Curso Online de Diagnostico de Falhas

FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS

Conteúdo do capítulo

Neste capítulo efetuaremos o estudo de:
4.1 – Diagnóstico de máquinas;
4.2 – Desbalanceamento de eixos;
4.3 – Desalinhamento de eixos;
4.4 – Desalinhamento de correias;
4.5 – Componentes soltos;
4.6 – Falhas em engrenagens;
4.7 – Roçamento;
4.8 – Falhas em motores elétricos.

4 – Métodos de Diagnósticos de Máquinas

AMBIENTE MULTIMÍDIA DE SUPORTE À DISCIPLINA DE PÓS-GRADUAÇÃO

FERRAMENTAS DE DIAGNÓSTICO DE MÁQUINAS

Capítulo 4.8 – Falhas em motores elétricos

Rotor

Falhas em motores elétricos

Motor de Indução trifásico

Estator

Ventilador

Um motor de indução possui freqüências características mesmo que não tenha nenhuma falha, são as chamadas assinaturas de vibração do motor. Estas freqüências são(em parêntesis a notação que iremos utilizar neste curso):

Freqüência de alimentação – (Fal)
Freqüência de rotação – (Frt)
Freqüência do campo magnético (Fcm)
Freqüência de escorregamento (Fes)
Freqüência de ranhura – (Fran)

Falhas em motores elétricos

Freqüências básicas de um motor elétrico

Freqüência de alimentação – (Fal) – É a freqüência elétrica – 60 Hz

Freqüência de rotação – (Frt) – É a freqüência real com que o motor está girando, depende da carga que está aplicada.

Freqüência do campo magnético (Fcm) – É a freqüência de alimentação dividida pelo numero de pólos do motor

Falhas em motores elétricos

Freqüências básicas de um motor elétrico

Freqüência de escorregamento (Fes) – O rotor do motor não gira com velocidade síncrona, mas escorrega para trás no campo girante. A freqüência de escorregamento é a diferença entre velocidade síncrona e a velocidade do rotor.
A Fes é calculada multiplicando a freqüência de alimentação pelo escorregamento do motor, que é calculado por:

Onde: Nm = Freqüência de rotação do motor (medida no motor)
Ns = Rotação síncrona (do campo) 

Falhas em motores elétricos

Freqüências básicas de um motor elétrico

Freqüência de ranhura (Fran) – As ranhuras do entreferro tanto no estator quanto no rotor geram vibração, pois criam desbalanceamento de forças magnéticas de atração, conseqüência da variação da relutância do circuito, em função da taxa de passagem pelas ranhuras do estator e do rotor.

Falhas em motores elétricos

Freqüências básicas de um motor elétrico

A freqüência de ranhura é calculada por:

Fal = Freqüência da rede
Rs = Numero de ranhuras do rotor
S = escorregamento unitário
P = numero de pares de pólos
K = zero ou nº par (2,4,6,8,…)

Maquinas com conjunto rotativo leve e estruturas robustas e pesadas tem a maioria das forças geradas pelo rotor, como movimento relativo entre o eixo e o mancal.
A estrutura da máquina funciona como amortecimento, assim deve-se medir a vibração no rotor, através de sensores sem contato.
Máquinas com conjunto rotativo pesado, apoiado em mancais rígidos e com estrutura leve, tem as forças gerada pelo rotor dissipadas através dos mancais da estrutura, assim o melhor ponto para medição está localizado na estrutura da máquina, próximo a mancais de rolamentos ou chapas grossas.

Falhas em motores elétricos

Como medir a vibração em motores elétricos

Em um motor de indução os defeitos de origem elétrica podem ser resultado de:
Degradação do isolamento da bobina do estator
Desequilíbrio da alimentação
Quebra das barras do rotor
Quebra do anel curto-circuito
Os defeitos de origem mecânica podem ser identificados como:
Rotor excêntrico ou desbalanceado
Ventoinha quebrada

Falhas em motores elétricos

Defeitos de origem elétrica e mecânica

As falhas:
Degradação do isolamento da bobina do estator
Desequilíbrio da alimentação
Enrolamentos em curto e folgas no entreferro do motor
Caracterizam-se por uma freqüência no espectro de vibração igual a duas vezes a freqüência de alimentação. A amplitude é determinada pela carga do motor.
2*Fal (Freqüência de alimentação)

Falhas em motores elétricos

Defeitos elétricos