvimento de bobina a bobina, de rotação a rotação, e de curto-circuitos fase a fase antes de se tornarem catastróficos. Estes instrumentos irão melhorar a eficiência na resolução de problemas, melhorar o seu programa de manutenção do motor eléctrico, e ajudar a evitar interrupções de produção não planeadas.

tech-tip-3-2018 Resistance Issue

Quando um programa de testes de motores MCA™ desenergizado é implementado pela primeira vez, não é invulgar ter entre 10-30% dos sistemas de motores testados para exibir uma ou mais condições de alarme quando os testes são realizados a partir da saída do motor de arranque ou do accionamento do motor. Quando um sistema motor está em estado de alarme, isto não significa necessariamente que o motor irá falhar ou que deve ser parado imediatamente, mas que os valores medidos excederam limites pré-determinados.

Uma das primeiras considerações deve ser a criticidade motora. Obviamente, os motores mais críticos deveriam ter uma prioridade mais elevada do que os motores menos críticos. A segunda consideração é o tipo e a localização do alarme (está relacionado com as ligações, cabo, enrolamento do motor, etc.?)

Blue electric motor ready to be tested

A nossa última dica de análise de dados MCA™ afirmou que não é invulgar, para os novos utilizadores que iniciam um programa de testes de motores MCA™, ter entre 10-30% dos sistemas de motores testados para exibir alguma condição de alarme. É importante notar que um sistema motor que exibe uma condição de alarme não deve ser condenado (ou o motor substituído), se o teste foi realizado a partir do centro de controlo do motor (saída do motor de arranque ou do motor de accionamento). As ligações e cabos do motor entre o ponto de teste e o próprio motor podem ser a causa raiz do alarme.

Portanto, o passo seguinte é realizar outro teste no ponto de ligação seguinte, quer seja uma desconexão ou no próprio motor, com os cabos da fase de entrada desconectados. Se a condição de alarme desaparecer, então o problema está a montante do ponto de teste. Se o alarme persistir, então é o motor. Por último, os resultados não repetíveis dos testes devem ser considerados suspeitos e investigados mais aprofundadamente.

data-analysis MCA

As nossas duas últimas dicas de análise de dados MCA™ afirmaram que não é invulgar que os novos utilizadores que iniciam um programa de testes de motores MCA™ possam ter entre 10-30% dos sistemas de motores testados para exibir alguma condição de alarme. A dica 2 discutiu a importância de realizar testes adicionais para confirmar a fonte do alarme. Isto é, está relacionado com ligações, cabos ou enrolamentos de motores?

Além disso, em relação aos motores de rotor com gaiola de esquilo de indução CA <1000V, muitos motores novos exibirão uma indutância e um desequilíbrio de impedância, devido à concepção/construção do motor. MCA™ medições incluem medidas de impedância e indutância, mas o equilíbrio de fases não é utilizado para avaliar o estado dos enrolamentos motores.

tech-tips-6-2018 MCA

Uma distinção importante entre os contadores RCL e os contadores MCA™ é a capacidade de exercer plenamente todo o sistema de isolamento do enrolamento. Utilizando apenas a resistência, a perda I2R pode ser determinada através de um circuito, mas a fiabilidade eléctrica do sistema, desenvolvendo falhas de enrolamento ou eficiência não pode ser determinada. A indutância,que é variável, dependendo do desenho do enrolamento e da posição do rotor até à posição de enrolamento* também não pode ser utilizada para estes fins.

Infelizmente, os sistemas que utilizam a indutância como base falharão frequentemente bons motores eléctricos e enrolamentos. A fim de obter o verdadeiro estado de um enrolamento motor, é necessário visualizar todos os componentes do circuito motor, incluindo a resistência, impedância, indutância, resposta de frequência de corrente de ângulo de fase (I/F)e resistência de isolamento, DF & Capacitância à terra.

tech-tip-1-2019 MCA

Motor Circuit Analysis™ (MCA™) é um método de ensaio desenergizado e não destrutivo para avaliar a saúde eléctrica completa de um motor.

O valor do teste patenteado Static™ (TVS™) é calculado a partir do teste estático trifásico MCA™ e é utilizado como valor de referência para o motor. Os tipos comuns de falhas no rotor e no enrolamento do estator irão mudar TVS™. TVS™ tem tendência a detectar alterações no estado do estator e do rotor ao longo do tempo. TVS™ também pode ser utilizado para comparar motores do mesmo fabrico exacto para assegurar que está a receber motores bons e de qualidade.

tech-tip-2-2019 Test Value Static

Os testes tradicionais de Megohmmeter apenas detectarão falhas no solo. Nem todas as falhas de enrolamento do estator eléctrico do motor começam como falhas de terra. As falhas podem começar entre as voltas na mesma bobina, entre bobinas na mesma fase, e fase a fase. Se o único teste motor que realizar for com um Megohmímetro, falhará a detecção de falhas cruciais no estator e rotor.

A Análise do Circuito Motor fornece uma visão completa do motor em apenas alguns minutos. O teste pode ser iniciado a partir do Centro de Controlo de Motores (CCM) ou directamente no motor.

A Análise de Circuitos Motores é um método de ensaio desenergizado e não destrutivo para avaliar a saúde eléctrica completa de um motor.

tech-tip-5-2019 Motor Circuit Analysis

A Análise de Circuitos Motores (MCA™) utiliza três testes únicos IND, Dynamic (DYN), e Z-Fi para testar tanto o isolamento do enrolamento como a resistência do isolamento ao solo. Factor de Dissipação (DF), Capacitância (C) ao solo, e resistência de isolamento ao solo (INS) são utilizados para testar o isolamento das paredes do solo. Capacitância é a capacidade de um corpo, sistema, circuito, ou dispositivo para armazenar uma carga eléctrica. DF é a relação entre a perda de potência resistiva e a perda de potência reactiva do material de isolamento. Isto é utilizado para detectar enrolamentos contaminados ou sobreaquecidos. A principal razão para o teste INS é a segurança. O INS é realizado através da aplicação de uma alta tensão DC entre os condutores de corrente desenergizada (enrolamentos) e a caixa da máquina ou a terra.

O Modo de Teste IND é utilizado para testar motores CA trifásicos de indução em gaiola de esquilo com tensão nominal inferior a 1000V. Este modo de teste realiza os testes estático e opcional DYN sobre o isolamento dos enrolamentos e a resistência do isolamento ao solo. Utilizar o teste IND durante a manutenção de rotina baseada em condições (CBM) em equipamento que tenha um valor de teste previamente armazenado Static™ (TVS™) Referência. TVS™ os valores de referência são uma forma rápida e fácil de determinar se o estado do motor está a mudar. O teste DYN pode determinar tanto o estado do rotor como o estado do estator se o motor for desacoplado da carga conduzida.

O Modo de Teste Z-Fi é utilizado em todos os tipos de motores CA (de qualquer voltagem), geradores e transformadores. Os testes de baixa tensão realizam automaticamente todos os testes estáticos: DF/C, INS, impedância, indução, ângulo de fase, resposta de frequência de corrente (I/F), e calcula um TVS. O modo de teste Z-Fi
deve ser utilizado em todo o equipamento de média ou alta tensão (superior a 1.000V) e deve ser utilizado em equipamento instalado sem referência TVS™. A razão pela qual o teste Z-Fi é utilizado em motores sem TVS prévio é porque se pretende determinar a saúde actual do motor. Uma vez gerado um valor TVS™, pode começar a fazer uma tendência dos dados. No modo de teste Z-Fi não se realiza um DYN (teste dinâmico do estator e rotor) porque a carga ou a transmissão está ligada ao motor e o teste não é prático.

Pode realizar um teste DYN no modo Z-Fi? Um teste DYN não é oferecido no modo de teste Z-Fi. Pense nisso como uma linha de base para descobrir qual é o estado do motor sem um teste de referência. Este equipamento já é normalmente
instalado sem ter a capacidade de rodar o eixo do motor, ou seja, ligado a uma caixa de engrenagens, submersível, ou a uma bomba.

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IND Mode vs. Z-Fi

Acompanhando os seus bens motorizados desde o “berço à sepultura”; quer seja manutenção de rotina, rebobinagem ou substituição, TVS™ mantém um olho nos seus bens motorizados e cria uma cultura de “Pode Fazer!” que é fácil de adoptar em qualquer instalação onde os motores estejam presentes.

Quaisquer alterações no estado do isolamento do enrolamento ou do rotor ocorrerão, serão reflectidas no TVS™. Uma vantagem tecnológica de implementar e utilizar TVS™ é que elimina erros causados por desequilíbrios de indutância que podem ocorrer devido à posição de um rotor de gaiola de esquilo. TVS™ é independente da posição do rotor. A ATP tem as únicas ferramentas (instrumentos) de teste de motores no mundo que fornecem um valor TVS™.

  • TVS™ começa com uma linha de base ou com um teste de inspecção de entrada em motores de reserva e de substituição.
  • Os testes secundários e seguintes TVS™ devem ser efectuados após a instalação do equipamento a partir do controlador de saída ou de qualquer ponto facilmente acessível. As leituras subsequentes devem ser feitas a partir do mesmo local e devem ser comparadas com o valor instalado TVS™.
  • Se o valor remoto TVS™ indicar um problema, deve ser feito outro teste directamente a partir do motor. Se o motor testar bem, sabemos que é a cablagem para o controlo. Se o motor é mau, geralmente sabemos que o motor é mau e a cablagem é boa. Ambos podem ser maus, mas é raro.

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AT7P Testing Motor
AT7P Testing from Control panel

O teste de resistência em Circuito Motor Analysis™ (MCA™) é usado principalmente para encontrar ligações de alta resistência. Estes testes são realizados directamente na caixa de junção do motor. Um teste de resistência pode revelar um motor ligado em falta, ou juntas de solda a frio.

Um teste de resistência de fase realizado num Centro de Controlo de Motores (CCM) ou num controlador testa todo o circuito motor. Este teste pode revelar ligações de alta resistência em caixas de junção intermediárias, interruptores locais e problemas na própria caixa de junção do motor. Estas ligações de alta resistência geram calor, nunca melhoram, pioram sempre e quase sempre levam a perdas de produção não programadas.

Para além de danos por calor pontual e falhas potenciais de fase a fase ou de fase a terra que podem causar danos catastróficos dispendiosos, as ligações de alta resistência causam desequilíbrios de tensão que, por sua vez, levam ao sobreaquecimento do motor e à diminuição da eficiência operacional.

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MCA Resistance

A Análise de Assinatura Eléctrica (ESA) é um método de ensaio energizado onde a tensão e as formas de onda de corrente são capturadas enquanto o sistema motor está em funcionamento para avaliar a saúde do sistema motor. Os testes energizados fornecem informação valiosa para motores de indução CA e CC, geradores, motores de rotor enrolado, motores síncronos, motores de máquinas-ferramenta, e muito mais.

A Análise do Circuito Motor (MCA™) é um método de teste desenergizado para avaliar a saúde do motor e do circuito motor. Este método pode ser iniciado a partir do Centro de Controlo de Motores (CCM) ou directamente no motor. A vantagem de testar a partir do CCM é que toda a parte eléctrica do sistema motor, incluindo as ligações e cabos entre o ponto de teste e o motor, é avaliada.

ALL-TEST Pro produz os seus instrumentos ESA e MCA™ como unidades discretas, de mão, operadas por bateria, todas extremamente portáteis no campo. Os elementos de análise e armazenamento de dados são baseados em WINDOWs e são facilmente partilhados entre computadores. Para além de proporcionar flexibilidade a um departamento de fiabilidade, a utilização de instrumentos individuais proporciona aos utilizadores a capacidade de escolher qual a melhor tecnologia para o seu programa de manutenção de motores eléctricos. Ambos os instrumentos e software fornecem respostas rápidas e fiáveis para que o pessoal de manutenção e os gestores possam tomar decisões fiáveis e manter a sua equipa de manutenção a trabalhar simultaneamente em diferentes aplicações motoras.

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Testes na Caixa de Junção Motorizada: Como acontece com muitos motores, uma forma simples de testar os seis motores de chumbo envolve ir directamente para a caixa de junção do motor. Depois de confirmar que todos os requisitos de Lock Out / Tag Out foram cumpridos e que os cabos do motor foram verificados quanto à presença de tensão, a caixa de junção do motor pode ser aberta em segurança.

Se os cabos do motor do controlador e os fios internos do motor estiverem etiquetados, tomar nota dessa ligação. Se não estiverem marcados, então marquem-nos com fita colorida ou outra identificação para que possam ser devidamente reconectados quando os testes estiverem completos.

Desligar os cabos do motor de arranque dos fios internos do motor, ou dos terminais da caixa.

Os fios ou terminais internos do motor devem ser numerados, de um a seis. Como verificação, deverá ser possível testar a continuidade eléctrica entre terminais/fios 1-4, 2-5, e 3-6. Estes são os seus fios de fase (A, B, C, ou 1, 2, 3).

Para testar o motor na configuração WYE deve encurtar juntos os terminais/fios número 4, 5, e 6. Os fios podem ser aparafusados uns aos outros ou podem ser utilizados saltadores de curto-circuito de tamanho significativo. O(s) testador(es) pode(m) então ser ligado(s) aos terminais/números de fio 1, 2, e 3. Nesta configuração só é necessário um teste de INS para aterrar.

As pistas 4, 5, e 6 precisam de ser encurtadas em conjunto. Isto pode ser feito com saltadores no fundo dos contactores DELTA ou WYE ou o contactor WYE pode ser de alguma forma forçado. Com este curto-circuito realizado, o instrumento pode ser ligado aos cabos 1, 2, e 3 no instrumento pode ser ligado aos cabos 1, 2, e 3 na parte inferior do contactor RUN.

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O ALL-TEST PRO 7™ traz a manutenção preditiva aos testes de motores de corrente contínua. Tarefas de Manutenção Preventiva para motores de corrente contínua, tais como inspecções de comutadores e escovas, lubrificação, são muito importantes para o seu funcionamento bem sucedido a longo prazo. No entanto, estas inspecções não conseguem determinar o estado do enrolamento ou isolamento eléctrico. A adição de testes eléctricos periódicos, tais como medições da resistência do enrolamento e da Resistência de Isolamento ao Solo (IRG) fornecem algumas informações sobre possíveis problemas de ligação e fraquezas no isolamento de paredes de terra, mas ainda não conseguem determinar o estado geral do isolamento do equipamento.
ALL-TEST PRO 7™ instrumento de teste de motoresAo acrescentar MCA™ leituras aos testes de motores de corrente contínua fornece uma indicação precoce do desenvolvimento de problemas dentro do sistema eléctrico dos motores para além dos detectados usando um megohm e ohmímetro. Os testes MCA podem ser executados rapidamente a partir da unidade e podem confirmar ou eliminar falhas em máquinas DC.

Vários pontos-chave determinam rapidamente o estado das máquinas DC

  1. Fazer leituras de enrolamentos em série e de enrolamentos em armadura juntos
  2. Os motores de teste e geradores são os mesmos
  3. A leitura I/F fora do intervalo de -15 a -50 indica uma falha no enrolamento
  4. Um aumento da resistência do enrolamento corrigido da temperatura, acompanhado por alterações na impedância indica ligações soltas
  5. Uma diminuição da resistência corrigida da temperatura acompanhada de alterações na impedância, indutância, ângulo de fase e resposta de frequência de corrente (I/F) indica o desenvolvimento de curtos-circuitos de enrolamento
  6. Desvios de ângulo de fase ou I/F de mais de 2 pontos entre motores semelhantes indica a necessidade de uma análise completa de MCA
  7. Alterações na leitura de MCA no circuito de armadura entre os intervalos de teste induzem um teste de barra a barra de armadura
  8. Alterações nas leituras de MCA no circuito de armadura levadas de volta para trás indicam acumulação de carbono na armadura

Ao seguir estas orientações simples, utilizando o AT7P™ proporciona uma detecção precoce de falhas antes que a máquina de CC falhe durante o funcionamento. Os intervalos de teste recomendados devem ser pelo menos os indicados no Quadro 1.

Quadro 1: Frequência do motor CC

Uma vez detectada uma falha em desenvolvimento, recomenda-se reduzir os intervalos de tempo entre testes até que a máquina possa ser removida para reparação. Recomenda-se um teste de armadura completo em conjunto com tarefas de manutenção preventiva.

Conclusão

O teste eléctrico preventivo de máquinas de corrente contínua é muito mais fácil usando a função de modo DC do AT7P™. Os procedimentos detalhados e fáceis de seguir são fornecidos passo a passo no grande ecrã LCD retroiluminado para tornar os testes rápidos e fáceis de executar a partir da unidade do motor em menos de 5 minutos. Estão disponíveis testes e características adicionais para a resolução de problemas no motor, a fim de identificar rapidamente a origem do problema. MCA™ testar melhora drasticamente os testes em máquinas DC, poupando tempo e fornecendo mais detalhes em comparação com as técnicas e métodos tradicionais.


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Dica

Para a análise de tendências e análise de motores eléctricos trifásicos MCA, são ligados três cabos de motor ao instrumento MCA. Quando novos motores são testados, o técnico pode encontrar motores com múltiplos condutores de motor. Isto permite que os motores possam ser utilizados em múltiplas aplicações. Normalmente, os diagramas de ligação são fornecidos pelo Fabricante do Equipamento Original (OEM). Este guia é fornecido se o diagrama dos fabricantes não estiver disponível. Estas directrizes não substituem as ligações OEM. Geralmente, todas as bobinas utilizam esquemas de numeração padrão, pelo que a sua ligação para os testes MCA é directa. Assume-se que o técnico tem conhecimentos eléctricos básicos e acesso aos materiais adequados para as ligações de arame, tais como porcas de arame, parafusos ou pernos bipartidos, tampões, parafusos ou pernos de máquinas variados, e materiais isolantes que possam ser necessários para fazer ligações temporárias ou permanentes aos motores em teste.

Os enrolamentos de três fases do motor têm um início de fase e o fim de fase. Estas fases são então ligadas numa configuração DELTA ou WYE. Qualquer desequilíbrio nos resultados dos testes irá aparecer independentemente da configuração conectada. Se o resultado do teste for utilizado como dados de base, qualquer teste subsequente deve ser feito na mesma configuração para efeitos de tendências e comparativos. Uma nota sobre a configuração do teste pode ser introduzida na análise informática relevante
ficheiro de dados de teste de software. Exemplo – MCA PRO™ software informático.

Diagrama de seis motores de chumbo

Para testar o motor na configuração DELTA, o início de cada fase é ligado ao fim de outra, e os condutores do motor T1, T2 & T3 são ligados a esta junção dos condutores de fase. Ligar firmemente os cabos T1 a T6, T4 a T2, e T5 a T3 e utilizar estas ligações como os pontos de teste 1, 2, e 3. Para ligar o motor na configuração WYE, ligar firmemente o fim das fases para formar uma ligação “wye” e isolar os cabos T4, T5 e T6 e depois utilizar o início das fases como pontos de teste 1, 2, e 3 como ligações de fase.

Seis Diagrama de Motor IEC de Chumbo

Diagrama de nove motores de chumbo

Nove motores de chumbo virão das instalações OEM ou de reparação com algumas das ligações ligadas internamente numa configuração DELTA, ou WYE. Para completar as ligações, ligar os cabos do motor T4 a T7, T5 a T8, e T6 a T9 com porcas de arame ou outros meios adequados e utilizar os pontos de teste do motor 1, 2, e 3 como ligações de fases.

Diagrama do motor IEC de nove chumbo


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Dica

Para a análise de tendências e análise de motores eléctricos trifásicos MCA, são ligados três cabos de motor ao instrumento MCA. Quando novos motores são testados, o técnico pode encontrar motores com múltiplos condutores de motor. Isto permite que os motores possam ser utilizados em múltiplas aplicações. Normalmente, os diagramas de ligação são fornecidos pelo Fabricante do Equipamento Original (OEM). Este guia é fornecido se o diagrama dos fabricantes não estiver disponível. Estas directrizes não substituem as ligações OEM. Geralmente, todas as bobinas utilizam esquemas de numeração padrão, pelo que a sua ligação para os testes MCA é directa. Assume-se que o técnico tem conhecimentos eléctricos básicos e acesso aos materiais adequados para as ligações de arame, tais como porcas de arame, parafusos ou pernos bipartidos, tampões, parafusos ou pernos de máquinas variados, e materiais isolantes que possam ser necessários para fazer ligações temporárias ou permanentes aos motores em teste.

Os enrolamentos de três fases do motor têm um início de fase e o fim de fase. Estas fases são então ligadas numa configuração DELTA ou WYE. Qualquer desequilíbrio nos resultados dos testes irá aparecer independentemente da configuração conectada. Se o resultado do teste for utilizado como dados de base, qualquer teste subsequente deve ser feito na mesma configuração para efeitos de tendências e comparativos. Uma nota sobre a configuração do teste pode ser introduzida na análise informática relevante
ficheiro de dados de teste de software. Exemplo – MCA PRO™ software informático.

Doze Diagrama do Motor de Chumbo

12 Motor de chumbo wye e delta

Doze motores de chumbo oferecem a maior flexibilidade de qualquer motor. Podem ser ligados numa configuração WYE ou DELTA, e são utilizados para operações de “alta” ou “baixa” tensão ou operações de múltiplas velocidades. No entanto, esta versatilidade não complica o procedimento de ensaio de peças sobressalentes de motores ou os motores que regressam da reparação.

Doze Diagrama do Motor IEC de Chumbo

12 Motor de chumbo IEC wye e delta

Para testar o motor numa configuração DELTA, ligar firmemente os cabos T1 a T12, T2 a T10, T3 a T11, T4 a T7, T5 a T8, e T6 a T9. Depois utilizar os pares contendo T1, T2, e T3 como fases 1,2, e 3 para testes.

Para testar o motor numa configuração WYE, ligar firmemente e isolar os cabos T10, T11, e T12. Depois ligar os cabos T4 a T7, T5 a T8, e T6 a T9 e utilizar 1,2, e 3 como fases de ligação para testes.

Existem outras configurações que podem aplicar-se a aplicações específicas. Por exemplo: Arranque TOTAL, funcionamento DELTA, ou para alta ou baixa voltagem. Para os testes MCA a principal importância é que todas as bobinas sejam testadas durante o teste e as conexões recomendadas o realizem. Se um desequilíbrio for detectado, então as bobinas individuais podem ser testadas como discutido abaixo.

As fases ou bobinas individuais podem ser testadas através da realização de medições monofásicas desde o início de uma fase ou bobina até ao final da mesma fase ou bobina. Por exemplo, num DELTA ligado a 12 motores de chumbo, a fase A pode ser medida de 4 a 9, a fase B de 5 a 7, e a fase C de 6 a 8. Para um motor ligado WYE, A fase 1-10, B fase 2-1, C fase 3-12. Segmentos individuais podem ser comparados utilizando medições monofásicas de bobinas individuais, 1-4, 2-5, 3-6, 7-10, 8-11, 9-12.


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Dica

Como dizer se o motor eléctrico é mau

O que é que se faz quando um motor falha ou tropeça numa viagem? Que ferramentas utiliza actualmente para determinar se o motor é “bom” ou “mau”? Se for como a maioria dos técnicos, provavelmente usa um Megohm Meter e um Multi-metro Digital.

Olhando para um teste de motor real num motor instalado onde a unidade tinha tropeçado.
O electricista, utilizando um Megohm Meter e um Multi-Metro Digital, adquiriu estes resultados.

Então, o que é que isto indica sobre o estado deste motor? Com base nestas leituras, o problema é obviamente, com a Unidade e não com o Motor, certo? Por isso,
o que substituiria a VFD ou o Motor? O técnico de serviço contava com um teste de isolamento de megohmetro Isolamento ao solo que indica que o isolamento da parede do solo não tem fraquezas para o solo, e um Multi-metro Digital (teste de resistência), que indica que há continuidade nos enrolamentos e que todas as ligações são boas. O técnico de serviço estava apenas a analisar 2 factores que afectam o motor. Ambas as medições dos instrumentos indicam que não há nada de errado com os componentes testados mas não fornecem uma imagem completa do estado do motor. Na medida em que estes instrumentos podem dizer que este motor está em bom estado.

Estes métodos de teste são muito fiáveis para determinar se o seu motor está “vivo” ou “morto” (ou seja, curto-circuitado à terra) ou tem problemas de ligação, mas não lhe darão o estado actual de saúde do motor. Substituiu a Unidade ou o Motor?

Usando o Circuito Motor Analysis™ (MCA™), foi isto que o mesmo electricista encontrou: ao realizar os testes MCA™. O ângulo de fase (Fi) e a Corrente/Frequência (I/F) não indicam qualquer evidência de calções de enrolar existentes ou em desenvolvimento.

Se substituiu o motor, custou tempo e dinheiro à sua empresa, tanto no custo do motor como no facto de que terá de substituir a unidade quando esta voltar a tropeçar.

O mesmo electricista teve uma viagem com motor idêntico a motor numa linha diferente.

E agora? É a Unidade ou o Motor? Se disse Motor, está correcto. Uma vez que estas leituras são as mesmas que as do motor anterior, isso sugere que o motor é bom, pelo que a falha deve estar na unidade.

Os instrumentos MCA™ mostram claramente desequilíbrios tanto no ângulo de fase como na resposta de frequência de corrente que são indicações de curtos-circuitos sinuosos. Portanto, neste caso, a falha está definitivamente no motor.

MCA™ instrumentos oferecem respostas rápidas e fiáveis ao estado de saúde dos motores.

– Teste rápido em menos de 3-5 minutos.
– Direcções fáceis no ecrã.
– Respostas apresentadas no ecrã como GOOD, BAD, WARN.
– Disponível com o telefone APP ou MCA™ Software suites.

Quais são as suas ferramentas de teste de motores que medem?

O que é a tecnologia MCA™? MCA™ (Motor Circuit Analysis) é um método de teste de baixa tensão desenergizado que exerce o sistema de isolamento do enrolamento dos motores para avaliar a saúde de todo o motor e da cablagem associada.

**Falhas da bobina de enrolamento: volta à volta e bobina à bobina.

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A resistência é uma propriedade fundamental de um material capaz de resistir ao fluxo de electricidade através dele. As unidades de resistência são ohms e utilizam o símbolo grego omega (Ω) e o símbolo matemático é (R). Todos os materiais têm alguma resistência, a maioria dos metais tem baixa resistência e são conhecidos como condutores. A Resistência Específica de um material é a resistividade e é representada por(ρ). A resistência de um material depende do tipo de material, do comprimento e da forma do material. A resistência de um objecto ou material determina quanto trabalho ou calor é criado à medida que a corrente flui através do material. Por exemplo, um material com alta resistência consumirá uma grande quantidade de energia à medida que a corrente flui através do material. A corrente que produz trabalho e cria calor é conhecida como corrente resistiva (Ir).

A medição da resistência tem o nome de Georg Simon Ohm, um físico alemão do séculoXIX que estudou a relação entre tensão, corrente e resistência. Ele é creditado por formular a Lei de Ohms que é a resistência de um circuito (R) é igual à tensão (E) aplicada ao circuito dividida pelo fluxo de corrente (I) através de um circuito. R = E/I

Os materiais nos circuitos eléctricos são classificados como condutores ou isoladores.

Os condutores são materiais que têm electrões soltos no invólucro mais externo dos átomos que compõem o material condutor e oferecem muito pouca resistência ao fluxo de corrente. Os electrões fluem facilmente através do material condutor. Exemplos de condutores são o cobre, aço, ferro, bronze, e muitos outros metais.

Os isoladores são materiais que têm electrões muito bem ligados no invólucro mais exterior dos átomos que compõem o material isolante e resistem ao livre fluxo de corrente através do material. Os isoladores apresentam uma elevada resistência e restringem o fluxo de electrões. Exemplos incluem borracha, vidro, madeira, e muitos plásticos.

O fundamental da electricidade é que a corrente toma o caminho de menor resistência, pelo que os isoladores são utilizados para direccionar o fluxo de corrente através do caminho pretendido e impedir o fluxo de corrente através de caminhos indesejados.

Nos motores, os condutores são formados em bobinas ou enrolamentos para criar o campo magnético necessário para converter a energia eléctrica em torque mecânico. Para maximizar a força do campo magnético, a corrente precisa de fluir através de cada curva do enrolamento. Portanto, os condutores que são utilizados constroem os enrolamentos são revestidos com múltiplas camadas de isolamento para dirigir a corrente através do enrolamento. Este isolamento é referido como isolamento por enrolamento ou por rotação.

Quando o isolamento entre condutores começa a quebrar, a corrente ainda não fluirá entre condutores até que a resistência do isolamento desça abaixo da resistência do material condutor em torno do condutor. Portanto, a medição da resistência dos enrolamentos individuais permanecerá inalterada até que o isolamento tenha falhado completamente.

A resistência é directamente proporcional ao comprimento total do condutor, ao tamanho do condutor (em moinhos circulares), e à temperatura do condutor. Por exemplo, é muito mais fácil a água fluir através de um tubo largo e curto do que fluir através de um tubo mais estreito e longo. A corrente através de um condutor eléctrico reage da mesma forma. A corrente fluirá muito mais facilmente através de um grande e curto pedaço de fio do que através de um pedaço de fio mais estreito e mais longo, porque há menos resistência dos electrões que fluem no condutor maior do que no condutor mais pequeno.

Portanto, quando
medição da resistência do enrolamento
num motor eléctrico trifásico desenergizado, qualquer desequilíbrio de resistência é geralmente o resultado de problemas de ligação. A resistência das três fases deve ser equilibrada em relação umas às outras. Qualquer desequilíbrio de 5% é um aviso e indica a existência de problemas no circuito motor.

Ao testar a partir do CCM, um desequilíbrio de resistência pode estar em qualquer parte da ligação no CCM (Gabinete de Controlo de Motores), na cablagem ou no próprio motor. É necessário realizar testes adicionais progressivamente mais próximos do motor para localizar as ligações que estão a causar a resistência desequilibrada.

Se as medições de resistência no motor estiverem equilibradas, isto verifica que a questão está algures entre o CCM e os cabos do motor. Se os valores de resistência directamente no motor estiverem desequilibrados, isto confirma que existe um problema no interior do motor. Exemplos de coisas que podem causar resistências desequilibradas são ligações soltas, juntas de solda a frio quer no motor ou no CCM, fio desgastado ou partido, terminais sujos ou oxidação das ligações em qualquer parte do circuito do motor.

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MCA™ é um método comprovadamente muito fácil de usar e seguro de avaliar o estado da electricidade equipamento enquanto o equipamento é desenergizado. A premissa básica da MCA:
No equipamento com bobinas trifásicas todas as fases devem ser idênticas. Consequentemente, todas as características eléctricas do enrolamento devem ser as mesmas. Se ocorrer qualquer alteração no estado de isolamento, nunca é bom, (os enrolamentos não se “fixam” eles próprios). Portanto, qualquer alteração no sistema de isolamento do enrolamento é “má”. As bobinas de fase têm 2 sistemas de isolamento separados e independentes O sistema de isolamento da parede do solo e o sistema de isolamento do enrolamento; o estado de um sistema de isolamento não indica o estado do outro, por isso cada sistema de isolamento precisa de ser testado exaustiva e independentemente. O sistema de isolamento da parede de terra isola as bobinas da estrutura do equipamento ou outras partes expostas do equipamento enquanto o sistema de isolamento do enrolamento direcciona a corrente através dos condutores para criar o campo magnético. MCA™ realiza uma série de testes em ambos os sistemas de isolamento.

Isolamento da parede de terra: A avaria do sistema de isolamento da parede de terra é uma questão de segurança e requer acção imediata. MCA™ mede a resistência do isolamento à terra para localizar quaisquer pontos fracos no isolamento da parede de terra, mas não fornece o estado geral do isolamento. A leitura do Factor de Dissipação (DF) e da Capacitância ao Solo (CTG) fornecem uma indicação adicional do estado geral do sistema de isolamento das paredes do solo, mas nenhum destes fornece qualquer indicação do sistema de isolamento do enrolamento.

Isolamento de enrolamento: Uma avaria no sistema de isolamento do enrolamento resultará em curtos-circuitos entre os trocadilhos nos enrolamentos, o que resulta num campo magnético enfraquecido, fluxo de corrente desequilibrado, aumento do aquecimento e eventual falha de equipamento atastrófico. MCA™ realiza um teste em série aplicando tensão CA e CC de baixa tensão aos enrolamentos trifásicos enquanto o motor está desenergizado. A tensão DC mede a resistência do enrolamento usando cabos Kelvin especialmente concebidos para fornecer medições muito precisas da resistência do enrolamento para identificar problemas de ligação.

Quando o isolamento do enrolamento começa a degradar-se, sofre uma alteração na composição química do material isolante que envolve os condutores. A corrente CA que flui através dos enrolamentos exerce todo o isolamento do enrolamento. As alterações muito pequenas que ocorrem devido à composição química são medidas e avaliadas. Analisando a quantidade e as relações, é possível identificar as causas e a gravidade das falhas sinuosas em desenvolvimento e recomendar a acção adequada.

MCA™ pode ser utilizado para:
1) Inspecções de entrada em todos os motores novos e reparados
2) Testes de substituição
3) Teste de pré-instalação
4) Resolução de problemas
5) Testes de rotina de manutenção preditiva

MCA™ Testes
Teste estático – testa os três enrolamentos dos motores CA, realiza uma série de testes em diferentes frequências nas três fases dos enrolamentos do motor a partir dos cabos de linha dos motores, T1, T2, T3. Os resultados do teste são introduzidos num algoritmo proprietário para criar o Valor Estático do Teste (TVS). O TVS é um número sem dimensão que serve como valor de base para definir o estado do equipamento. Qualquer alteração neste valor > 3% indica uma falha. Este valor pode ser comparado com outros equipamentos idênticos (deve ser a mesma classificação HP/KW, velocidade, tamanho da moldura, e fabricante).

Teste dinâmico – é realizado em motores de indução de gaiola de esquilo < 1000 V. Enquanto o eixo do motor é rodado manualmente de forma suave e lenta, são criadas assinaturas de estator e rotor. As assinaturas do estator e do rotor são automaticamente analisadas para identificar e reportar falhas no rotor ou no estator.

Teste de comparação de fases – testa bobinas trifásicas em todos os tipos de equipamento trifásico, incluindo motores, geradores, e transformadores. A comparação de fases ou teste “Z” mede a resistência de enrolamento DC (R), impedância (Z), indutância (L), ângulo de fase (Fi) e resposta de frequência de corrente (I/F).

Os resultados dos testes são registados e fornecidos para determinar quaisquer diferenças nas fases. Estas diferenças são comparadas com directrizes pré-determinadas criadas através de muitos anos de testes de campo do estado do isolamento do enrolamento. Estes valores podem ser utilizados ao longo do tempo, para determinar o tipo e a gravidade da falha em desenvolvimento, e fornecer uma estimativa do tempo até à falha.

As seguintes directrizes foram desenvolvidas a partir de mais de 35 anos de testes de campo, mas são simplesmente directrizes e são um bom ponto de partida, no entanto, como com qualquer falha das directrizes não ocorrerá imediatamente se estas directrizes forem excedidas.


Os procedimentos básicos para MCA™ testar testes estáticos e dinâmicos são todos realizados em novos equipamentos para avaliar o novo estado dos motores e estabelecer linhas de base ou valores de referência para testes futuros. Novas linhas de base são estabelecidas a partir do centro de controlo de motores (CCM), uma vez instalado um motor. Todas as leituras futuras podem ser feitas se todas as medições do CCM estiverem equilibradas, todas as ligações no circuito do motor estiverem apertadas e o isolamento do enrolamento em torno dos condutores em todas as fases estiver em bom estado. Se ocorrer um desequilíbrio, a análise e talvez mais testes podem ser os mesmos necessários para avaliar o tipo e gravidade da falha. Os testes AC medem a impedância (Z), a indutância (L), o ângulo de fase (Fi) e a resposta de frequência actual (I/F) para avaliar o estado do isolamento do enrolamento.

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A experiência tem mostrado que 20 a 40 por cento dos sistemas motorizados testados podem ter algum tipo de condição de alarme. Só porque um motor ultrapassou os limites de alarme em MCA Basic™ ou MCA PRO™ não significa necessariamente que o motor irá falhar ou deverá ser parado imediatamente. Durante mais de 30 anos, o pessoal dedicado da ALL-TEST Pro tem reunido dados e recursos para determinar quando é que um motor irá falhar nos motores de gaiola de esquilo trifásicos mais comuns. Alguns motores podem ter um desenho especial que pode fazer com que os valores medidos estejam fora dos limites padrão, mas ainda assim funcionar correctamente. Em alguns casos, mesmo um motor novinho em folha pode receber um alarme de indutância e impedância devido à relação Rotor Bar/Winding. As seguintes dicas de análise ajudá-lo-ão a determinar quando um motor deve ser condenado e deve ser retirado de serviço.

Nunca condenar um motor do Centro de Controlo de Motores (CCM). Cabos defeituosos e ligações defeituosas entre o ponto de teste e o motor podem causar leituras desequilibradas e produzir um alarme. Se for recebido um alarme no MCC, outro teste deve ser realizado directamente em

o motor com os cabos do motor desligados dos cabos do CCM. Se o alarme permanecer, um problema com os cabos e ligações do CCM pode ser excluído e o motor pode ser investigado mais aprofundadamente. Se o alarme desaparecer, então os cabos e ligações do motor devem ser inspeccionados para possíveis falhas.

Outra coisa em que se deve pensar é em que tipos de falhas são identificadas durante um teste. Os calções de bobinagem são geralmente mais severos do que a contaminação ou falhas do rotor. Os defeitos motores em desenvolvimento são primeiro indicados por alterações entre o valor de base TVS e um valor TVS recentemente obtido, Assinatura do estator, ou desequilíbrios em ângulo de fase (Fi) e Resposta de Frequência de Corrente (I/F). Os motores que recebem estas falhas devem ser tomados em consideração antes de motores com falhas de indutância/impedância ou de resistência.

Um motor nunca deve ser condenado de um teste. Se houver qualquer voltagem residual no motor, poderá obter um resultado que poderá mostrar um aviso ou um mau alarme. Recomenda-se fazer um segundo e até um terceiro teste do motor para verificar os alarmes. É também importante isolar o motor de quaisquer outras tensões induzidas de outros equipamentos eléctricos enquanto se realiza um teste. Uma tensão induzida no motor pode causar leituras inconsistentes e pouco fiáveis que não se repetem. É importante não condenar um motor que está a dar leituras irrepetíveis por causa disto.

Os Motores de Indução podem ser definidos como um transformador com um secundário rotativo. Isto acontece porque a energia é induzida do circuito eléctrico do estator para o circuito eléctrico do rotor. A energia CA trifásica é aplicada aos enrolamentos do estator e cria um campo magnético que gira em torno do estator a uma velocidade constante. A velocidade é determinada pelo número de pólos e pela frequência aplicada. Este campo magnético que roda à volta do estator induz um CEM (força electromotriz) na parte eléctrica (gaiola de esquilo) do rotor. A interacção entre os campos magnéticos no estator e no rotor converte a energia eléctrica em torque mecânico. Esta breve discussão descreve estes princípios e como eles afectam as medições MCA™.

Indutância
A indutância é definida como a propriedade de um circuito ou sistema eléctrico que se opõe a qualquer mudança de corrente. A indutância é representada pelo Símbolo L e as unidades são medidas em Henry’s. A quantidade de indutância numa bobina depende da construção física da bobina. As cinco características físicas que determinam a indutância de uma bobina são:
1) O número de voltas na bobina; a indutância aumenta à medida que o quadrado do aumento do número de voltas.
2) Diâmetro da bobina; a indutância é directamente proporcional à área da secção transversal.
3) Comprimento da bobina; a indutância é inversamente proporcional ao comprimento da bobina. Quanto mais longe as voltas
são separados quanto mais baixa for a indutância.
4) Número de camadas na bobina; quanto mais camadas, mais indutância.
5) Permeabilidade do material do núcleo; quanto maior for a permeabilidade do núcleo, maior será a indutância.

Existem 2 tipos de indutâncias:
1. A auto-indutância é definida como a indução de um CEM (tensão) num condutor portador de corrente, quando a corrente que flui através do condutor está a mudar. O campo magnético é criado pela corrente no próprio circuito e induz uma tensão no mesmo circuito. Um indutor armazena energia sob a forma de campos magnéticos e opõe-se a uma mudança na corrente.

2. A indutância mútua é a CEM criada quando o campo magnético, criado pela corrente que atravessa um circuito, intersecta os condutores num outro circuito. Actualmente, a lei estabelece que quando um campo magnético em mudança do circuito primário intersecta os condutores no circuito secundário, induz uma tensão no circuito secundário.
Um transformador é um dos dispositivos eléctricos mais simples e é talvez o melhor exemplo de indutância mútua. O circuito com a fonte AC é o lado primário do transformador. O circuito em que o campo magnético é induzido é o secundário. Um transformador exibe todos os princípios de indutância mútua. Os transformadores alteram efectivamente a tensão de um circuito para outro, alterando o número de voltas em cada circuito.

Por exemplo, se a bobina primária tiver menos voltas do que a secundária, o campo magnético na secundária será mais forte do que na primária e a tensão induzida da secundária aumentará. Este é um transformador progressivo.

Equação 1: Relação Transformador – Vp/Vs = Np/Ns

Vp = Tensão Primária Np = Número de Voltas na Primária
Vs = Voltagem Secundária Ns = Número de Voltas em secundário

Motores de Indução AC
Definindo o motor de indução CA como um transformador, o enrolamento do estator actua como o primário do transformador e estabelece principalmente a auto-indutância. Durante a operação, o campo magnético rotativo baseia-se na lei de indutância mútua de Faraday para induzir um CEM na parte eléctrica do rotor que é a gaiola de esquilo. A gaiola de esquilo consiste em barras fundidas ou fabricadas (barras de rotor) que fornecem o caminho para a corrente necessária para a indutância mútua.

Reactância Indutiva (XL)
Por definição, a indutância opõe-se a uma mudança na corrente, esta oposição à corrente em mudança reduz o fluxo de corrente através do condutor e é conhecida como reactância indutiva. X é medido em ohms.
Equação 2: Reactância Indutiva – XL = 2πfL
Onde: f = frequência L = indutância
Portanto, se a frequência aplicada ou a auto ou indutância mútua aumentar, a XL aumentará.

Impedância (Z)
A impedância é a resistência abrangente num circuito e consiste na resistência DC, na reactância de indutância e na reactância capacitiva. O símbolo de impedância é Z e as unidades são ohms (Ω).

Em motores de indução CA o R (resistência) é produzido pela resistência do enrolamento do estator, o XC (reactância capacitiva) vem de qualquer C (capacitância), criado pelo material isolante entre os condutores nos enrolamentos do estator. Contudo, a maior parte do Z provém da grande contribuição da indutância criada pela auto-indutância das bobinas do estator e pela indutância mútua entre as bobinas do estator e as barras do rotor.

Circuito Motor Analysis™ ( MCA™)
Circuito do Motor Analysis™ aplica uma série de sinais de baixa tensão CA e CC aos enrolamentos do estator do motor. Se as bobinas forem todas iguais, a resposta a estes sinais deve ser a mesma ou “Equilibrada”. Geralmente, quaisquer alterações no estado do isolamento do enrolamento provocarão a alteração de um ou mais destes valores medidos. Contudo, devido ao desenho e posição do rotor dentro do estator, os resultados de MCA™ mostrarão um desequilíbrio nas medições L (indutância) e Z (impedância) nas fases, mesmo em motores em perfeitas condições. O MCA™ Software e AT7™ fornecerão uma indicação “WARN” quando qualquer das fases L ou Z se desviar mais de 5% da média das três fases. Esta WARN não indica necessariamente uma falha em desenvolvimento ou existente, mas pode ser o resultado de “Posição do rotor”, que é abordado no teste de reposicionamento do rotor abaixo.

Ao testar um motor que está actualmente instalado numa máquina, é boa prática realizar um teste directamente no Gabinete de Controlo de Motores (CCM). Não só está a testar a saúde do seu motor, como também está a testar problemas na montagem da cablagem do motor, bem como pontos de ligação no CCM e no motor. Se for recebido um alarme durante a realização de um teste com um dos instrumentos de TODOS OS TESTES Pro desenergizados no CCM, então o próximo curso de acção seria realizar um teste directamente no motor com os cabos do motor desligados.
Dependendo de se o alarme se apagar ou permanecer, poderá então identificar o local do seu alarme entre o CCM e o motor. Se um alarme for recebido no CCM e for consistente no motor, então é confirmado que o motor é a causa raiz do problema. Se receber um alarme no CCM e o mesmo se limpar directamente no motor, então a causa do alarme situa-se entre o CCM e os cabos do motor.

Alguns problemas potenciais podem ser:
– Fragmentação e enfraquecimento do material de isolamento de cabos
– Ligações fracas ou soltas no CCM ou no motor
– Contactores contaminados/oxidados no MCC
Lembre-se sempre de fazer múltiplos testes em cada local para confirmar a repetibilidade e exactidão dos resultados dos seus testes.

Durante décadas, ALL TEST Pro tem sido um pioneiro na indústria ao oferecer instrumentos fáceis de usar, portáteis, e operados a pilhas para todas as suas necessidades de testes de motores desenergizados. Em algumas instalações pode ser bastante difícil encontrar uma tomada padrão de 120 volts CA para ligar um dispositivo, ainda mais se for necessário um cabo de extensão para chegar ao local onde os testes estão a ser realizados.
Bateria de teclado AT7O mais importante a lembrar com um instrumento operado por bateria é mantê-lo totalmente carregado enquanto não estiver a ser utilizado. Pode parecer simples, mas nada é mais frustrante do que a necessidade de realizar um teste motor, mas é preciso esperar porque a bateria está totalmente descarregada.

É recomendável manter o instrumento no carregador quando não estiver a ser utilizado devido a isso. A bateria descarrega-se lentamente enquanto se está sentado em inactividade, por isso, se não utilizar o instrumento durante um período prolongado, a bateria acaba por descarregar totalmente e não se liga. Enquanto o instrumento estiver ligado ao carregador fornecido, o circuito de carga no instrumento ligar-se-á automaticamente assim que a bateria cair abaixo do limite pré-definido. O que significa que não haverá energia na bateria se esta estiver em carga completa. As baterias de iões de lítio não desenvolvem memória e não requerem descarga total antes de serem carregadas. Para aumentar a vida útil da bateria, recomenda-se a realização de descargas parciais mais frequentes em vez de uma descarga total. Certifique-se de que só utiliza o carregador fornecido com o seu instrumento, pois a utilização de um carregador de substituição ou de um carregador de terceiros pode danificar o circuito de carga e/ou a bateria se o carregador tiver a polaridade ou tensão de alimentação incorrectas.

Muitos motores eléctricos de média a alta tensão estão equipados com um banco de condensadores ou pára-raios para proteger o equipamento de picos de energia transitórios inesperados devido a descargas atmosféricas externas, eventos de comutação interna ou outros picos de tensão transitórios. Estes dispositivos são cruciais para proteger equipamentos que poderiam ser facilmente danificados por estes inesperados surtos de energia. Ao realizar um teste motor com uma das linhas de TODOS OS TESTES Pro de testadores de motores desenergizados, é particularmente importante que estes bancos de condensadores ou pára-raios estejam desligados e isolados do motor.

Estes condensadores e pára-raios filtrarão os resultados dos testes e criarão leituras incorrectas e inconsistentes que podem levar a falsos diagnósticos do motor. Ao testar um motor com um banco de condensadores ou pára-raios é recomendado fazer um teste directamente no motor com os cabos de entrada do motor desligados. Também pode desligar os cabos do motor no lado da carga do banco de condensadores ou do pára-raios e realizar um teste do motor nesse ponto. Lembre-se sempre de realizar múltiplos testes antes de condenar um motor para verificar a consistência dos resultados. Consulte o manual Análise de Circuitos Motores para mais pormenores sobre os critérios de condenação.

Não só o MCA (Motor Circuit Analysis) é uma óptima forma de determinar o desenvolvimento de falhas de enrolamento de um motor na fase inicial, como também pode ser utilizado para identificar a localização exacta de uma falha num sistema motor a partir do MCC (Motor Control Center) até ao motor. Um dos factores mais cruciais para encontrar falhas em fase inicial é a realização de dois testes de base ao instalar o motor. O primeiro teste de base deve ser realizado directamente no motor completamente desligado de qualquer cabo do motor ou outro equipamento. Os testes futuros podem então ser comparados e analisados com este teste de base para procurar alterações que signifiquem uma falha motora.

Uma vez instalado o motor na máquina, deve ser realizado um segundo teste de base directamente a partir do CCM. Isto estabelecerá um teste de base desde o CCM até ao motor e pode ser novamente referenciado aquando da realização de futuros testes.

Com ambos os testes de base, será bastante simples determinar a localização exacta de uma falha se um motor começar a falhar ou a disparar intermitentemente um disjuntor ou disjuntor. Primeiro um teste deve ser realizado directamente no MCC e depois comparado com o teste de referência inicial do MCC.

Se houver um desvio entre os resultados do teste ou se um indicador WARN ou BAD for exibido no ecrã de resultados, o técnico deve então realizar um teste directamente no motor com os cabos do motor desligados. Se ainda houver um desvio entre o novo teste e o teste inicial de base realizado directamente no motor ou um indicador de WARN ou BAD, o técnico pode concluir que o motor é a causa raiz da falha e deve ser tratado adequadamente. Se o desvio entre os testes for eliminado e não forem estabelecidos indicadores WARN ou BAD, então os cabos motorizados e os pontos de ligação no CCM podem ser investigados mais aprofundadamente até ser encontrada a questão de raiz.

(MCA™) Circuito de Motores Analysis™ retira o trabalho de adivinhação de motores reconstruídos e de novos motores de stock. Ao realizar um teste motor rápido, de menos de 3 minutos, assim que um motor chega, pode ficar à vontade sabendo que o motor está perfeitamente saudável e funcionará correctamente uma vez instalado ou pode rejeitar o motor directamente no cais de embarque se este não cumprir os seus critérios.

Dependendo da aplicação, uma instalação de motor pode demorar até um dia inteiro de trabalho, pelo que a realização de um teste antes da instalação elimina a possibilidade de o motor não funcionar correctamente. O processo e os objectivos são os mesmos para os motores rebobinados ou novos: poupar tempo, garantir a segurança, instalar a substituição na primeira vez e melhorar o moral. Nunca mais passar pela luta de uma instalação motora dura só para ter de a puxar para fora porque o motor tropeça assim que a energia é aplicada. Ao implementar esta estratégia única, a sua empresa poupará dinheiro e evitará trabalho extra desnecessário ao instalar e desinstalar um motor defeituoso.

MCA™ é utilizado para testar motores de entrada e de saída (novos e usados). Etiquetas de motor com MCA™ informações ajudam a comunicação entre vendedores e clientes, assim como o pessoal de manutenção. MCA™ determina a saúde e o estado do motor, eliminando ambiguidade do inventário do motor, quer um motor esteja a ser enviado para fora (fornecedor ou cliente) ou a ser recebido para entrada para stock ou utilização imediata.

(MCA™) Circuito de Motores Analysis™ retira o trabalho de adivinhação de motores reconstruídos e de novos motores de stock. Ao realizar um teste motor rápido, de menos de 3 minutos, assim que um motor chega, pode ficar à vontade sabendo que o motor está perfeitamente saudável e funcionará correctamente uma vez instalado ou pode rejeitar o motor directamente no cais de embarque se este não cumprir os seus critérios.

Já na década de 1960, muitas empresas aperceberam-se de que através da monitorização rotineira das condições de funcionamento do equipamento rotativo é possível obter um aviso avançado de problemas operacionais ou outros que teriam impacto na continuação do funcionamento eficiente. Este aviso prévio proporciona tempo para retirar a máquina do funcionamento e afectar pequenas reparações e ajustes antes de ocorrerem falhas catastróficas.

Esta filosofia de manutenção, referida como PdM (Predictive Maintenance), tem aumentado desde o início da década de 1980, com a introdução de colectores de dados baseados em microprocessadores. Muitas das características de funcionamento das máquinas, tais como temperatura, pressão, estado do óleo, vibração e desempenho, podem ter tendência a identificar alterações. Contudo, um dos buracos gritantes na manutenção preditiva tem sido a incapacidade de identificar falhas de forma fácil e precisa dentro do equipamento eléctrico, tais como motores, transformadores, solenóides e outros equipamentos semelhantes. Uma das principais razões para isto foi a falta de instrumentos de manutenção preditiva de fácil utilização para testar motores ou outro equipamento eléctrico.

AT34 em motor de teste de bolsa transparente

 

Os instrumentos de manutenção preditiva devem ser:
– Detido à mão
– Fácil de usar
– Fornecer respostas fáceis de compreender

Implementar a Manutenção Preditiva Implementar um programa de manutenção preditiva bem sucedido requer uma compreensão completa do processo PdM.AT5 a fazer testes MCA no motor Uma manutenção preditiva bem sucedida consiste em três fases – Detecção, Análise e Correcção.

Detecção A fase de detecção envolve a monitorização periódica das características de funcionamento do equipamento seleccionado. Estes valores são tendencialmente comparados com dados previamente registados dessa máquina ou máquinas semelhantes, depois comparados com normas pré-determinadas ou publicadas e/ou revistos para qualquer alteração.

Durante a fase de detecção, o processo de recolha de dados deve ser feito rápida e cuidadosamente, com a intenção de
controlar o maior número de máquinas possível. Quando uma alteração é detectada, podem ser necessários dados adicionais, para
determinar a causa da mudança de estado da máquina. Isto é feito durante a fase de análise.

Na maioria dos casos, o Circuito Motor Analysis™ (MCA™) os dados recolhidos durante a fase de detecção podem ser suficientes para
identificar o desenvolvimento de calções ou outros problemas de enrolamento. Mas, por vezes, é necessário realizar dados ou testes adicionais
para identificar o problema de forma mais precisa.

É geralmente uma perda de tempo realizar estes testes para uma análise mais detalhada durante o processo de detecção, uma vez que retarda o processo de detecção. A maioria dos departamentos de manutenção preditiva experientes reconheceram a importância de separar estes dois processos.

Ensaios ESA com ATPOL IIAnálise O processo de análise envolve a realização de testes adicionais e talvez de tipos diferentes do que o processo de detecção. Este teste adicional pode requerer a desconexão do motor da carga, a rotação do eixo, ou a separação dos cabos do motor e requer mais tempo para levar os dados. Uma vez que normalmente apenas algumas máquinas durante a inspecção de detecção exibem qualquer alteração significativa, é normalmente mais eficaz tomar apenas os dados necessários para identificar uma alteração durante o processo de detecção, e depois voltar para um olhar mais detalhado uma vez que uma alteração seja detectada.

Contudo, se o local da instalação for remoto ou tiver outras limitações de acesso, estas podem justificar que se tomem dados mais detalhados durante o processo de detecção.

Correcção A fase de correcção implica corrigir e eliminar o problema que desencadeou a análise. Isto pode exigir a limpeza de um motor, o aperto de ligações, ou um rebobinar completo do motor. O tipo exacto de correcção e reparação é determinado pela análise.

O investimento financeiro para implementar um processo de teste MCA™ começa com apenas $5.500 USD, dependendo do tipo de motor e das suas necessidades. Irá melhorar a fiabilidade do equipamento rotativo ao encontrar os defeitos mais cedo quando a sua empresa puder planear e programar a paragem versus sentir a dor da falha da maquinaria quando menos se esperava. Melhorará a produtividade do pessoal de manutenção ao equipar os seus técnicos com as ferramentas correctas para desempenharem o seu trabalho de uma forma eficiente, segura e precisa.

O motor e a cablagem associada têm factores de serviço a considerar para o seu ambiente de processo, tal como o equipamento que utiliza para monitorizar o seu tempo de funcionamento.

Variáveis a considerar ao substituir o seu motor e cablagem são as temperaturas do ambiente de funcionamento, condições de processo (húmido, seco, sujo, etc.) e a carga do processo. A temperatura ambiente na instalação pode aumentar durante a fase de processo da actividade. Com o tempo, o calor será transferido para outras partes do motor. As classificações de isolamento do motor ajudam a determinar os requisitos para que o isolamento óptimo do motor funcione a uma classificação de temperatura para um ciclo de vida operacional específico. Este é o aumento da temperatura acima da temperatura ambiente do ambiente do processo até um máximo.

Uma determinada classificação não determina que um motor eléctrico funcione para sempre, significa antes que o isolamento utilizado no enrolamento do motor não deve falhar a temperaturas específicas e depois envelhecer e degradar-se como normal ao longo da vida do motor. A dada altura, o isolamento atinge um ponto em que a tensão aplicada já não consegue ser contida e pode ocorrer um enrolamento curto ou aberto. A NEMA (National Electric Manufactures Association) desenvolve normas técnicas para equipamento eléctrico e motores de velocidade como motores de classe A até H. Um motor eléctrico de classe A sendo a temperatura mais baixa (105 graus Centígrados) e H (180 graus C) sendo a temperatura mais alta com aumentos de temperatura específicos e pontos quentes (ponto central do enrolamento do motor onde a temperatura é mais alta). Ter o isolamento correcto do motor para o seu ambiente é crítico para o tempo de funcionamento. A equação de Arrhenius afirma que as taxas de reacção química duplicam por cada aumento de temperatura de 10° C. O funcionamento de motores acima da temperatura máxima degradará rapidamente a vida útil do isolamento e a vida útil do motor.

As condições ambientais têm um impacto directo nos seus motores. Começar com o motor e a cablagem adequados ajuda a garantir o tempo de funcionamento. Para compreender, seguir ou fazer evoluir o estado dos motores e cabos, a ATP recomenda a utilização da tecnologia MCA™.

Circuito Motor Analysis™ testa todos os cabos, ligações e motor eléctrico, sem conhecimentos eléctricos avançados, utilização de múltiplos pontos de teste, e tempo excessivo (motor de teste no controlo do motor ou no motor em menos de 3 minutos). MCA™ pode determinar a saúde do motor (rotor& enrolamentos), problemas de cablagem e ligação, problemas de VFD, e outros problemas problemáticos que causam falha de motores, paragem, funcionamento intermitente, e causam problemas de processo. MCA™ é a única tecnologia eléctrica patenteada e comprovada no mundo que pode encontrar falhas de enrolamento precoces em motores, geradores, transformadores, ou qualquer bobina nas suas fases iniciais antes de começarem a causar problemas.

MCA™ exerce integralmente o sistema de isolamento do enrolamento para identificar
as ligeiras alterações no sistema de isolamento do enrolamento ocorrem ao longo do tempo. Para determinar a saúde dos enrolamentos, MCA™ mede múltiplas medições eléctricas padrão de resistência, indutância, impedância, resposta de frequência de moeda, ângulo de fase, factor de dissipação, resistência e capacidade de ligação à terra para avaliar tanto os sistemas de isolamento dos enrolamentos como da parede de terra. MCA™ utiliza um algoritmo proprietário para criar um único valor, TVS, que define o estado do sistema de enrolamento e rotor. As alterações no TVS indicam alterações no motor e na saúde do motor. O teste dinâmico patenteado MCA™ pode ser executado simplesmente rodando manualmente o rotor do motor enquanto o motor é desenergizado para criar a (assinatura dinâmica do rotor) & o estator (assinatura dinâmica do estator). Este teste pode ser realizado no chão da fábrica para determinar o estado do rotor e do enrolamento em 3 condições, OK, Warn, ou Bad. MCA™ avalia automaticamente o estado do motor usando instruções fáceis de seguir no ecrã. O teste dos motores à distância a partir do CCM localiza falhas de desenvolvimento na cablagem, no motor ou mesmo falhas no controlador.
O teste dos motores à distância a partir do CCM localiza falhas de desenvolvimento na cablagem, no motor ou mesmo falhas no controlador.

O equipamento eléctrico que opera num ambiente explosivo deve ser concebido para evitar arcos ou altas temperaturas que possam ser uma fonte de ignição nesta atmosfera. Os motores que são concebidos para operar nestes ambientes têm geralmente uma classificação à prova de explosão. Os motores seleccionados para estas aplicações devem assegurar que a temperatura máxima da superfície do motor seleccionado seja inferior à temperatura de ignição da área em que é colocado.

Dentro da indústria, todas as atmosferas explosivas e inflamáveis foram classificadas em zonas para motores IEC e Divisão, Classe e Grupo para motores NEMA. Em qualquer dos casos, as considerações dependem da temperatura e da natureza do material explosivo ou inflamável que o motor estaria a operar nas proximidades.

Cabe ao utilizador final assegurar que o motor é instalado, mantido e operado de uma forma que não represente qualquer risco de ignição na zona especificada. Uma área de preocupação é seleccionar o motor XP correcto para operar com VFD’s. Ao operar motores XP em VFDs, os motores podem desafiar ou mesmo subverter muitas das características de protecção incorporadas nos motores XP. Por exemplo, os motores que funcionam com sucesso em entradas sinusoidais de 50 ou 60 Hz podem não manter as mesmas características operacionais quando ligados a VFD’s.

As alterações nas características de funcionamento dos motores são causadas por formas de onda de tensão de saída criadas pelo PWM (pulse-width modulation) que controla e varia a velocidade do motor. A saída das unidades cria aumentos íngremes de tensão que podem ser reflectidos devido a longos cabos que vão desde a unidade até ao motor. Estas tensões reflectidas podem causar a tensão nos terminais do motor, (até 250% mais elevada) do que a tensão de alimentação. Além disso, o sinal PWM cria harmónicos na tensão fornecida ao motor o que provoca um aquecimento interno adicional.

Ocorrem aumentos adicionais da temperatura da superfície à medida que a velocidade do motor diminui. Isto é um resultado da diminuição do fluxo de ar de arrefecimento proveniente do ventilador de arrefecimento. A primeira lei dos ventiladores é que o caudal de volume é directamente proporcional à velocidade do eixo. Portanto, se o ventilador estiver directamente ligado ao rotor do motor, o fluxo de ar através ou através do motor diminuirá proporcionalmente com uma diminuição da velocidade do eixo. Os motores XP que podem ser classificados para operar numa área perigosa à velocidade nominal podem resultar em condições perigosas quando operados a velocidades reduzidas.

Qualquer condição que resulte num aumento da temperatura superficial pode criar problemas em atmosferas explosivas. Se for necessário um VFD para um motor XP, é necessário seleccionar o motor adequado & combinação VFD. A operação de motores XP em VFD’s começa com a selecção das combinações correctas de motor/accionamento que leva em consideração as condições ambientais, tensão de alimentação, frequência, velocidade e carga do motor, tipo de carga, bem como a zona e grupo. É importante utilizar apenas motores XP certificados para funcionamento a velocidade variável dentro das temperaturas e gamas de velocidade da zona perigosa em que são colocados.

Configuração de cablagem para motor com sensores térmicos internos

Figura: Configuração da cablagem para o motor com sensores térmicos internos

Uma característica de protecção comum para motores XP são os sensores internos de temperatura nos enrolamentos do motor que desligam o motor em caso de sobretemperatura. Se o motor atingir o limite de temperatura pré-determinado, o motor desliga-se. medida que o motor arrefece, os sensores térmicos podem ser automaticamente reiniciados ou precisam de ser reiniciados manualmente. Se as sobrecargas térmicas precisarem de ser reiniciadas manualmente, o utilizador saberá porque é que o motor falhou, no entanto, com a reinicialização automática a falha do encerramento será desconhecida, e o motor voltará a funcionar.

MCA™ (Circuito Motor Analysis™) confirmará o estado do enrolamento do motor e verificará se os disparos VFD estão a ser causados pelos disparos térmicos e não pela degradação do isolamento do enrolamento. A realização de um teste estático e a comparação do TVS actual com o RVS pode confirmar rapidamente o estado geral do motor. Um teste dinâmico realizado por rotação manual do eixo proporcionará uma avaliação mais completa das porções eléctricas do rotor e do estator. Uma comparação de fases ou teste Z pode avaliar rapidamente o estado do isolamento do enrolamento.

Os motores envelhecem de forma diferente com base na aplicação, carga, utilização, temperatura ambiental da planta, humidade e questões de contaminação relacionadas com o processo dos motores. Problemas comuns com falhas de motores são rolamentos, enrolamento do estator, e problemas de rotor.

Durante as últimas 5 décadas os programas de manutenção preditiva (PdM) tomaram a dianteira em ambientes vegetais com uma grande população de equipamento rotativo. A maioria das máquinas nestas instalações são accionadas por motores eléctricos. No entanto, a maioria das tecnologias PdM são incapazes de avaliar o estado da parte eléctrica dos motores.

Os motores mais comuns utilizados nestas aplicações são motores trifásicos de indução AC em gaiola de esquilo, geralmente < 1000V de tensão de alimentação. Estes são os motores que o TVS™ foi concebido para testar, avaliar e relatar rapidamente o estado da parte eléctrica destes motores. O TVS é o único método disponível para realizar esta fase de detecção muito importante do processo PdM.

TVS™ é um método de ensaio patenteado em MCA™ que
utiliza as várias medições comprovadas (mais de 35 anos no terreno) para identificar o estado do isolamento que envolve os condutores que compõem
as bobinas no sistema de enrolamento do motor ou problemas de rotor. TVS™ acompanha a vida de um bem motor desde a sua recepção, instalação até ao seu desmantelamento ou reparação (do berço à cova). TVS™ é um acrónimo de TEST VALUE STATIC™, que é uma medida derivada após a realização de um teste estático MCA™. Este número quando comparado com um teste de base é um poderoso indicador de falhas que se desenvolvem na parte eléctrica do rotor, dos enrolamentos do estator ou de ambos. O teste inicial TVS™ é convertido para o RVS, ou Estático do Valor de Referência.

O RVS é o número com o qual os futuros números TVS™ são comparados. Os valores RVS podem ser guardados para cada motor individual no instrumento ou carregados para o software MCA™ para armazenamento e análise.

Estabelecendo a média TVS™ para bons motores conhecidos do tipo exacto de motor (fabricante, modelo, com as mesmas tolerâncias de fabrico, etc.) pode ser usado para avaliar o estado de todos os motores novos ou reconstruídos idênticos.

Quando um novo número TVS™ comparado com o número RVS varia mais de 3%, ou o instrumento ou o software MCA™ fornecerá uma indicação de aviso. Um aviso indica que o estado do motor está a começar a degradar-se, o que pode estar quer no isolamento do enrolamento quer no sistema eléctrico do rotor.

Se o actual TVS™ se desviar do RVS por > 5%, o instrumento ou o software MCA™ fornecerá uma condição “Má” significando que ocorreu uma degradação grave na parte eléctrica do sistema de enrolamento ou rotor dos motores.

Teste estático – é um teste patenteado que realiza uma série de medições de baixa tensão nas três fases dos motores de indução em gaiola de esquilo a 5 frequências diferentes para definir o estado do motor com um único número. Os resultados da série destes testes são a entrada para um algoritmo proprietário para criar um único número que é o Valor do Teste Static™ (TVS™). O TVS™ define o estado da parte eléctrica do sistema de isolamento dos enrolamentos do motor, bem como a parte eléctrica do rotor da gaiola de esquilo.


Teste Dinâmico
– é um teste patenteado que mede e regista a impedância de cada fase, uma vez que o rotor do motor é rodado manualmente de forma suave e lenta. O utilizador roda manualmente o eixo uniformemente com a ajuda de um bip automático transmitido a partir do instrumento para manter a cadência na velocidade de rotação. A % em mudança de impedância é calculada pelo instrumento enquanto o rotor está a ser rodado manualmente. As assinaturas do estator e do rotor mostram as alterações para cada fase enquanto o rotor está a ser rodado. Este teste pode determinar se a falha em desenvolvimento está localizada no sistema de isolamento do enrolamento (Estator) ou no rotor eléctrico (Rotor) ou em ambos. Ao contrário do teste estático, os testes dinâmicos podem avaliar a condição de motores de indução em gaiola de esquilo trifásicos com um único teste.

Tanto o teste “estático” como os métodos patenteados únicos do teste “dinâmico” erradicaram erros associados às posições relativas dos rotores e dos campos de estator, eliminando assim a necessidade de realizar testes “Rotor Compensado” adicionais para confirmar a falha.

O teste industrial (IND) (no instrumento ) acede aos testes estáticos, dinâmicos, de resistência de isolamento ao solo (IRG), DF (Factor de Dissipação), e de capacitância ao solo (CTG). Os motores nunca devem ser condenados usando um único TVS™.

IND (Industrial Test) – são uma série de testes realizados dentro do conjunto tecnológico MCA™ que acede a todas as medições necessárias para avaliar rápida e completamente a condição para motores de indução em gaiola de esquilo trifásicos < 1000V. O teste IND fornece os ecrãs e instruções para a realização do teste estático e dinâmico. Este teste pode ser realizado como parte de todo o controlo de saúde do motor ou isolar e localizar falhas de desenvolvimento, se ditadas pelos resultados do teste.

O teste IND também fornece os visores e as instruções para testar e avaliar o isolamento das paredes do solo (GWI). A combinação de resistência de isolamento (IRG) & capacidade (CTG) à terra com o factor de dissipação proporciona uma avaliação mais completa do estado da GWI do que a medição IRG por si só.

https://alltestpro.com/resources/tech-tips.html#1607023307349-49097e7c-539b


Como utilizar TVS™ Estático:

Teste estático “RVS Solo” – Este é o teste estático realizado directamente no motor. Todos os motores novos e reconstruídos devem ter o conjunto completo de testes IND, incluindo um teste estático e dinâmico realizado antes de aceitar o motor do fornecedor ou da instalação de reparação.

O teste dinâmico confirmará que o motor está em “Bom” ou localizar falhas nas porções eléctricas do estator ou das secções do rotor. Se o teste dinâmico for bom, isto confirma que o motor está em “bom” estado. Este teste é guardado como REF.

Quaisquer alterações no estado eléctrico do motor serão reflectidas como uma alteração no TVS. Todos os testes futuros do motor requerem simplesmente a realização do teste estático e a comparação do resultado TVS™ com o RVS armazenado para esse motor, se o actual TVS™ < 3% o estado do motor é o mesmo que quando o RVS foi realizado. Se os resultados forem 3%≥ TVS™ < 5%, está a ocorrer uma degradação na parte eléctrica do motor. Se o TVS™ >5% do RVS detectar uma falha grave, seja no rotor ou no estator. Neste momento, é necessário realizar um teste dinâmico para determinar se a degradação está a ocorrer no estator ou no rotor.

Teste Estático Remoto “RVS Remote” – Antes de um motor ser colocado num sistema. Deve ser realizado um teste estático e comparado com o RVS “Solo”. Se a alteração é < 3% então a condição é a mesma que era quando era nova. Depois do motor ser colocado em serviço, realizar um teste estático a partir do CCM (centro de controlo do motor) e Salvar como REF, este é o valor “remoto” do RVS. Este novo valor incluirá os efeitos de todos os componentes do CCM, & cablagem desde o CCM até ao motor. (Nota, isto não confirma que a cablagem ou os componentes eléctricos do CCM estão isentos de falhas, mas define o estado de todo o sistema eléctrico (desde o CCM até ao motor).
Agora quaisquer leituras futuras podem ser feitas a partir do mesmo local no CCM que o comando RVS foi recolhido. Comparar estes valores de “corrente” com o RVS remoto armazenado, usando as mesmas directrizes >3% & > 5% são usados para avaliar todo o sistema eléctrico desde o CCM até ao motor.

Se uma falha estiver a desenvolver-se isolando o motor ou a cablagem, é simplesmente necessário realizar um teste estático no motor e compará-lo com o RVS Solo. Se estes valores forem inferiores a <3%, então a falha está ou na cablagem ou na parte eléctrica do CCM. No entanto, se a “corrente” TVS™ >3% do RVS solo, então uma falha está a desenvolver-se dentro do motor. Nesta altura, recomenda-se a realização de um teste dinâmico para isolar a falha ao rotor ou ao estator.

TVS™ é uma ferramenta poderosa na avaliação de motores. TVS™ poupa-lhe tempo quando implementado. TVS™ leva a fiabilidade a um nível mais elevado para processos operacionais, identificando rapidamente alterações nos activos motorizados numa base contínua.

O método patenteado pela ATP MCA™ é a única empresa no mundo que consegue localizar consistentemente falhas de enrolamento em desenvolvimento nas fases iniciais, e é portátil no campo, e comprovado no campo há mais de 35 anos. Os clientes da ATP estão localizados em todo o mundo, incluindo empresas governamentais, militares, da Fortune 100 & 500 que confiam nos instrumentos MCA™ para manter as suas operações a funcionar sem problemas, realizando testes não destrutivos da forma mais segura.

No equipamento com enrolamentos de três fases, todas as fases devem ser idênticas (mesmo número de voltas, mesma dimensão de fio, diâmetro da bobina, etc.) Consequentemente, todas as características dos enrolamentos devem também ser semelhantes. Se ocorrer uma mudança em qualquer uma destas características, a mudança nunca é para melhor, (os enrolamentos não se reparam sozinhos) uma vez que a degradação está a ocorrer.

Através da análise da quantidade e das relações da mudança é possível identificar a causa da degradação. Uma vez conhecida a causa e a gravidade da degradação, é agora possível determinar a acção necessária.

Num motor trifásico saudável, todas as medições de enrolamento devem ser equilibradas.
Tudo Equilibrado = Bom
Um ou mais Desequilibrado = Não Bom

O que é que VOCÊ faz quando um motor falha?
Que ferramentas utiliza actualmente para determinar se o motor é “bom” ou “mau”?
Se for como a maioria das pessoas, provavelmente tem um Meg-ohm Meter e um Multi-Metro Digital.

 

Vejamos um teste de motor real num motor instalado onde a unidade tinha tropeçado.

– O que diria sobre o estado deste motor?
– Substituiu a unidade ou o motor?

Usando o Circuito Motor Analysis™ (MCA™), foi isto que o electricista encontrou.

Se substituiu o motor, custou tempo e dinheiro à sua empresa, tanto no custo do motor como no custo do mesmo, e terá de substituir ou reparar a unidade quando esta voltar a tropeçar.

Adivinhe? O mesmo electricista teve uma viagem com motor idêntico a motor numa linha diferente.

Usando o Circuito Motor Analysis™ (MCA™), foi isto que o mesmo electricista encontrou.

O que diria sobre o estado deste motor?
Se disse: “O Motor é mau”, está correcto.

ALL-TEST Pro está empenhado em assegurar a fiabilidade dos motores no terreno e maximizar a produtividade das equipas de manutenção em todo o lado. O nosso equipamento é utilizado em instituições comerciais, governamentais e militares em todo o mundo. As aplicações incluem motores eléctricos AC/DC, transmissão, transformadores de distribuição, motores de máquinas-ferramenta, motores servo, motores de tracção AC/DC & mais.

(Exemplos de imagens de ecrã de software e instrumentos. Não representa o que é discutido acima).

Assegure-se de que os seus processos estão a funcionar no pico de desempenho antes de carregar novamente no botão de reiniciar.

As sobrecargas dos motores ocorrem quando os motores estão a puxar demasiada corrente. O principal problema com o excesso de corrente é que cria calor que degrada o isolamento que envolve os condutores que criam o estator magnético field. A degradação contínua do isolamento do enrolamento resulta em falha do isolamento e eventual falha do motor.

É importante reconhecer que existe uma condição de sobrecarga, mas igualmente importante para determinar e corrigir a causa da sobrecarga antes de tentar reiniciar o motor activado.

Há muitas razões pelas quais os motores extraem o excesso de corrente, mas podem ser classified como mecânica, eléctrica ou relacionada com a carga.

As questões mecânicas incluem (mas não estão limitadas a) desequilíbrio de massa, desalinhamento do eixo ou do rolamento, aperto excessivo ou correias soltas. Estas falhas são as fontes mais comuns de vibração associadas ao equipamento rotativo. Aproximadamente 30% do tempo, quando estas fontes estão presentes, criam uma condição ressonante. A ressonância ocorre quando a frequência de uma força oscilante está próxima da frequência natural de um sistema de molas. A ressonância é um enorme ladrão de energia e irá criar uma carga aumentada para o motor.

Os problemas eléctricos podem ser uma causa de falta de correspondência de tensão, (sobre tensão ou sub tensão), desequilíbrio de tensão ou conteúdo harmónico excessivo. A degradação ou avaria do isolamento do enrolamento pode causar falhas intermitentes. Uma vez que o isolamento eléctrico tem uma temperatura negativa coefficient, estas falhas desaparecem após a paragem do motor e o isolamento arrefece. Problemas eléctricos do rotor, tais como excentricidade estática ou dinâmica, barras de rotor rachadas, quebradas ou vazios de fundição, fazem com que o rotor funcione abaixo da velocidade nominal, o que reduz a emf traseira criada pela acção de rotação dos rotores e provocará um aumento da corrente do rotor.

Problemas de processo ou carga, tais como excesso de fluxo, cavitação, ressonância do fluxo, também farão com que o rotor funcione abaixo da velocidade nominal que faz com que a corrente do rotor do motor aumente, criando uma condição de sobrecarga.

Para proteger contra estas falhas, os controladores do motor têm relés de protecção (sobrecargas) que removem automaticamente a energia do motor para evitar que estas falhas provoquem uma falha catastrófica do motor. Na maioria das aplicações, a viagem motorizada é a indicação first de um problema no sistema motor.

Quando isto ocorre, os operadores são autorizados a tentar reiniciar o motor 3 vezes antes de contactar a manutenção. Contudo, dependendo da causa da sobrecarga, estes reinícios podem estar a exacerbar a questão, resultando em mais danos motores ou falhas catastróficas. O reinício do motor não aborda a causa do excesso de corrente.


ALL-TEST PRO 7™
fornece um instrumento de mão fácil de usar que pode fornecer-lhe um exame completo e completo do sistema motor do Centro de Controlo de Motores (CCM) em menos de 3 minutos. Estes testes garantem que o motor é “seguro” para reiniciar. Este instrumento avaliará rapidamente o estado do isolamento da parede do solo, isolamento do enrolamento, e quaisquer problemas de desenvolvimento do rotor e avalia o estado do motor e mostra o seu estado no ecrã do instrumento numa de três condições, “Bom”, “Avisar”, ou “Mau”.

ATPOL III 656x624Depois de o motor ser reiniciado ou mesmo antes das viagens motorizadas o
ATPOL III™
pode ser utilizado para avaliar todo o sistema motor desde a energia de entrada até ao processo completo em si. O ATPOL III™ utiliza a tensão e corrente do motor para analisar completamente todo o sistema motor enquanto o motor está a funcionar sob carga. A ATPOL III™ realiza uma recolha simultânea de dados das três fases de tensão e corrente para avaliar rapidamente quaisquer problemas de fornecimento de energia que possam causar o aumento da corrente dos motores. Além disso, realiza uma conversão A/D da tensão e corrente do motor que é carregada no software da ESA para avaliar o estado eléctrico e mecânico do motor, bem como o estado mecânico da máquina accionada.

Após reiniciar as sobrecargas, o operador reiniciará o motor. Se o motor funcionar com sucesso, isso é normalmente o fim da situação. No entanto, a razão pela qual o motor tropeçou ainda é desconhecida e poderá causar viagens adicionais no futuro. Normalmente, cada viagem subsequente ocorre a intervalos reduzidos, indicando uma maior degradação do estado dos motores. No entanto, antes de reiniciar o motor, devem ser efectuadas algumas verificações mecânicas e eléctricas básicas.

Procedimentos recomendados para uma viagem inesperada do motor ou para as verificações mais básicas efectuadas antes de tentar reiniciar motores activados:

– A verificação mecânica é para rodar o eixo: O eixo acoplado gira livremente?

Caso contrário, determinar se é o motor ou a máquina accionada que impede o eixo do sistema motor de rodar livremente, separando o acoplamento e rodando cada um dos elementos rotativos da máquina. Se algum dos eixos não rodar, corrigir a falha antes de tentar um reinício. Se alguma das máquinas não rodar livremente, suspeitar do rolamento.

– Verificações eléctricas

Utilize o ALL-TEST PRO 7™ para realizar todos os testes estáticos e de resistência de isolamento ao solo (IRG) do CCM. Se for detectada uma falha a partir do CCM, volte a testar directamente no motor. No motor realizar o teste estático, IRG, factor de dissipação (DF) e capacitância à terra. Se o Valor de Teste Estático (TVS) se desviar em mais de 5% do Valor de Referência Estático (RVS) realizar um teste Dinâmico. Se o TVS é <3% da média e o DF & IRG estão dentro do intervalo recomendado, a falha está na cablagem ou no controlador.

Após reiniciar o motor, realizar um teste energizado utilizando o ATPOL III™ para avaliar o estado mecânico e eléctrico de todo o sistema motor. Estes testes de um minuto determinarão a qualidade da energia de entrada, o estado eléctrico e mecânico do motor, o estado mecânico das máquinas accionadas, bem como quaisquer anomalias do processo, tais como cavitação, problemas de folga do impulsor da bomba ou ressonância do fluxo.

O software ESA analisa então automaticamente os resultados dos testes carregados para avaliar e relatar o estado de todo o sistema motor num relatório de várias páginas fácil de compreender que fornece o estado eléctrico e mecânico do motor e da máquina accionada.

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Um sistema de correias pode ser avaliado através da introdução de informação relativa ao tamanho da polia e à circunferência da correia no
Software de Análise de Assinaturas Eléctricas (ESA).
O software da ESA calcula então automaticamente a frequência da correia e irá gerar cursores para ajudar a avaliar o estado do sistema de correias. Um sistema de correias que não esteja devidamente instalado pode causar problemas tais como desalinhamento, desgaste da polia/correia, e pode acabar em falha de rolamentos. Estes resultados podem ser esperados ao longo do tempo. A ESA avalia os espectros de corrente e tensão utilizando uma Transformada Rápida de Fourier (FFT), que converte a forma de onda temporal para um espectro de frequência. O FFT realça a amplitude e as frequências para identificar problemas de correia e roldana.

Recursos relacionados:

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Estudos de casos

Análise da Assinatura Eléctrica (ESA)
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Current Spectrum (RMS) chart for tech tip 6

Como exemplo, os dados de baixa frequência acima são provenientes de um ventilador accionado por um motor de indução de 150kW, 400V, 260A, 1485RPM. O pico rotulado BLT é a frequência da correia, que é a velocidade da correia. Além disso, existem múltiplos do BLT e estes são mostrados em ambos os espectros. Os espectros inferiores mostram o Pico de Frequência da Linha e depois que existem bandas laterais em cada lado da Frequência da Linha que estão na frequência BLT.

A abordagem multi-tecnologia ao diagnóstico motor significa que estão a ser utilizadas diferentes tecnologias de teste que se complementarão e validarão umas às outras. Um exemplo é o seu técnico de vibração suspeitar de um possível problema de rotor numa aplicação crítica, mas o custo de substituição significa uma paragem da produção, em que o custo do motor é pequeno em comparação com os custos incorridos com a paragem.

Numa situação como esta, muitas pessoas estariam relutantes em fazer o pedido de substituição, pois se o diagnóstico estiver errado, o custo é muito elevado, pelo que este motor pode ser levado ao fracasso, devido à incerteza do diagnóstico. Neste caso, para pôr em prática a abordagem multi-tecnologia, utilizar a Análise de Assinatura Eléctrica (testes energizados) para confirmar ou excluir os resultados preliminares (mau rotor). Se o eixo do motor instalado puder ser rodado ou a carga rapidamente desconectada, então pode ser realizado um teste de Análise do Circuito do Motor (desenergizado) para avaliar o estado do rotor, estator, e ligações. Ao utilizar a abordagem multi-tecnologia, terá mais confiança nas suas descobertas e, por conseguinte, um maior grau de certeza de que determinou a(s) verdadeira(s) falha(s).

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tech-tip-5 ESA Multitechnology Approach

Os motores são concebidos para funcionar entre 50 e 100% da carga nominal. A melhor eficiência de funcionamento para a maioria dos motores é de cerca de 75% da carga nominal. O factor de potência (PF) é uma medida que pode determinar rapidamente a quantidade de carga sobre um motor. Tipicamente, motores com baixo PF durante o funcionamento normal são sobredimensionados para a sua aplicação actual e custarão mais a funcionar do que um motor de tamanho mais correcto. Os motores que operam com PF baixo contribuirão para PF baixo sistema, o que poderá resultar em cargas PF elevadas por parte dos serviços públicos e maior perda de energia dentro do motor. A utilização do PF para dimensionar correctamente os motores na fábrica resultará num aumento da fiabilidade eléctrica e num menor desperdício de energia.

A Análise de Assinatura Eléctrica (ESA) avalia tanto a tensão como a corrente, dando uma ampla visão da saúde do sistema motor que inclui a qualidade da energia recebida. A combinação desta informação com o conhecimento da aplicação pode indicar oportunidades de poupança de custos energéticos.

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Estudos de casos

Análise da Assinatura Eléctrica (ESA)
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tech-tip-2-2018 Low Power Factor

Uma falha mecânica do estator é criada quando o núcleo do estator fica solto dentro da estrutura do motor, ou se os enrolamentos estão soltos entre as ranhuras do estator. Um núcleo de estator solto ou um enrolamento durante um período de tempo causará uma avaria no sistema de isolamento do enrolamento ou no sistema de isolamento à terra. A Análise de Assinatura Eléctrica (ESA) avalia os espectros de corrente e tensão utilizando uma Transformada Rápida de Fourier (FFT), que converte a forma de onda temporal para um espectro de frequência. O FFT destaca amplitudes e frequências que identificam falhas mecânicas, tais como problemas com o estator.

Quando há picos com a mesma frequência nos espectros de corrente e tensão, estes estão relacionados com a potência de entrada. Quando há picos apenas na corrente e não na voltagem, então a falha vem do motor ou da carga conduzida. No exemplo da ESA à direita, um problema mecânico do estator é indicado por bandas laterais de frequência de linha de velocidade de corrida multiplicada pelo número de ranhuras do estator. As setas vermelhas identificam os picos de frequência mecânica do estator no espectro de corrente e não na voltagem.

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Estudos de casos

Análise da Assinatura Eléctrica (ESA)
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A excentricidade estática (caixa de ar) é uma falha que é criada quando o rotor não está no centro magnético do estator. A excentricidade estática pode causar um aumento da corrente de funcionamento, sobreaquecimento, perdas de energia e sobrecarga de rolamentos. A Análise de Assinatura Eléctrica (ESA) avalia os espectros de corrente e tensão utilizando uma Transformada Rápida de Fourier (FFT), que converte as formas de onda de tempo num espectro de frequências. O FFT realça amplitudes e frequências que identificam falhas como a excentricidade estática.

Quando há picos com a mesma frequência nos espectros de corrente e tensão de alta frequência, estes estão relacionados com a potência de entrada. Quando há picos apenas na corrente e não na voltagem, então a falha vem do motor ou da carga conduzida. No exemplo da ESA acima, um problema de excentricidade estática é indicado por Frequência de Linha (50Hz) e duas bandas laterais de Frequência de Linha de velocidade de marcha multiplicada pelo número de barras de rotor. As setas vermelhas identificam os picos de frequência de excentricidade estática no espectro de corrente e não na voltagem.

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Estudos de casos

Análise da Assinatura Eléctrica (ESA)
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O software da ESA confirma a excentricidade estática (air gap).

Uma falha na barra do rotor quebrada ou fracturada pode ocorrer com arranques excessivos, grandes cargas, processos de fabrico, etc. Quando ocorre uma barra de rotor quebrada, já não existe um caminho para a corrente fluir. Isto cria stress nos bares vizinhos sob a forma de aumento da corrente e do calor. Eventualmente, estas barras de rotor falham com o tempo. A Análise de Assinatura Eléctrica (ESA) avalia os espectros de corrente e tensão utilizando uma Transformada Rápida de Fourier (FFT), que converte a forma de onda temporal para um espectro de frequência. O FFT destaca a amplitude e as frequências para identificar falhas mecânicas tais como barras de rotor quebradas ou fracturadas.

Geralmente, as barras de rotor quebradas ou fracturadas são encontradas como bandas laterais de frequência de passagem de pólo (PPF) elevada de frequência de linha (LF). O PPF é calculado utilizando a velocidade síncrona menos a velocidade de marcha vezes o número de pólos. Nesta amostra ESA há espaçamento de banda lateral PPF em torno de LF (3600 RPM ou 60 Hz) no espectro -1 actual.

Exemplo de motor CA:
460V, 1200 RPM (velocidade síncrona), motor de 6 pólos, 1183,1 RPM (velocidade de marcha), 60Hz (LF).
1200 RPM velocidade síncrona – 1183.1 RPM velocidade de funcionamento = 16.9 RPM
16,9 RPM x 6 (# de pólos) = 101,4 RPM ou para trabalhar em hertz usar 101,4RPM / 60 segundos = 1,69 Hz
PPF = 101,4 RPM ou 1,69 Hz

Vibração e infravermelhos podem indicar um problema inicial. Utilizando a tecnologia da ESA, pode identificar o problema real do seu motor ou verificar o seu estado.

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Estudos de casos

Análise da Assinatura Eléctrica (ESA)
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A IEC define descidas, subidas e interrupções de tensão como uma variação da tensão RMS (root mean square) abaixo de 90%, acima de 110%, e abaixo de 10% da tensão nominal ou uma tensão de referência deslizante, respectivamente.

Tensão Nominal: A palavra “nominal” significa “nomeado”. A tensão real em que um circuito funciona pode variar da tensão nominal dentro de uma gama que permita o funcionamento satisfatório do equipamento

Dips de tensão: ou sags são uma redução temporária na tensão RMS de 10% ou mais abaixo da tensão nominal. A diminuição dura de meio ciclo a vários segundos. Enquanto que a subvoltagem é um mergulho que dura mais de 1 minuto e pode ser causada por circuitos sobrecarregados ou condutores de tamanho inferior ao normal.

Inclinações de tensão: são o oposto de quedas e são definidas como um aumento momentâneo da tensão RMS de 10% ou mais acima da gama de tensão recomendada pelo equipamento durante um período de 1/2 ciclo a 1 min, tal como definido na norma IEC 61000-4-30.

Transientes de tensão: são definidos como picos de energia eléctrica de curta duração e são o resultado da libertação repentina de energia num circuito de energia previamente armazenada no circuito eléctrico ou induzida no circuito por outros meios. Os transitórios diferem dos swells por serem maiores em magnitude e mais curtos em duração.

Os transitórios podem variar de alguns volts a vários milhares de volts e durar microssegundos até alguns milissegundos. Os transitórios podem ser de polaridade e podem ser energia aditiva ou subtrativa à forma de onda original. Os transitórios estão divididos em duas categorias que são fáceis de identificar: oscilatórios e impulsivos.

O “transitório oscilatório” é o transitório mais comum e é por vezes descrito como um “transitório zumbido”. Este tipo de transientes é caracterizado por desvios acima e abaixo da tensão normal da linha.

 

O outro tipo de “impulso transitório” é mais facilmente explicado como um evento de “pulso único”, e caracteriza-se por ter mais de 77% de um pulso acima da tensão da linha. Uma trovoada pode ser composta por múltiplos transientes deste tipo.

 

 

 

Os transitórios podem ser gerados internamente, ou podem vir para uma instalação a partir de fontes externas. Os menos comuns dos dois são os transitórios gerados externamente.

Fontes geradas externamente: O relâmpago é o transiente de voltagem externa mais familiar. Estes transitórios podem não vir directamente de um raio que atinja a linha eléctrica, mas são normalmente induzidos no sistema eléctrico quando um raio atinge perto de uma linha eléctrica. Outros transitórios gerados externamente podem provir de operações normais de serviços de utilidade pública, tais como cargas de instalações de comutação, desconexões cíclicas em circuitos energizados, ligar ou desligar bancos de condensadores, operações de religação ou mudança de torneira em transformadores. Ligações fracas ou soltas no sistema de distribuição também podem ser transitórias.

Fontes geradas internamente: A maioria dos transientes são criados dentro das suas próprias instalações, causados por dispositivos de ciclismo ligados e desligados, descarga e arco. Serão produzidas cargas indutivas cíclicas, tais como motores ligados ou desligados por uma tensão transitória. Mesmo motores de baixa potência (5 HP) podem produzir transientes superiores a 1000V. A electricidade estática referida como descarga electrostática (ESD) pode gerar mais de 20.000 V transitórios.

O arco causado por contactos defeituosos em disjuntores, interruptores e contactores pode produzir um arco quando a tensão salta uma fenda criada pela ligação defeituosa.

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Ver webinar sobre CBM na ESA.

Análise da Assinatura Eléctrica (ESA)
Leia mais sobre o método de ensaio ESA e como é utilizado pelos instrumentos de ensaio motorizados ALL-TEST Pro.

Efeitos das variações de tensão:

Dispositivos electrónicos: os equipamentos eléctricos e electrónicos podem funcionar de forma errática e são continuamente stressados por centenas de transientes que ocorrem todos os dias na rede de alimentação através de operações de comutação de cargas indutivas, tais como unidades de ar condicionado, motores de elevação e transformadores. Os transientes de comutação também podem ocorrer como resultado da interrupção de correntes de curto-circuito (tais como o sopro de fusíveis).

Embora os transitórios de comutação sejam de menor magnitude do que os transitórios de relâmpagos, ocorrem com maior frequência, e as falhas inesperadas do equipamento ocorrem frequentemente após um atraso de tempo; a degradação dos componentes electrónicos dentro do equipamento é acelerada devido à tensão contínua causada por estes transitórios de comutação.

Motores: funcionarão a temperaturas elevadas quando se verificam tensões transitórias, que levam a uma rápida degradação do isolamento do enrolamento e a uma eventual falha catastrófica.

Iluminação: As tensões transitórias causam falha antecipada de todos os tipos de luzes, incluindo falha prematura de lastro ou lâmpada em sistemas fluorescentes.

Equipamento de distribuição: a actividade transitória degrada as superfícies de contacto dos interruptores, desconexões e disjuntores. Uma actividade transitória severa pode produzir “tropeçar no incómodo” e sobreaquecer os transformadores.

Localização de tensões transitórias: As tensões transitórias não são fáceis de localizar. As tensões transitórias são normalmente intermitentes, em que acontecimentos aleatórios desencadeiam a situação. As condições meteorológicas, outros equipamentos rotativos que funcionam intermitente ou simultaneamente podem desencadear tensões transitórias juntamente com itens acessórios de apoio benigno, tais como luzes, equipamento de escritório, AVAC, podem criar tensões transitórias no local que afectam as suas operações.

ATPOL III 656x624O ATPOL III™ é o analisador motorizado de mão mais potente disponível que também pode ser utilizado para localizar e avaliar rápida e facilmente tensões, quedas, inchaços e transientes utilizando as características de monitorização de potência da ferramenta.

ATPOL III™ ajuda na localização destes transitórios, registando o evento de modo a que este possa ser isolado e eliminado antes que possa afectar negativamente o processo ou danificar o equipamento a ser controlado. Os eventos transitórios são capturados utilizando níveis de disparo programados de valores absolutos ou relativos. O ATPOL III™ monitoriza continuamente os eventos enquanto um processo está sob carga, recolhe amostras de cada canal de entrada a intervalos de 8µsec e capta e armazena qualquer evento que exceda o nível de disparo. Qualquer anomalia é capturada à medida que a tensão e a corrente são monitorizadas. Continuará a capturar o evento em forma de onda durante 50 msecs, começando 1 ciclo antes de ocorrer o evento transitório. O ATPOL III™ capta dados durante o ciclo de corrida e encontra flacidez e inchaço, detecção transitória mais consumo de energia.

Cada evento transitório é um registo e inclui tempo, sinal, duração e pior medição do evento, bem como um ciclo antes e um ciclo depois do pico de inchaço ou flacidez.

Também cria um registo de eventos transitórios que detalha todas as informações pertinentes do evento transitório. O registo de eventos permite que estes eventos sejam rápida e facilmente localizados e avaliados. Os dados capturados podem então ser carregados para o software PSM de acompanhamento para visualização e impressão gráfica. Esta característica é extremamente valiosa para localizar eventos periódicos não repetitivos que não são facilmente identificáveis utilizando a Análise de Assinatura Eléctrica (ESA). Se a análise em tempo real for preferida enquanto o teste está a ser realizado, o instrumento pode ser ligado remotamente a um portátil para visualização da forma de onda ou eventos.

Uma vez que os eventos transitórios não estão relacionados com o processo, não serão reconhecidos utilizando a ESA, mas cada análise de eventos transitórios identificará e registará quando os transientes ocorrem e podem então estar relacionados com factores externos dentro da fábrica.

Os transitórios podem ser provados reiniciando um sistema suspeito (luzes, equipamento de escritório maior, HVAC, etc.) enquanto se monitorizam eventos transitórios que estão a afectar o seu processo. Estes testes ajudam a evitar a degradação crónica, falhas latentes e falhas catastróficas do equipamento e asseguram-lhe que sabe que o seu equipamento rotativo está a funcionar como pretendido.

Os eventos externos causados pelo tempo ou outros surtos ou quedas, tais como o consumo de energia numa instalação próxima, a falta de energia disponível fornecida por um serviço público, ou outros eventos, também precisam de ser abordados. Estas são geralmente interrupções intermitentes e precisam de ser registadas para que possam ser discutidas com o seu fornecedor de energia. O modo de qualidade de energia da ATPOL III™ que registará e analisará a energia recebida, facilitando a discussão com factos: número de ocorrências, tempo de emissão, bens afectados e as suas necessidades de trabalho.

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O desequilíbrio de voltagem entre fases terá impacto no funcionamento de um motor eléctrico. Um motor eléctrico pode ser desclassificado quando funciona com desequilíbrios inferiores a 5%. Os efeitos do desequilíbrio de voltagem são:

  1. Redução dos binários de rotor bloqueado e de avaria para a aplicação.
  2. Ligeira redução da velocidade de carga completa.
  3. A corrente mostrará também um desequilíbrio significativo que está relacionado com o desenho específico do motor.
  4. Podem resultar temperaturas de funcionamento significativas. Por exemplo, um desequilíbrio de voltagem de 3,5% resultará num aumento de 25% da temperatura.
tech-tip-1-2016 Voltage Unbalance

Uma das principais causas de falha prematura do motor eléctrico e do isolamento é a contaminação. Uma parte essencial, muitas vezes ignorada, de qualquer programa de manutenção de motores eléctricos é assegurar que o motor está limpo. As passagens de ar, ventilador e superfícies do motor devem ser limpas periodicamente. A acumulação de contaminação nestas superfícies reduzirá a capacidade do motor eléctrico de se arrefecer, resultando numa vida de isolamento mais curta. A área em redor do eixo do motor deve ser mantida limpa para reduzir a possibilidade de incursão de contaminação nos rolamentos,também. A monitorização do estado de isolamento eléctrico com a análise do circuito do motor permitirá a detecção precoce da acumulação de contaminação do enrolamento dentro do motor eléctrico nos enrolamentos.

tech-tip-2-2016 Motor Cleanliness

O armazenamento de máquinas eléctricas (motores e geradores) afectará a vida útil do equipamento. Com o tempo, condições tais como humidade, sujidade, poeira, roedores e vibração geral terão um impacto negativo sobre o estado eléctrico e mecânico do equipamento.

Quando se armazenam máquinas durante um período de tempo significativo, deve ser considerada uma série de requisitos:

  1. Armazenar os motores eléctricos longe de fontes de vibração, contaminação e humidade significativas.
  2. Rodar o eixo do motor pelo menos trimestralmente, se não mensalmente.
  3. Se a área de armazenamento chegar ao ponto de orvalho, instalar aquecedores ou desumidificadores para evitar a condensação.
  4. Realizar Circuito Motor Analysis™ periodicamente, para garantir que não ocorreu degradação do enrolamento. Algumas plantas colocam uma etiqueta em cada motor mostrando as últimas datas para as inspecções no estado do motor, com cores diferentes representando o horário de rotação do veio (verde para o primeiro mês de cada trimestre, vermelho para o segundo mês e amarelo para o terceiro).
tech-tip-4-2017 Motor & Generator Storage

Uma série de condições de avaria causará uma viagem de frequência variável (VFD) a ‘incómodo’. Os calções de enrolamento relacionados com VFD podem ocorrer nas curvas finais das bobinas do motor eléctrico entre condutores individuais. Este tipo de falha não pode ser detectado com um testador de resistência de isolamento ou medidor de Ohm e o motor pode ainda funcionar satisfatoriamente em bypass durante algum tempo. Falhas de VFD, tensão de entrada e falhas de cabos também causarão tropeços incómodos. Se a potência de entrada for satisfatória (+/- 10% para a tensão nominal VFD), verificar os enrolamentos do motor e os cabos com análise do circuito do motor a fim de isolar a localização da falha (motor, accionamento ou cabo). Esta prática reduzirá o tempo de resolução de problemas em termos de horas (ou mais), evitando dispendiosas paragens não planeadas do equipamento associado.

tech-tip-6-2107 Variable Frequency Drive

O PÉ SOFT ocorre em máquinas quando os pés das máquinas e a plataforma em que estão montadas não estão no mesmo plano. Em motores eléctricos o pé macio distorce a estrutura que, por sua vez, pode distorcer o campo magnético do estator. Isto cria forças eléctricas desequilibradas entre o rotor e o campo magnético do estator. Estas falhas são muitas vezes diagnosticadas pelo pessoal de vibração como lacunas de ar desiguais ou excentricidade estática (por utilizadores de Análise de Assinatura Eléctrica – ESA). O pé macio estático é melhor controlado usando um indicador de mostrador para determinar a quantidade de medidores de pé macio e de apalpador para determinar o tipo de pé macio.

O pé macio dinâmico requer um método de teste mais detalhado. O pé macio nos motores pode levar à falha prematura do rolamento e a barras de rotor soltas e quebradas. A ESA identifica rápida e facilmente o pé macio estático e dinâmico.

O pé macio estático pode ser detectado usando o modo de teste dinâmico de Análise de Circuitos Motorizados desenergizado.

How "soft foot" can damage electric motors over time

Como regra geral, operar um motor a mais de 10°C acima da classe de isolamento nominal do motor pode diminuir a vida útil para metade. O calor excessivo irá acelerar a degradação do sistema de isolamento de um motor. O aquecimento de um motor pode ser causado por sobrecarga, arranques demasiado frequentes, temperatura ambiente elevada, para citar alguns. Por exemplo, um motor com um sistema de isolamento de classe F é classificado para 155°C. Se o motor exceder esta temperatura mais de 10°C, então a vida útil do sistema de isolamento pode ser cortada ao meio.

tech-tip-9-2017

Os sistemas de enrolamento e isolamento do motor seguem a Equação de Arrenius: Uma taxa de reacção química duplica para cada aumento de temperatura de 10° C, uma vez que os sistemas de isolamento são dieléctricos e seguem estas regras. Isto significa que a vida útil de um motor diminui em 50% por cada 10° C de aumento da temperatura do motor.

Muitos motores eléctricos utilizam a convecção térmica para manter o motor frio. Quanto maior a área de superfície de contacto, maior a capacidade de transferência de calor. As aletas na caixa do motor aumentam a área de superfície da caixa do motor, o que aumenta a capacidade de dissipação de calor do motor, maximizando assim a vida útil dos sistemas de isolamento dos motores.

Permitir a acumulação no exterior dos motores limita a capacidade dos motores de dissipar adequadamente o calor, reduzindo drasticamente a vida útil do sistema de isolamento dos motores e a vida útil dos motores.

tech-tip-7-2018

O faseamento único é uma condição que ocorre quando uma das três fases que está a fornecer tensão a um motor trifásico é perdida. Quando isto ocorre, a corrente nas duas pernas restantes pode ir até 1,73 vezes (173%) a FLA normal (por favor consultar a figura à direita).

Durante esta condição, o excesso de corrente que flui através dos outros enrolamentos provocará o sobreaquecimento desses enrolamentos. Isto poderia danificar permanentemente o isolamento do enrolamento e possivelmente causar um incêndio no interior do motor. Deve ter-se cuidado para garantir que as sobrecargas no motor sejam classificadas de modo a evitar esta condição.

tech-tip-6 Single Phasing

Antes de realizar qualquer teste eléctrico ou electrónico, é importante verificar a funcionalidade do seu
instrumento.

Por exemplo, antes de utilizar um voltímetro para verificar tensões ameaçadoras de vida, é uma boa prática de manutenção verificar se está a ler correctamente antes de utilizar para assegurar a funcionalidade. Do mesmo modo, é boa prática verificar os instrumentos de teste de motores eléctricos e os cabos de teste de solidez e funcionalidade antes de os levar para o campo. A utilização de um motor de teste como o motor de demonstração ALL-TEST Pro de condição conhecida é ideal.

A funcionalidade também pode ser provada através de um simples encurtamento dos cabos de teste, ligando clips a uma peça comum de metal inacabado.
Na maioria dos instrumentos ALL-TEST Pro o teste Meg Ohm Isolamento tem lugar entre o cabo de teste Azul #2 e o cabo de teste Amarelo. Com ambas as pistas claras, ou abertas, a leitura deve estar fora da escala alta (>XXX Mohms). Com os cabos ligados a uma peça de metal comum (curto-circuitado), a leitura deve ser quase zero.

Com os três testes (Preto, Azul e Vermelho), os cabos de teste estão ligados a uma peça de metal comum (curto-circuitado) e qualquer teste automático realizado,
As resistências de fase devem ser zero.

Instrument Functionality Check

Com a funcionalidade do instrumento confirmada, pode estar seguro de que quaisquer leituras anormais que veja no campo têm origem no seu teste
objecto.

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O Factor de Dissipação é um teste eléctrico que ajuda a definir o estado geral de um material isolante.

Um material dieléctrico é um material que é um fraco condutor de electricidade, mas um eficiente apoiante de um campo electrostático. Quando um material isolante eléctrico é submetido a um campo electrostático, cargas eléctricas opostas em material dieléctrico formam di-polos.

Um condensador é um dispositivo eléctrico que armazena uma carga eléctrica, colocando um material dieléctrico entre as placas condutoras. O sistema de isolamento de Groundwall (GWI) entre os enrolamentos do motor e a estrutura do motor cria um condensador natural. O método tradicional de testar a GWI consiste em medir o valor da resistência ao solo. Esta é uma medida muito valiosa para identificar pontos fracos no isolamento mas não consegue definir o estado global de todo o sistema GWI.

O Factor de Dissipação fornece informações adicionais sobre o estado geral da GWI.

Na forma mais simples, quando um material dieléctrico é submetido a um campo DC, os diploes no dieléctrico são deslocados e alinhados de modo a que a extremidade negativa do dipolo seja atraída para a placa positiva e a extremidade positiva do dipolo seja atraída para a placa negativa. Parte da corrente que flui da fonte para as placas condutoras irá alinhar os dipolos e criar perdas sob a forma de calor e parte da corrente irá vazar através do dieléctrico. Estas correntes são resistivas e gastam energia, esta é a corrente resistivaIR . O restante da corrente é armazenado na corrente das placas e será descarregado de volta ao sistema, esta corrente é a corrente capacitivaIC.

Quando sujeitos a um campo AC, estes dipolos deslocar-se-ão periodicamente à medida que a polaridade do campo electrostático muda de positivo para negativo. Este deslocamento dos dipolos cria calor e gasta energia.

Simplisticamente falando, as correntes que deslocam os dipolos e fugas através do dieléctrico sãoIR resistivo, a corrente que é armazenada para manter os dipolos alinhados é oCI capacitivo.

O Factor de Dissipação é a relação entre a corrente resistivaIR e a corrente capacitivaIC, este teste é amplamente utilizado em equipamento eléctrico como motores eléctricos, transformadores, disjuntores, geradores, e cabos, que é utilizado para determinar as propriedades capacitivas do material de isolamento dos enrolamentos e condutores. Quando a GWI se degrada com o tempo, torna-se mais resistiva causando o aumento da quantidade deIV. A contaminação do isolamento altera novamente a constante dieléctrica da GWI, fazendo com que a corrente AC se torne mais resistiva e menos capacitiva, o que também faz com que o factor de dissipação aumente. O Factor de Dissipação de isolamento novo e limpo é normalmente de 3 a 5%, um DF superior a 6% indica uma mudança no estado de isolamento do equipamento.

Quando a humidade ou contaminantes estão presentes na GWI ou mesmo no isolamento que envolve os enrolamentos, isto provoca uma alteração na composição química do material dieléctrico utilizado como isolamento do equipamento. Estas mudanças resultam numa mudança no DF e na capacidade de aterrar. Um aumento do Factor de Dissipação indica uma mudança no estado global do isolamento, comparando o DF e a capacidade com o solo ajuda a determinar o estado dos sistemas de isolamento ao longo do tempo. Medir o Factor de Dissipação a temperaturas demasiado altas ou demasiado baixas pode resultar em resultados desequilibrados e introduzir erros durante o cálculo. A norma IEEE 286-2000 recomenda o ensaio a uma temperatura ambiente de 77 graus Fahrenheit ou 25 graus Celsius ou em torno dela.

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Se um motor tiver sido desmontado por qualquer razão, recomenda-se verificar a saúde do sistema de enrolamento de um motor antes da montagem. Por exemplo, após substituir um rolamento, remover o rotor para inspecção, limpar o enrolamento ou mesmo um rebobinar completo do estator, é sempre uma boa ideia testar o estator quanto a potenciais falhas antes da remontagem. A linha ALL-TEST Pro de instrumentos desenergizados são ferramentas perfeitas para isto, mas há algumas coisas que precisam de ser consideradas ao analisar os resultados do teste.

AT34 sobre motor de demonstração

Quando o rotor é removido do motor, qualquer desequilíbrio mútuo de indutância, que seja causado por qualquer variação na relação Rotor Bar/Winding, é também removido.
Portanto, a única porção do sistema de enrolamento do motor que responde ao sinal CA, a partir do instrumento, é a auto-indutância dos enrolamentos do estator e do ferro traseiro.

Isto significa que as directrizes de tolerância a falhas de um motor não montado devem ser mais rigorosas do que os critérios de um motor totalmente montado. Recomenda-se seguir a tabela de tolerância do motor não montado que se segue.

AT34 Gráfico de resultados de testes

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Uma das formas mais fáceis de prevenir falhas prematuras do motor eléctrico é manter os seus motores limpos e livres de contaminações estranhas. Muitos motores eléctricos são arrefecidos por ventilador. Quando os contaminantes começam a acumular-se à volta do motor, o fluxo de ar torna-se restrito e reduz a capacidade do ventilador para arrefecer o motor, o que reduz drasticamente a vida útil do isolamento do enrolamento devido ao aumento do calor.

Ao realizar um teste motor com Circuito Motor Analysis™ (MCA), um dos primeiros indicadores de um motor contaminado é um aumento do Factor de Dissipação que é um aumento da ineficiência de um material isolante. O material de isolamento do sistema de Isolamento da Parede Terrestre actua como um condensador natural. Quando a tensão é aplicada ao circuito, os electrões que são armazenados dentro do material de isolamento são capacitivos. Os electrões que fluem através ou através do material de isolamento são resistivos e resultam na fuga de corrente. A resistência eléctrica é uma medida da dificuldade de passagem de uma corrente eléctrica através de uma substância ou material, e assim, com mais resistência num circuito, menos electricidade irá fluir através do circuito.

Quando os contaminantes interagem com o material de isolamento, o isolamento começará a decompor-se, o que permitirá que mais electrões fluam através do sistema de isolamento provocando o aumento do Factor de Dissipação.

O Factor de Dissipação de um motor saudável situa-se tipicamente entre 3 a 5%, qualquer coisa acima de 6% significa que o material de isolamento começa a ser afectado pela contaminação e que os procedimentos de limpeza adequados devem ter lugar.

Agrupamento de velhos motores sujos

A área em redor do eixo do motor também deve ser mantida limpa para reduzir a possibilidade de contaminantes entrarem no interior do motor. Os contaminantes também podem afectar negativamente os rolamentos do motor. O material estranho que se infiltra nos rolamentos pode quebrar a massa lubrificante do rolamento causando falha prematura do rolamento e contaminação do enrolamento do estator. Ao implementar o Circuito Motor Analysis™ num programa de manutenção, a detecção precoce da contaminação dos enrolamentos pode ser facilmente detectada para que se possa evitar a falha do motor eléctrico e garantir o tempo de funcionamento.

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Uma coisa que é tipicamente negligenciada é como os motores sobressalentes são armazenados. Com o tempo, a humidade, sujidade, poeira e mesmo vibrações gerais de outras fontes podem ter um impacto negativo sobre o estado eléctrico e mecânico dos motores armazenados. Os motores armazenados devem ser periodicamente limpos e limpos para assegurar uma funcionalidade adequada quando o motor é instalado. O eixo do motor deve ser rodado periodicamente para manter a massa lubrificante dentro dos rolamentos de forma a não secar ou separar. Recomenda-se rodar o veio uma vez por mês, mas no mínimo o veio do motor deve ser rodado trimestralmente.

A elevada humidade numa instalação de armazenamento também pode ter um impacto negativo no sistema de isolamento do motor. A condensação pode condensar directamente nos enrolamentos que começarão a degradar o material de isolamento, levando a uma falha prematura do motor uma vez instalado na máquina. Se a área de armazenamento atingir o ponto de orvalho, devem ser instalados aquecedores ou desumidificadores para evitar a condensação.

As etiquetas de motor são um componente importante do armazenamento. As etiquetas do motor devem ter dados gerais do motor, data de recepção no armazenamento, e os requisitos de manutenção do armazenamento para o motor, tais como rotação mensal ou trimestral do eixo, leituras de isolamento e resistência. Outras variáveis de manutenção e medição podem ser adicionadas à etiqueta, dependendo dos critérios e da instrumentação de teste que a instalação de armazenamento emprega.

Antes da instalação do motor armazenado, ALL-TEST Pro recomenda a realização de um teste de Circuito Motor Analysis™ (MCA™ ) para garantir que a degradação do enrolamento não ocorreu enquanto o motor se encontrava na instalação de armazenamento. Este teste também pode ser utilizado como um teste de base que pode ser comparado e com o qual se pode ter tendência no futuro enquanto o motor estiver armazenado ou depois de o motor sobressalente ter sido instalado.

Qualquer alteração no TVS significa uma alteração nos enrolamentos do motor, do solo, do rotor, dos cabos, etc. O teste inicial deve indicar que as três fases do motor são simétricas e não indicam qualquer contaminação nem falhas de terra. Um valor de teste TVS™ pode ser comparado com testes futuros no mesmo motor e qualquer desvio entre os valores significa uma alteração no sistema motor devido a uma falha do motor em desenvolvimento.

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Ângulo de fase… A definição técnica do ângulo de fase de uma onda periódica: O número de unidades de medida angular adequadas entre um ponto sobre a onda e um ponto de referência. Assim, com base na definição, o pico positivo de uma forma de onda teria um ângulo de fase de 90° a partir do ponto de referência da linha temporal zero.

Mas praticamente o que significa isto?

Figura 1: Forma de Onda de Tempo

A energia eléctrica CA é a energia eléctrica padrão utilizada em todo o mundo e é definida como o fluxo de cargas eléctricas que mudam periodicamente de direcção. A figura 1 mostra a carga eléctrica movendo-se da linha temporal 0 da esquerda para a direita. Começando no tempo zero à medida que o tempo passa, a carga aumenta para um valor “máximo positivo” e depois diminui passando pelo ponto 0-cruzamento até atingir um valor °negativo máximo, depois regressa ao ponto 0-cruzamento. O montante da taxa é o
voltagem
(E ou V) com as unidades de volts. A tensão muda contínua e repetitivamente de um máximo positivo para um máximo negativo.

 

Figura 2: Um ciclo

Uma tensão crescente causa mais
actual
para fluir numa direcção, quando a tensão muda de positiva para negativa a corrente (I) fluirá na direcção oposta. As unidades de corrente são amperes e exibirão um padrão semelhante. Uma alteração completa da carga de 0 para o máximo positivo, o máximo negativo de volta para 0 é um ciclo.

Esta visualização é chamada de visualização de forma de onda temporal e representa o valor instantâneo da tensão ou corrente em qualquer momento. À medida que este processo se repete, a corrente AC fluirá.

 

O tempo necessário para completar um ciclo é chamado período.

Figura 3: 1 Ciclo tem 360 graus

Cada ciclo tem 360 graus.

A oposição ao fluxo de corrente num circuito eléctrico é a resistência (R) e medida em unidades de ohms.

Lei Ohms: fornece a relação das três variáveis eléctricas básicas de tensão (E) , corrente (I) e resistência (R) no circuito eléctrico CC.

E = I/R

1 volt irá criar 1 ampola de corrente através de uma resistência de 1 ohm. No entanto, em circuitos de corrente alternada, uma vez que a tensão está a mudar periodicamente, a corrente seguir-se-á. Assim, em circuitos AC a lei básica ohms não se aplica uma vez que a tensão e corrente em mudança introduzem oposição adicional à corrente conhecida como reactância em resultado de qualquer indutância (L) ou capacitância (C) no circuito.

Indutância: é a propriedade de um circuito eléctrico para se opor a uma mudança de corrente, as unidades de indutância são de Henry. A indutância armazena energia num campo magnético à medida que a corrente do circuito aumenta e liberta-a de volta ao circuito quando a corrente diminui, tentando manter uma corrente constante no circuito. Uma vez que nos circuitos CA a corrente muda periodicamente qualquer indutância no circuito irá opor-se à corrente e criar uma reactância ou (oposição a esta mudança de corrente) conhecida como reactância indutiva (XL). XL está dependente da quantidade de indutância no circuito e da frequência do sinal aplicado. As unidades de XL são ohms e fazem com que a corrente retarde a voltagem por ¼ de um ciclo ou900.

XL = 2fL

Capacitância: é a propriedade de um circuito eléctrico que se opõe a uma mudança de tensão, as unidades de capacitância são Farads. A capacitância armazena a energia num circuito eléctrico sob a forma de cargas armazenadas em placas eléctricas separadas por um material isolante. Como a tensão num circuito aumenta, mais electrões são armazenados nas placas, quando a tensão diminui, os electrões armazenados descarregam para o circuito, tentando manter a tensão a um nível constante. Uma vez que a voltagem num circuito de corrente alternada altera periodicamente qualquer capacitância no circuito criará uma reactância ou (oposição à voltagem em mudança) conhecida como reactância capacitiva (XC). As unidades de XC são ohms e provocam um atraso de 90° na tensão da corrente.
As unidades de XC são ohms e dependem da quantidade de capacidade no circuito e da frequência da tensão aplicada.
XC = 1/(2fC)


Frequência
: é uma medida do número de eventos que ocorrem num determinado período de tempo.

F= # eventos/tempo

Ângulo de fase: Um uso comum dos ângulos de fase é medir o atraso de tempo entre 2 ou mais eventos periódicos que tenham o mesmo período. Uma vez que o inverso do tempo (T) é a frequência (F), eventos periódicos que têm a mesma frequência levam o mesmo tempo a completar o evento.

T=1/F

No entanto, só porque levam o mesmo tempo a realizar o evento e têm a mesma frequência, não significa que comecem e acabem ao mesmo tempo.

 

O ângulo de fase apresenta o atraso entre estes eventos em graus. Por exemplo, um ângulo de fase de 90° significa que os eventos são separados por ¼ de um ciclo. Uma vez que a indutância faz com que a corrente fique 90° atrasada a voltagem se o período da onda for de 4 segundos, a frequência seria de .25 hertz. Por conseguinte, a corrente seria atrasada em 1 segundo ou 90°.

A teoria eléctrica básica afirma:
Num circuito puramente resistivo , a corrente e a tensão estão em fase, o que significa que tanto a tensão como as formas de onda de corrente atingem os seus picos máximos positivos e máximos negativos e a travessia 0 ao mesmo tempo.

Num circuito puramente indutivo , a tensão conduz a corrente em 90°, o que significa que a tensão atinge os seus valores máximo e mínimo 90° antes da corrente.

Num circuito puramente capacitivo , a corrente conduz uma tensão de 90°, o que significa que a corrente atinge os seus valores máximo e mínimo 90° antes da tensão.

Então, como é que MCA™ utiliza o ângulo de fase?

se o ângulo de fase for de 0° o circuito a ser testado é puramente resistivo. No entanto, como um motor utiliza bobinas de estator para criar o campo magnético, estas são indutivas. Mas as bobinas são construídas de condutores resistivos, e são revestidas com uma película de esmalte que é capacitiva. Assim, o ângulo de fase de cada fase dependerá da relação destas três propriedades eléctricas.

Em motores trifásicos todas as bobinas devem ser idênticas e ter o mesmo ângulo de fase. Se o isolamento entre condutores começar a degradar quer a indutância quer a capacitância mudarão. O ângulo de fase ou o atraso temporal entre a corrente e a tensão será uma das primeiras medições a mudar, mesmo com alterações muito ligeiras de L ou C.

A experiência demonstrou que uma indicação precoce de qualquer degradação do isolamento dos sistemas de enrolamento será se o ângulo de fase de qualquer fase se desviar mais de 2 graus do ângulo de fase médio das três fases.

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