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  • 1. DT-7 SERVIÇOS DE MANUTENÇÃO EM MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA, GERADORES E SERVIÇOS
  • 2. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 2 ÍNDICE INTRODUÇÃO .................................................................................................................................................. 6 1. MANUTENÇÃO............................................................................................................................................. 7 1.1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................................. 7 1.1.1. Instruções de Segurança ........................................................................................................ 7 1.1.2. Indicadores de Manutenção.................................................................................................... 7 1.1.3. Os Novos Desafios para o Pessoal de Manutenção ............................................................ 10 1.2. TIPOS DE MANUTENÇÃO ............................................................................................................ 10 1.3. VANTAGENS E DESVANTAGENS DE CADA TIPO..................................................................... 11 1.3.1. Manutenção Corretiva........................................................................................................... 11 1.3.2. Manutenção Preventiva......................................................................................................... 11 1.3.3. Manutenção Preditiva............................................................................................................ 11 2. MANUTENÇÃO EM MÁQUINAS ELÉTRICAS GIRANTES E SEUS COMPONENTES........................... 13 2.1. ENROLAMENTOS.......................................................................................................................... 13 2.1.1. Classes de Termicas............................................................................................................. 13 2.1.2 Resistência de Isolamento .................................................................................................... 13 2.1.2.1. Procedimentos de Medição................................................................................... 15 2.1.3. Surge Test............................................................................................................................. 15 2.1.4. Tensão Aplicada.................................................................................................................... 16 2.1.5 Resistência Ôhmica ............................................................................................................... 17 2.1.6 Elevação de Temperatura...................................................................................................... 17 2.1.7. Outros Parâmetros para Avaliação da Qualidade do Enrolamento...................................... 18 2.1.7.1. Ventilação.............................................................................................................. 18 2.1.7.1.1. Radiadores .................................................................................................. 18 2.1.7.1.2. Dutos............................................................................................................ 18 2.2 MANCAIS......................................................................................................................................... 19 2.2.1 Rolamento à Graxa ................................................................................................................ 19 2.2.1.1 Armazenagem........................................................................................................ 19 2.2.1.2 Manutenção dos Rolamentos ................................................................................ 19 2.2.1.3 Graxa Lubrificante.................................................................................................. 20 2.2.1.4 Condições Específicas na Relubrificação.............................................................. 21 2.2.1.5 Graxa Padrão WEG ............................................................................................... 21 2.2.1.6 Temperatura de Operação e Limites ..................................................................... 22 2.2.1.7 Estocagem de Graxas............................................................................................ 22 2.2.1.8 Defeitos nos Rolamentos....................................................................................... 22 2.2.2 Mancal de Deslizamento........................................................................................................ 25 2.2.2.1 Montagem/Desmontagem de Mancais de Deslizamento ...................................... 25 2.2.2.1.1 Instruções Gerais.......................................................................................... 25 2.2.2.1.2 Desmontagem do Mancal (Tipo "Ef") ........................................................... 25 2.2.2.1.3. Montagem do Mancal .................................................................................. 28 2.3 VIBRAÇÃO ...................................................................................................................................... 29 2.3.1 Análise Espectral de Correntes.............................................................................................. 30 2.4 ACOPLAMENTO E ALINHAMENTO............................................................................................... 31 2.4.1 Acoplamento de Motores Equipados com Mancais de Bucha - Folga Axial ........................ 34 2.4.2. Lubrificação Forçada – Configuração Padrão WEG............................................................. 35 2.4.3 (*) Sistema Ermeto de Conexões........................................................................................... 36 2.5 SENSORES DE TEMPERATURA................................................................................................... 36 2.5.1 Protetores Térmicos para Motores......................................................................................... 36 2.5.1.1 Termostato Bimetálico ........................................................................................... 36 2.5.1.2 Termistor ................................................................................................................ 37 2.5.1.3 Termoresistência.................................................................................................... 37 2.5.2 Ajustes de Proteções do Enrolamento................................................................................... 38 2.6 RESISTÊNCIA DE AQUECIMENTO............................................................................................... 38 2.7 TERMOGRAFIA............................................................................................................................... 39 2.8 PROTEÇÃO PARA PICOS DE TENSÃO........................................................................................ 40 2.9 RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM.............................................................................................. 41
  • 3. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 3 2.9.1 Limpeza Durante a Armazenagem ....................................................................................... 42 3. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO................................................................................. 44 3.1 MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO................................................................................................ 47 3.1.1 Esquemas de Ligações Gerais .............................................................................................. 48 3.1.2 Esquema de Ligação do Estator............................................................................................ 49 3.1.3 Partida de Motores Elétricos .................................................................................................. 49 3.1.4 Caixa de Conexões dos Acessórios ...................................................................................... 53 3.1.5 Anomalias............................................................................................................................... 54 3.1.6 Danos Comuns a Motores de Indução................................................................................... 55 3.1.7 Danos Causados ao Enrolamento ........................................................................................ 55 3.1.8 Danos Comuns a Motores de Indução................................................................................... 56 3.2 MOTORES COM ROTOR BOBINADO ........................................................................................... 56 3.2.1 Sistema de Levantamento Motorizado de Escovas............................................................... 56 3.2.1.1 Esquema de Ligação ............................................................................................. 56 3.2.1.1.1 Operação Motorizada ................................................................................... 56 3.2.1.1.2 Operação Manual ......................................................................................... 58 3.2.1.2 Descrição de Funcionamento do Dispositivo de Levantamento das Escovas e Curto-Circuitamento dos Anéis .......................................................................................... 59 3.2.1.3 Montagem do Conjunto de Levantamento do Porta Escovas ............................... 61 3.2.1.4 Desmontagem........................................................................................................ 63 3.3 PLANO DE MANUTENÇÃO ............................................................................................................ 64 3.4 INSTRUÇÕES PARA A DETERMINAÇÃO DA CAUSA E ELIMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES ANORMAIS NO MOTOR....................................................................................................................... 66 4. MANUTENÇÃO DE GERADORES ............................................................................................................ 69 4.1 ALTERNATIVAS DE GERAÇÃO..................................................................................................... 71 4.2 NOMENCLATURA DE MÁQUINAS SÍNCRONAS WEG ................................................................ 72 4.3 PRINCIPAIS VANTAGENS DOS GERADORES GTA:................................................................... 74 4.4 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO................................................................................................ 74 4.5 ESQUEMAS DE LIGAÇÃO ............................................................................................................. 76 4.5.1 Proteção dos Mancais............................................................................................................ 76 4.5.2 Proteção dos Enrolamentos................................................................................................... 76 4.5.3 Esquemas de Ligações Principais ......................................................................................... 77 4.6 REGULADOR DE TENSÃO GRT7-TH4.......................................................................................... 80 4.6.1 Informações Sobre Segurança .............................................................................................. 80 4.6.2 Informações Sobre Armazenamento ..................................................................................... 80 4.6.3 Introdução .............................................................................................................................. 80 4.6.4 Características Técnicas........................................................................................................ 81 4.6.5. Etiqueta de Identificação....................................................................................................... 81 4.6.6. Diagrama de Blocos.............................................................................................................. 82 4.6.6.1 Função dos trimpots............................................................................................... 82 4.6.6.2 Ajuste dos Trimpots................................................................................................ 82 4.6.7 Operação................................................................................................................................ 82 4.6.7.1 Regulador de Tensão............................................................................................. 82 4.6.7.2 Conexão do Circuito de Potência........................................................................... 83 4.6.7.3 Escorvamento ........................................................................................................ 83 4.6.7.4 Operação U/F......................................................................................................... 83 4.6.7.5 Operação Paralela de Dois ou Mais Geradores¹................................................... 83 4.6.8 Diagrama de Conexão ........................................................................................................... 84 4.6.8.1 Conexão do Gerador sem Bobina Auxiliar............................................................. 84 4.6.9 Defeitos, Causas e Soluções ................................................................................................. 86 4.7 REGULADOR DE TENSÃO BASLER AVC63-7 ............................................................................. 87 4.7.1 Características Técnicas........................................................................................................ 87 4.7.2 Fusível de Proteção da Bobina Auxiliar ................................................................................. 87 4.7.3 Proteção de Painéis ............................................................................................................... 87 4.7.4 Simbologia.............................................................................................................................. 88 4.7.5 Ensaios................................................................................................................................... 88 4.8 ENSAIOS DE GERADORES.......................................................................................................... 88 4.9 MONTAGEM DA MÁQUINA............................................................................................................ 90
  • 4. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 4 4.9.1 Colocação do Calço de Bobina Bobina Auxiliar - Fio Encapado ........................................... 90 4.9.2 Calço da Cabeça de Bobina do Rotor.................................................................................... 90 4.9.3 Rotor Da Excitatriz ................................................................................................................. 90 4.9.4 Mancais .................................................................................................................................. 91 4.9.5 Acabamento - Medida G ........................................................................................................ 91 4.9.6 Troca dos Discos de Acoplamento ........................................................................................ 91 4.9.7 Níveis de Vibração ................................................................................................................. 92 4.10 OPERAÇÃO EM PARALELO........................................................................................................ 92 4.11 OPERAÇÃO EM PARALELO FORA DE SINCRONISMO PODE CAUSAR:................................ 93 4.12 ANORMALIDADES........................................................................................................................ 93 5. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA.................................................................. 96 5.1. IDENTIFICAÇÃO DA MÁQUINA .................................................................................................... 97 5.2 TIPOS DE VENTILAÇÃO ................................................................................................................ 97 5.3 PRINCIPAIS PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA MCC ............................................................... 98 5.4 CONSTRUÇÃO E LIGAÇÃO......................................................................................................... 101 5.4.1 Princípios de Funcionamento............................................................................................... 101 5.4.2 Tipos Básicos de Excitação ................................................................................................. 103 5.4.2.1 Excitação Independente....................................................................................... 103 5.4.2.2 Excitação Série .................................................................................................... 104 5.4.2.3 Excitação Composta ............................................................................................ 104 5.5 MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO ........................................................................ 105 5.6 LIMPEZA E SECAGEM DOS ENROLAMENTOS......................................................................... 105 5.7 VENTILAÇÃO ................................................................................................................................ 105 5.8 PORTA-ESCOVAS........................................................................................................................ 106 5.9 ESCOVAS (Especificação)............................................................................................................ 106 5.10 TIPOS DE ESCOVAS.................................................................................................................. 108 5.10.1 Grafite - Baquelite Grafite .................................................................................................. 108 5.10.2 Eletrografite........................................................................................................................ 108 5.10.3 Metal Grafite....................................................................................................................... 108 5.11 NÍVEIS DE FAISCAMENTO........................................................................................................ 109 5.12 CARACTERÍSTICAS DOS COMUTADORES............................................................................ 109 5.13 QUEIMADURAS .......................................................................................................................... 111 5.14 DEFEITOS NAS LAMELAS......................................................................................................... 112 5.15 ASPECTOS DAS FACES DAS ESCOVAS................................................................................. 113 5.16 ESQUEMAS DE LIGAÇÃO ......................................................................................................... 114 5.17 AJUSTE DA ZONA NEUTRA ...................................................................................................... 114 5.18 BALANCEAMENTO..................................................................................................................... 114 5.19 PRINCIPAIS CAUSAS DE QUEIMA ........................................................................................... 115 5.20 DEFEITOS EM MOTORES CC DEVIDO A FALTA DE MANUTENÇÃO.................................... 115 5.20.1 Base não Apropriada.......................................................................................................... 115 5.20.2 Cuidados na Ligação.......................................................................................................... 115 5.20.3 Limpeza.............................................................................................................................. 115 5.20.4 Falta de Manutenção.......................................................................................................... 115 5.20.5 Antes e Depois................................................................................................................... 115 5.20.6 Verificação das Escovas .................................................................................................... 115 5.20.7 Motor CC – Disparou.......................................................................................................... 116 5.21 MANUTENÇÃO PREDITIVA ....................................................................................................... 116 5.22 PLANO DE MANUTENÇÃO........................................................................................................ 117 5.23 ANORMALIDADE EM SERVIÇO ................................................................................................ 118 6. SERVIÇOS ................................................................................................................................................ 120 6.1 FLUXOGRAMA DA ÁREA DE SERVIÇOS ................................................................................... 120 6.2 CAPACIDADE DE FÁBRICA PARA EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS............................................ 121 6.3 PRINCIPAIS SERVIÇOS REALIZADOS PELA ÁREA DE SERVIÇOS........................................ 121 6.3.1 Motores de Indução CA........................................................................................................ 121 6.3.2 Motores e Geradores de Corrente Contínua........................................................................ 121 6.3.3 Geradores ............................................................................................................................ 121
  • 5. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 5 6.4 INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA EMISSÃO DO LAUDO TÉCNICO DAS PROVÁVEIS CAUSAS DO DEFEITO ....................................................................................................................... 122 6.5 PROVÁVEIS CAUSAS DE FALHAS POR LINHA DE PRODUTO ............................................... 122 6.5.1 Para Todos os Motores De Indução .................................................................................... 122 6.5.2 Defeitos Adicionais para Motor com Rotor de Gaiola.......................................................... 128 6.5.3 Defeito Adicional para Motor com Rotor de Anéis ............................................................... 129 6.5.4 Defeitos Adicionais para Motores de Corrente Contínua..................................................... 129 6.5.5 Defeitos Adicionais para Geradores .................................................................................... 132 6.6 INFORMAÇÕES A SEREM OBTIDAS JUNTO AO CLIENTE ...................................................... 133 6.7 ESCOPO DE SERVIÇO PARA REJUVENESCIMENTO DE QUALQUER EQUIPAMENTO....... 135 6.8 ENSAIOS....................................................................................................................................... 136 6.9 ESCOPO DE SERVIÇOS ADICIONAIS POR LINHA DE PRODUTO .......................................... 137 6.10 PARTES E PEÇAS...................................................................................................................... 139
  • 6. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 6 INTRODUÇÃO A manutenção das máquinas elétricas girantes engloba dois aspectos Importantes, envolvendo parte elétrica e mecânica. O domínio destas duas áreas é necessário para a mantenibilidade do equipamento como um todo. Entre os aspectos elétricos, serão abordados itens desde a correta interpretação, especificação e ligação do motor, bem como métodos e técnicas para a recuperação de eventuais danos elétricos, fatores fundamentais para seu perfeito funcionamento e durabilidade. Entretanto, muitas pessoas ligadas à manutenção de máquinas elétricas girantes pensam apenas em problemas elétricos. Sendo o motor elétrico um equipamento com partes móveis, estará sujeito a todo tipo de problema mecânico tipicamente verificado nestas máquinas. Para fins comparativos, enquanto os rolamentos de um carro médio de passeio efetuam cerca de 27 milhões de rotações durante 50.000 km, um motor elétrico de 1800 rpm (4pólos / 60 Hz) operando 24 horas por dia perfaz as mesmas 27 milhões de rotações em apenas 10 dias e 9 horas de operação. Não é surpresa se a maioria dos problemas mecânicos nas máquinas elétricas girantes tiver origem nos rolamentos. Em função da severidade da aplicação e necessidade de operação contínua, muitas vezes a manutenção básica é deixada em segundo plano. Fatores imprescindíveis para a operação do motor tais como relubrificação, alinhamento, dimensionamento e especificação, se mal elaborados, refletem negativamente no desempenho da máquina. Como conseqüência ocorrem quebras e paradas inesperadas. Com o propósito de contribuir com as áreas e técnicos de manutenção, elaboramos esta apostila de “Instalação e Manutenção de Motores Elétricos”, desejando que seja o início de um caminho, que percorrido de acordo com métodos e procedimentos adequados, possa trazer resultados satisfatórios sob o todos os aspectos de manutenção.
  • 7. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 7 1. MANUTENÇÃO 1.1. INTRODUÇÃO “Quando tudo está bem, ninguém se dá conta que existe. Quando algo está mal, dizem que não existe. Quando é necessário gastar, dizem que não é preciso que exista. Porém, quando realmente não existe, todos concordam que deveria existir.” 1.1.1. Instruções de Segurança Todos que trabalham em instalações elétricas, seja na montagem, na operação ou na manutenção, deverão ser permanentemente informados e atualizados sobre as normas e prescrições de segurança que regem o serviço, e aconselhados a seguí-las. Cabe ao responsável certificar-se antes do início do trabalho, de que tudo foi devidamente observado, e alertar seu pessoal para os perigos inerentes à tarefa proposta. Motores deste tipo quando impropriamente utilizados, incorretamente utilizados ou se receberem manutenção deficiente ou ainda se receberem intervenção de pessoas não qualificadas, podem vir a causar sérios danos pessoais e/ou materiais. Em função disto, recomenda-se que estes serviços sejam efetuados por pessoal qualificado. Entende-se por pessoal qualificado pessoas que, em função de seu treinamento, experiência, nível de instrução, conhecimentos de normas relevantes, especificações, normas de segurança e prevenção de acidentes e conhecimento das condições de operação, tenham sido autorizadas pelos responsáveis pela realização dos trabalhos necessários e que possam reconhecer e evitar possíveis perigos. Equipamentos para combate a incêndios e avisos sobre primeiros socorros não devem faltar no local de trabalho, devendo estarem sempre em lugares bem visíveis e acessíveis. 1.1.2. Indicadores de Manutenção Um assunto normalmente polêmico para a maioria dos profissionais de manutenção é: qual deve ser o indicador ou indicadores que devemos utilizar para obtermos resultados de melhoria em nossas equipes de manutenção e conseqüentemente para as nossas empresas? As empresas hoje necessitam; em virtude do alto grau de competitividade a que estão sujeitas; escolher adequadamente qual metodologia devem utilizar para o gerenciamento de sua rotina. A literatura disponível na área de manutenção nos aponta muitos indicadores que por vezes ate dificultam o correto entendimento de nossas atividades. Temos sempre a intenção de fazer o melhor e acabamos por escolher e utilizar muitos indicadores, acabando por exceder na quantidade e perder na qualidade final do trabalho. Um dos primeiro pontos que se aprende com a metodologia da gestão da qualidade total é que devemos escolher indicadores que sejam o resultado do desdobramento dos objetivos empresariais. Isto significa que é necessário escolher o que nos dá o maior retorno, seja em termos de informação quanto no de lucratividade.
  • 8. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 8 Outro dado importante é o que concerne a quantidade de indicadores que devemos utilizar. Alguns profissionais preferem se utilizar do maior número de indicadores e chegam a determinar ate 20 (vinte) indicadores para serem gerenciados. A metodologia do 5S, nos ensina que devemos aprender sempre a melhorar, além de fazermos o mais simples, descartando o desnecessário e organizando o necessário, desenvolvendo o padrão e mantendo a disciplina. Assim, é necessário fazer em primeiro lugar o básico para poder acompanhar de maneira adequada os resultados de nosso trabalho e portanto precisamos deixar inicialmente de lado aquela quantidade imensa de indicadores que muitas vezes acabam por atrapalhar nossos objetivos. Portanto, na minha modesta opinião devemos utilizar; para começarmos em um primeiro momento a organizar uma estrutura de manutenção; os seguintes indicadores: - Hora Parada ou Hora Indisponível Representa o tempo entre a comunicação de indisponibilidade da maquina ou equipamento ate a sua liberação/aprovação para funcionamento normal ou produção. É necessário o acompanhamento desse indicador para termos um controle básico sobre o funcionamento dos ativos, visando conhecer a Disponibilidade do equipamento para o processo produtivo. - Hora de espera Representa o tempo entre a comunicação da indisponibilidade da maquina ou equipamento e o momento do inicio do atendimento por parte do manutentor. É importante acompanhar esse intervalo de tempo, para termos um controle mínimo sobre eventual desperdício ou ainda verificar a organização básica da equipe. Constata-se tradicionalmente que esse intervalo de tempo é um dos grandes responsáveis pelo aumento da indisponibilidade da maquina, pois caso a equipe não seja bem organizada quanto a formação do grupo, quanto a organizando do almoxarifado de manutenção, ou quanto a falta de comprometimento com os objetivos empresariais, tais perdas serão ainda maiores. Todo e qualquer desperdício no imediato atendimento á maquina ou equipamento aumentará a indisponibilidade. Lembrem-se, como bons latinos, gostamos muito de conversar e em uma caminhada ate o local do atendimento muitas vezes despendemos mais tempo do que o necessário. Acompanhar esse indicador poderá propiciar redução das horas paradas ao redor de 20% a 30% no primeiro ano e de cerca de 15 a 20% no segundo ano. - Hora de impedimento Esse indicador representa todo e qualquer tempo despendido com ações que não dependem diretamente da ação do grupo da manutenção, ou seja, demandam ações de outras equipes, tais como a de compras, de projetos, de laboratório, etc, etc... É nesse momento que poderemos verificar o grau de comprometimento das equipes auxiliares no sentido de rapidamente disponibilizar a maquina ou equipamento ao ambiente produtivo. Caso os resultados não sejam satisfatórios poderemos atuar junto a essas equipes no sentido de ampliar seu comprometimento, demonstrando as perdas que as mesmas causam ao ambiente produtivo.
  • 9. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 9 - Disponibilidade Esse indicador representa a probabilidade de em um dado momento um equipamento estar disponível. Ele e o resultado do bom acompanhamento do indicador de hora parada. Para os colegas do ambiente produtivo, esse indicador representa a possibilidade de garantir o atendimento das metas de produção. A partir do momento que estamos com as condições mínimas de controle devidamente implantadas, deveremos passar a uma segunda etapa que e a de implementar e acompanhar outros indicadores de manutenção, sempre recordando que devem estar conectados com os objetivos empresariais. Esse indicadores podem ser os seguintes: - Custo de manutenção Esse e um dos principais indicadores da atividade de manutenção, representando a somatória básica das seguintes parcelas: custos de intervenção de manutenção (recursos materiais, sobressalentes e mão de obra), custos próprios (internos) da equipe de manutenção, tais como administração, treinamento, etc e os custos de perdas de produção (se houver) e o custo da perda de oportunidade pela falta do produto se houver demanda. Normalmente as empresas acompanham apenas os custos de intervenção, mas devem no mínimo acompanhar também os custos próprios. - MTBF (Mean Time Between Failure) / TMEF -Tempo médio entre falhas Indicador que representa o tempo médio entre a ocorrência de uma falha e a próxima, representa também o tempo de funcionamento da maquina ou equipamento diante das necessidades de produção ate a próxima falha. - MTTR (Mean Time To Repair) / TMPR - Tempo médio para reparo Esse indicador nos aponta o tempo que a equipe de manutenção demanda para reparar e disponibilizar a maquina ou equipamento para o sistema produtivo. Nesse período estão todas as ações envolvidas no reparo, sejam elas da equipe de compras, de laboratório ou qualquer outra equipe de trabalho. - Confiabilidade Representa a probabilidade de que um item ou uma maquina funcione corretamente em condições esperadas durante um determinado período de tempo ou de ainda estar em condições de trabalho após um determinado período de funcionamento. - Mantenabilidade ou Manutenibilidade É a probabilidade de que um item avariado possa ser colocado novamente em seu estado operacional, em um período de tempo predefinido, quando a Manutenção e realizada em condições determinadas, e é efetuada com os meios e procedimentos estabelecidos. E interessante que se trabalhe com os indicadores acima por um período de dois anos de maneira a sedimentá-los e passarem a fazer parte da rotina do grupo de manutenção. Assim eles refletirão o comprometimento de todos para com os resultados.
  • 10. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 10 Esses nove indicadores são suficientes para iniciarmos um bom trabalho de acompanhamento da rotina de uma equipe de manutenção. Acompanhá-los mensalmente, realizando uma análise constante dos mesmos, nos permitirá alcançar bons resultados. Estar atento á competitividade do grupo nos levará a outros indicadores que com o passar do tempo serão também muito úteis. 1.1.3. Os Novos Desafios para o Pessoal de Manutenção Definições segundo o ISO 8402;97 “Disposição de uma não-conformidade” Ação a tomar com respeito a uma entidade que apresenta uma conformidade, com o objetivo de solucionar por sorte a não-conformidade. “Ações Corretivas”: Ações tomadas para eliminar as causas de uma não-conformidade, de um defeito ou de qualquer outra situação indesejável, para evitar uma repetição. “Ações Preventivas”: Ações tomadas para eliminar as causas de uma não-conformidade possível, de um defeito e de qualquer outra possível situação indesejável com o fim de prevenir uma ocorrência. 1.2. TIPOS DE MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO CORRETIVA: • Solucionar problemas. • Combater as causas? MANUTENÇÃO PREVENTIVA: • Rotinas diárias. • Paradas programadas. MANUTENÇÃO PREDITIVA: • Inspeções de rotas. • Preditivo continuo. Figura 1.2. - “Curva de Vasilha” de um equipamento.
  • 11. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 11 1.3. VANTAGENS E DESVANTAGENS DE CADA TIPO 1.3.1. Manutenção Corretiva Desvantagens: • Paradas não programadas; • Perda na produção; • Falta ou excesso de pessoas; • Excesso de material em peças de reposição; • Riscos de acidentes (pessoas, materiais e/ou ambientais); • Não se analisam as causas; • Estado de estresse permanente. A manutenção dos motores elétricos, aplicada adequadamente, resume-se em: • Inspeção periódica dos níveis de isolação. • A sobre elevação da temperatura. • A lubrificação dos rolamentos. Eventuais exames de limpeza na carcaça e no ventilador e verificação correta de fluxo de ar. A freqüência da realização das inspeções depende do tipo de motor e das condições locais da aplicações. 1.3.2. Manutenção Preventiva PROGRAMA DE ROTINAS DIÁRIAS: 1. PROCEDIMENTO DAS MEDIDAS DE SEGURANÇA. 2. CONTROLES BÁSICOS DE RECEPÇÃO. 3. CONDIÇÕES DE ARMAZENAGEM E TRANSPORTE. 4. INSTALAÇÃO E START-UP. 5. CONTROLES DE ROTINA: • Resistência de isolamento; • Graxa nos rolamentos; • Elevação da temperatura; • Ajuste das proteções; • Limpeza e ventilação; • Fornecimento de Energia; • Vibrações; • Registros. 1.3.3. Manutenção Preditiva A Manutenção Preditiva é a técnica de prever uma falha em uma máquina, motor, redutor ou sistema, antes dela realmente ocorrer.
  • 12. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 12 Uma espécie de “bola de cristal” da era da informação. Seu papel é o mais nobre de todo o sistema de automação, ou seja, atribuir confiabilidade aos equipamentos e impedindo a quebra ou interrupção da produção e, conseqüentemente, tornando o produto final mais competitivo. Com isto, proporciona ao profissional de manutenção a identificação, analise, estruturação e coordenação de missões, propósitos, objetivos, desafios, metas, estratégias, políticas, programas, projetos e atividades, bem como de expectativas, crenças, comportamentos e atitudes, afim de se alcançar de modo mais eficiente, eficaz e efetivo o máximo de desenvolvimento possível, com a melhor concentração de esforços e recursos da empresa. APLICANDO A PREDITIVA Fazer levantamento dos dados, histórico, dos equipamentos, para daí se ter um ponto inicial de comparação e acompanhamento de evolução, com curvas de tendência. Estabelecer, critérios e parâmetros de alarme e desligamento, bem como, programar paradas para medições de componentes, que requerem a parada do equipamento. Estudar, cada componente do equipamento, sabendo qual é o limite de sua utilização. Adquirir os instrumentos necessários, para que se possa fazer as medições, ou contratar empresas que tenham os equipamentos e possam fazer as medições, dentro das rotinas pré estabelecidas.
  • 13. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 13 2. MANUTENÇÃO EM MÁQUINAS ELÉTRICAS GIRANTES E SEUS COMPONENTES 2.1. ENROLAMENTOS 2.1.1. Classes de Termicas Figura 2..1.1. 2.1.2 Resistência de Isolamento Quando o motor não é colocado imediatamente em serviço, deve-se protegê-lo contra umidade, temperatura elevada e sujeiras, evitando assim, que a resistência de isolamento sofra com isso. A resistência de isolamento do enrolamento deve ser medida antes da entrada em serviço. Se o ambiente for muito úmido, é necessário uma verificação periódica durante a armazenagem. É difícil prescrever regras fixas para o valor real da resistência do isolamento de uma máquina, uma vez que ela varia com as condições ambientais (temperatura, umidade), condições de limpeza da máquina (pó, óleo, graxa, sujeira) e qualidade e condições do material isolante utilizado. Considerável dose de bom senso, fruto de experiência, deverá ser usada, para concluir quando uma máquina está ou não apta para o serviço. Registros periódicos são úteis para esta conclusão. As regras seguintes indicam a ordem de grandeza dos valores que podem ser esperados em máquina limpa e seca, a 40ºC, quando a tensão de ensaio é aplicada durante 1 minuto, fornecida pela curva da figura 2.1, conforme NBR 5383. A resistência Rm do isolamento é dada pela fórmula: Rm = UN + 1 Onde: Rm - Resistência de isolamento mínima recomendada em Mega Ohm com o enrolamento à temperatura de 40ºC. Un - Tensão nominal da máquina, em kV. Se o ensaio for feito em temperatura diferente, será necessário corrigir a leitura para 40ºC, utilizando-se uma curva de variação da resistência do isolamento em função da temperatura, levantada com a própria 6º 75 8 10 12 ∆∆T médio (resist.) TEMP. AMB. Acréscimo p/ o ponto mais quente A (105º) E (120º) B (130º) F (155º) H (180º) 40º 40º 40º 40º 40º 60º 75º 80º 100º 125º 5 5 10º 15º 15º
  • 14. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 14 máquina. Se não se dispõe desta curva, pode-se empregar a correção aproximada fornecida pela curva da figura 2.1, conforme NBR 5383. Em máquinas novas, muitas vezes podem ser obtidos valores inferiores, devido à presença de solvente nos vernizes isolantes que posteriormente se volatilizam durante a operação normal. Isto não significa necessariamente que a máquina está inapta para operação, uma vez que a resistência do isolamento se elevará depois de um período em serviço. Em máquinas velhas, em serviço, podem ser obtidos freqüentemente valores muito maiores. A comparação com valores obtidos em ensaios anteriores na mesma máquina, em condições similares de carga, temperatura e umidade serve como uma melhor indicação das condições da isolação do que o valor obtido num único ensaio, sendo considerada suspeita qualquer redução grande ou brusca. Geralmente a resistência do isolamento é medida com um MEGOHMETRO. Se a resistência do isolamento for menor que os valores obtidos pela fórmula acima, os motores terão que ser submetidos a um processo de secagem. Limites orientativos da resistência de isolamento em máquinas elétricas: Valor da resistência do isolamento Avaliação do isolamento 2MΩ ou menor Ruim < 50MΩ Perigoso 50...100MΩ Regular 100...500MΩ Bom 500...1000MΩ Muito Bom > 1000MΩ Ótimo Tabela 2.1.2a. Índice de polarização (relação entre 1 e 10 minutos): Índice de polarização Avaliação do isolamento 1 ou menor Ruim < 1,5 Perigoso 1,5 a 2,0 Regular 2,0 a 3,0 Bom 3,0 a 4,0 Muito Bom > 4,0 Ótimo Tabela 2.1.2b. Figura 2.1.2.
  • 15. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 15 2.1.2.1. Procedimentos de Medição Para medirmos a Isolação de máquinas elétricas girantes é necessário que o equipamento esteja desconectado da rede e completamente isolado. Para medirmos o isolamento do estator de um motor de indução deve-se curto-circuitar todos os outros enrolamentos e sensores e conectá-los ao terminal “ GUARD” do megômetro, conecta-se nos terminais do estator ao terminal “V” do megômetro, e o terminal “ GND” á carcaça do motor. Após a medição é necessário curto-circuitar estator e carcaça afim de descarregar eventuais cargas elétricas armazenadas no dielétrico bobinado-carcaça. 2.1.3. Surge Test Motores de média tensão (acima de 1000 V/fase): aplicar 2 vezes tensão nominal + 1000 V. Motores de baixa tensão (abaixo de 1000 V/fase): aplicar no mínimo 1500 V e no máximo o valor do exemplo anterior. Figura 2.1.3a. Figura 2.1.3b. Figura 2.1.3c. Figura 2.1.3d. ÚNICO EQUIPAMENTO QUE CONSEGUE DETECTAR CURTO-ESPIRA ANTES DO TESTE.
  • 16. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 16 2.1.4. Tensão Aplicada O Ensaio de tensão aplicada é um ensaio que objetiva garantir que o isolamento de uma máquina oferece segurança aos operadores e à aplicação em que esta está instalada. Conforme a norma NBR 7094 deve-se aplicar em um motor novo o seguinte valor de tensão aplicada: Ua = Un + 1000V
  • 17. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 17 Para máquinas parcialmente rebobinadas pode-se aplicar o seguinte valor (acordado entre cliente e fornecedor): Ua = (Un + 1000V) x 0,75 Para máquinas revisadas pode-se aplicar o seguinte valor de tensão (acordado entre cliente e fornecedor): Ua = Un x 1,5 OBS.: O ensaio de tensão aplicada em máquinas parcialmente rebobinadas deverá ser realizado de comum acordo entre cliente e fornecedor, visto que este ensaio é destrutivo e estressa violentamente o isolamento. 2.1.5 Resistência Ôhmica O Ensaio de medição da resistência ôhmica se presta a comparar o valor ôhmico do enrolamento com o valor de resistência ôhmica original afim de detectar alguma deficiência no bobinado. Para a realização deste ensaio são necessários os seguintes equipamentos: - Ponte Kelvin ou equipamento com semelhante precisão; - Termômetro. A medição da resistência ôhmica deverá ser feita com o motor a frio com temperatura estabilizada. Deve-se registrar o valor da resistência ôhmica ( em Ohms) e a temperatura ambiente no instante da medição. 2.1.6 Elevação de Temperatura O referido ensaio objetiva determinar qual o valor de temperatura que a máquina alcança em condições nominais de operação. Para a determinação da elevação da temperatura é necessário dispor do valor de resistência ôhmica a frio. Parte-se a máquina colocando-se carga nominal e acompanhando a evolução da temperatura nos sensores de temperatura ( caso a máquina não possua sensor de temperatura, instala-se um termômetro de bulbo no ponto mais quente da carcaça) até que atinja uma variação menor que 1°C no período de uma hora. Após a estabilização, desliga-se a máquina e assim que ela parar de girar, mede-se a resistência ôhmica a quente e a temperatura ambiente no momento da medição. Através da equação abaixo determina-se a elevação de temperatura pela variação da resistência ôhmica do cobre da máquina: aa tttx R RR tt −++ − =− 11 1 12 2 )235( Onde : 2t - é a temperatura do enrolamento no fim do ensaio, em grau Celsius; 1t - é a temperatura do enrolamento (motor frio com temperatura estabilizada) no momento da medição da resistência 1R , em graus Celsius. 2R - é a resistência do enrolamento no fim do ensaio, em ohms; 1R - é a resistência do enrolamento na temperatura 1t , em ohms;
  • 18. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 18 2.1.7. Outros Parâmetros para Avaliação da Qualidade do Enrolamento 2.1.7.1. Ventilação 2.1.7.1.1. Radiadores O radiador, é um dispositivo que faz a troca de calor para o conjunto de arrefecimento, utilizando o ar como meio de refrigeração. Funcionamento: O radiador faz parte do sistema responsável pelo resfriamento do ar interno das máquinas elétricas que são instaladas em ambientes de temperatura elevada, onde não há possibilidade de instalação de dutos, fazendo com que a temperatura não exceda os limites aconselháveis para o bom funcionamento do motor. A temperatura ideal para a água é de 20ºC a 25ºC. A água na temperatura ambiente sai da torre de resfriamento percorre as canalizações e chega ao radiador, no radiador aacontece a troca de temperatura entre o ar interno do motor ( que está com a temperatura mais alta e a água, fazendo com que a água saia do radiador mais quente. Essa água é resfriada novamente em uma torre de resfriamento, onde a água é separada em gotas que trocam calor com o ambiente com facilidade. Quando a temperatura excede o limite, pode ocorrer: - Dilatação dos componentes móveis, causando aumento dp atrito, no caso dos rolamentos e selos mecânicos de mancais de deslizamentos; - Superaquecimento dos materiais isolantes aplicados na bobinagem do motor, comprometendo a vida útil da máquina. Principais motivos de mau funcionamento: 1. Entupimento da tubulação, causado pelo acúmulo de ferrugem trazida da tubulação e outras partes do circuito de refrigeração ou pela utilização de água com impurezas. 2. Entupimento das aletas, causado pelo acúmulo de partículas sólidas, tais como: insetos, poeira, etc. 3. Mau funcionamento da válvula de pressão, ocasionando perda indevida de pressão de água e consequentemente, aumento de temperatura. Portanto, cuidados são necessários para manter o bom funcionamento do seu radiador. Aconselha-se que o sistema de resfriamento passe por uma revisão completa sempre que possível. Nessas ocasiões o radiador deve ser limpo por dentro e por fora e avaliado com relação à sua capacidade de funcionamento e pressão. Caso o seu desempenho já esteja comprometido, há necessidade de recondicioná-lo ou, dependendo da intensidade do dano, a aquisição de um radiador novo. 2.1.7.1.2. Dutos Para minimizar a ação de agentes contaminadores do isolamento, como poeira, insetos, folhas, serragem, detritos gerados pelos processos de fabricação, ou seja, toda e qualquer partícula sólida que venha a comprometer a boa eficiência do circuito de ventilação, se faz necessária uma revisão periódica nos dutos de ventilação. O período de verificação depende diretamente do grau de agrassividade da área que a máquina está instalada, e da umidade do ambiente.
  • 19. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 19 Deve-se verificar periodicamente as paredes internas dos dutos a fim de se eliminar eventuais pontos de oxidação. A ferrugem pode ser desprender e atingir a bobinagem, causando contaminação. Todos os componentes internos do circuito de ventilação deverão ser inspecionados regularmente, como: • Ventiladores; • Aletas; • Chapas direcionadoras de ar • Canais de ventilação. 2.2 MANCAIS 2.2.1 Rolamento à Graxa 2.2.1.1 Armazenagem Orientações para Armazenamento de Rolamentos: 1. Manter na embalagem original. 2. Ambiente limpo, seco, isento de vibrações, goteiras. 3. Temperatura de 10ºC a 30ºC. 4. Unidade do ar 60%. 5. Não estocar sobre estrados de madeira verde, encostado em parede ou sobre chão de pedra. 6. Devem estar afastados de canalizações de água ou aquecimento. 7. Não armazenar próximo a ambientes contendo produtos químicos. 8. Empilhamento máximo de cinco caixas. 9. Rolamento pre-lubrificados (sufixo Z) não devem ser estocados mais de dois anos (os sufixos 2Z e 2RS três anos). 10. Rotatividade em estoque. 11. Quando o rolamento estiver instalado no motor, girar mensalmente o eixo para renovar a lubrificação das pistas e esferas. 2.2.1.2 Manutenção dos Rolamentos A) Motores sem Graxeira: • Remover posicionado todo o esforço no anel inteiro. • Lavar com querosene ou óleo diesel. • Não girar sem lubrificante. • Colocar óleo fino e inspecionar. • Aquecer e instalar. • Lubrificar com graxa indicada, preenchendo os espaços internos. B) Motores com Graxeira: • Limpar o pino da graxeira. • Adicionar metade da graxa indicada na relubrificação.
  • 20. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 20 • Funcionar motor. • Colocar o restante da graxa. OBS.: NÃO RELUBRIFICAR MAIS QUE A QUANTIDADE INDICADA E EM MENOR TEMPO QUE O PREVISTO. • Não misturar tipos diferentes de graxas. 2.2.1.3 Graxa Lubrificante 1 - CARACTERÍSTICAS Existem grandes variedades de graxas com composição química diferente, formadas de óleo + sabão, onde temos: A - TIPO DE SABÃO B - TIPO DE ÓLEO - Lítio - Mineral - Complexo de Lítio - Silicone - Complexo de Cálcio - Sintético - Outros - Outros 2 - APLICAÇÃO: Cada composição de sabão e óleo serve para uma aplicação específica como: • Altas temperaturas • Câmaras frigoríficas • Compressores a parafuso; • Condições normais de uso; • Estufa e secagem de madeira; • Outros; 3 - CUIDADOS: • Não misturar graxas de composições diferentes. • Observar a graxa para cada ambiente e aplicação dos motores. • Após utilizar, fechar o recipiente da graxa evitando sua contaminação. 4 - QUANTIDADE DE GRAXA: Para lubrificação de rolamentos, podemos usar a formula:    = g 200 DXBG Onde: D = Diâmetro Externo do Rolamento [ mm]. B = Largura do Rolamento [ mm].
  • 21. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 21 2.2.1.4 Condições Específicas na Relubrificação • Na relubrificação dos rolamentos recomenda-se que toda a graxa do mancal seja substituída por graxa nova, independentemente da graxa substituída ser compatível com a anterior. • Em carcaças que possuam rolamentos do tipo ZZ, os mesmos deverão ser trocados em cada relubrificação. 2.2.1.5 Graxa Padrão WEG POLYREX EM - GRAXA DE POLIURÉIA ESPECIALMENTE DESENVOLVIDA PARA MANCAIS DE MOTORES ELÉTRICOS POLYREX EM é uma graxa que utiliza a poliuréira como agente espessante e óleos básicos parafínicos altamente refinados como agente lubrificante, complementados com aditivos específicos que lhe conferem excepcional capacidade de lubrificação em mancais de motores elétricos. APLICAÇÕES • Aplicado em todos os tipos de mancais operando a altas temperaturas. • Excepcional desempenho em mancais de motores elétricos. • Faixa de aplicação: -30 a 170ºC. • Mancais selados. PROPRIEDADES • Graxas de multiplo uso e de longa vida em operação. • Contém aditivos anti-corrosivos e anti-oxidantes. • Elevada propriedades de resistência a lavagem por água. • Propriedades anti-desgaste. • Excelente estabilidade mecânica. • Proteção contra ferrugem. • Cor azul. • Excelente performance em temperaturas elevadas. CARACTERÍSTICAS TÍPICAS (*) GRAU NLGI 2 Ponto de Gota, ºC - ASTM D 2265 288 Penetração Trabalhada, 100.000x 25º, mm-1 ASTM D 217 318 Penetração Trabalhada, 60x25ºC, mm-1, ASTM D 217 284 Cor Visual Azul Espessante Poliuréia Óleo Básico- Visc. Cin a 40ºC, cSt - ASTM D 445 115 Vida da graxa à alta temperatura, horas a 177ºC - ASTM D 3336 >750 Four Ball Wear Scar, 40 kg, 1200rpm, 75ºC, mm - ASTM D 2266 0,41
  • 22. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 22 EMCOR - Performance a Corrosão, 10% água marinha- ASTM D 6138 0,0 (sem ferrugem) (*) As características típicas aqui apresentadas representam uma média dos valores de produção, não se constituindo em especificações e podendo ser alteradas sem prévio aviso. Recomendamos que sempre seja utilizado o lubrificante do tipo recomendado pelo fabricante do equipamento. 2.2.1.6 Temperatura de Operação e Limites Medida do anel de fixação ou mais próxima possível do mancal. ALARME: 90ºC DESLIGAMENTO: 100ºC 2.2.1.7 Estocagem de Graxas ESTOCAGEM DE GRAXAS Estocagem externa deve ser evitada, pois a ação atmosférica pode destruir as etiquetas das embalagens, ocasionando possíveis erros na seleção de graxas para aplicações específicas. Em muitos casos, a água escoa para dentro de tambores e baldes lacrados, pela contração ou expansão do produto ou do ar contido nas embalagens devido à variação da temperatura. A tampa da embalagem de graxa deve ser recolocada depois da primeira abertura, pois a poeira existente em suspensão no ar pode contaminar o produto. Graxas não deve ser estocadas junto a agentes oxidantes. Temperaturas extremas devem ser evitadas. MANUSEIO, SAÚDE E SEGURANÇA Não há perigo no uso de óleos e graxas lubrificantes, mantendo-os longe da pele e evitando-se respirar seus vapores e misturas. Entretanto, contatos repetidos e prolongados da pele com produtos derivados de petróleo pode resultar em irritação, dermatite e outros distúrbios de pele de menor incidência. Contatos desnecessários devem ser evitados. Primeiros socorros: Se ingerido não induza o vômito. Lave os olhos com água em abundância. Lave a pele com água e sabão. Procure um médico imediatamente. Líquido derramado: Espalhe material absorvente ( areia ou serragem) sobre a área derramada. Incinere o material absorvente ou descarte conforme a legislação vigente. Incêndio: Chame os bombeiros. Resfrie as embalagens com água. Monóxido de carbono pode ser formado no caso de combustão incompleta. Use máscaras de oxigênio em locais fechados. 2.2.1.8 Defeitos nos Rolamentos Os defeitos nos rolamentos podem ocorrer por várias razões: cargas mais altas do que as previstas, vedações ineficientes, ajustes inadequados etc. Cada um dos fatores provoca um tipo específico de falha. Conseqüentemente, atravás de análises dos rolamentos, é possível descobrir as causas e tomar as devidas ações corretivas.
  • 23. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 23 De todos os rolamentos que falham, um terço “morre” de fadiga natural, um terço por falha de lubrificação e o restante por contaminação que penetra no rolamento e/ou manuseio inadequado (montagem inadequada). As causas de falhas de rolamento variam muito em função dos diferentes segmentos industriais. Por exemplo, no segmento de papel e celulose, a principal causa de falha de rolamentos é lubrificação e contaminação do lubrificante. Como se inicia a falha do rolamento O período até que o primeiro sinal de fadiga de material apareça no rolamento é função do número de revoluções, da magnitude da carga, da lubrificação e da limpeza. Fadiga é o resultado de tensões de cisalhamento cíclicas que aparecem imediatamente abaixo da superfície carregada. Após algum tempo estas tensões provocam microtrincas que gradativamente evoluem até atingirem a superfície. O descascamento inicial é, normalmente, muito pequeno. No entanto, tensões maiores em combinação com os fragmentos carregados pelo lubrificante provocam a evolução da área de descascamento. Este processo ocorre em um período de tempo relativamente longo e percebe-se sua evolução pelo aumento do ruído e da vibração do rolamento. Neste caso, tem-se tempo suficiente para a troca do rolamento. Os vários estágios de descascamento podem ser vistos nas fotos abaixo. Se o filme de óleo tiver uma espessura superior a rugosidade do material a probabilidade de ocorrerem tensões de superfícies é muito pequena. Se, no entanto, a carga é superior ao limite de fadiga, a fadiga normal do material ocorrerá mais cedo ou mais tarde. Figuras 2.2.1.8. - Descamamentos Cuidados com a troca dos rolamentos Durante a troca de um rolamento, não modifique nada que possa influenciar as condições de funcionamento. Lembre-se, rolamentos são calculados para operar sob condições específicas de trabalho. Muitas vezes, mudanças que implicam na troca do lubrificante, aumento da velocidade, maiores cargas radiais e axiais são feitas sem que se faça uma previsão de possíveis efeitos negativos.
  • 24. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 24 Os rolamentos por serem componentes mecânicos de alta precisão, requerem cuidados proporcionais para serem manipulados, pois por mais que se utilizem rolamentos de alta qualidade, o desempenho esperado não poderá ser obtido se não forem manipulados adequadamente. A sujeira, mesmo invisível a olho nu, apresenta efeito nocivo sobre os rolamentos, portanto, é fundamental evitar a entrada de sujeira mantendo o mais limpo possível os rolamentos e a área circundante. Choques pesados durante o manuseio dos rolamentos provocam escoriações e esmagamentos, que resultam em causa das falhas; em casos extremos podem ocorrer lascamento e trincas, conseqüentemente, faz-se necessário tomar o máximo de cuidado quando do manuseio. Use sempre ferramentas apropriadas para a manipulação de rolamentos, deve-se evitar a improvisação de ferramentas e dispositivos. Ao manusear os rolamentos é necessário o cuidado em manter as mãos limpas e secas, pois, a própria transpiração nas mãos se torna a causa da oxidação; se possível usar luvas. Figuras 2.2.1.9 - Nesta foto, podemos observar os efeitos da corrosão por corrente elétrica nos roletes. Figura 2.2.1.10 - Corrosão elétrica em toda a pista do anel interno. Figura 2.2.1.11 - Marcas da corrosão elétrica em uma parte da circunferência da pista do anel externo.
  • 25. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 25 Conclusão: A causa do ruído anormal está relacionada com as marcas constatadas nas superfícies dos roletes e nas pistas dos anéis interno e externo. Pelas características das marcas, houve a passagem de corrente elétrica pelo rolamento, sendo que este estava em rotação. Esta ocorrência é denominada corrosão elétrica, ou seja, é a passagem de corrente elétrica pelo eixo através do anel interno para o anel externo passando pelos roletes e marcando estes componentes. 2.2.2 Mancal de Deslizamento 2.2.2.1 Montagem/Desmontagem de Mancais de Deslizamento 2.2.2.1.1 Instruções Gerais A manutenção de mancais de deslizamento inclui verificação periódica do nível e das condições do lubrificante, checagem dos níveis de ruído e de vibrações do mancal, acompanhamento da temperatura de trabalho e reaperto dos parafusos de fixação e montagem. A carcaça deve ser mantida limpa, sem acúmulo de óleo ou poeira na sua parte externa para facilitar a troca de calor com o meio. Furos roscados para conexão de termômetro, visor de nível, entrada e saída de óleo, bomba de circulação de óleo ou termômetro para leitura no reservatório são fornecidos em ambos os lados, de modo que as conexões possam ser feitas pelo lado direito ou esquerdo da carcaça do mancal. O dreno de óleo está localizado na parte inferior do mancal. No caso de mancais com lubrificação por circulação de óleo a tubulação de saída deve ser conectada à posição do visor de nível. Se o mancal é eletricamente isolado as superfícies esféricas de assento do casquilho na carcaça são encapadas com um material isolante. Nunca retire esta capa. O pino anti-rotação também é isolado, e os selos de vedação são feitos de material não condutor. Instrumentos de controle de temperatura que estiverem em contato com o casquilho também devem ser devidamente isolados. Mancais refrigerados a água são fornecidos com a serpentina de refrigeração instalada e devem ser manuseados com cuidado especial para não danificar as conexões durante o transporte e a instalação. 2.2.2.1.2 Desmontagem do Mancal (Tipo "Ef") Para desmontar o mancal e ter acesso aos casquilhos, bem como a outros componentes siga cuidadosamente as instruções abaixo. Guarde todas as peças desmontadas em local seguro (ver figura 2.2.2.1.2.).
  • 26. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 26 Figura 2.2.2.1.2. 1) Bujão de dreno; 2) Carcaça do mancal; 3) Carcaça do gerador; 4) Parafusos de fixação; 5) Capa da carcaça do mancal; 6) Parafusos da capa do mancal bipartido; 7) Selo máquina; 8) Parafusos de selo máquina; 9) Olhal de suspensão; 10) Parafusos da tampa externa; 11) Tampa externa; Lado acionado: • Limpe completamente o exterior da carcaça. Desatarraxe e retire o plugue do dreno de óleo (1) localizado na parte inferior da carcaça permitindo que todo o lubrificante escoe. • Remova os parafusos (4) que fixam a metade superior da carcaça (5) no motor (3). • Retire os parafusos (6) que unem as faces bipartidas da carcaça (2 e 5). 12) Casquilho inferior; 13) Casquilho superior; 14) Anel pescador; 15) Entrada de óleo; 16) Conexão para sensor de temperatura; 17) Nível de óleo ou saída de óleo para lubrificação; 18) Bujão para tubos; 19) Parafusos de proteção externa; 20) Alojamento do labirinto; 21) Metade inferior do alojamento do labirinto.
  • 27. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 27 • Use os parafusos olhais (9) para levantar a metade superior da carcaça (5) desencaixando-a completamente das metades inferiores da vedação externa (11), dos labirintos de vedação, dos alojamentos dos labirintos (20) e do casquilho (12). • Continue a desmontar a metade superior da carcaça sobre uma bancada. Desatarraxe os parafusos (19) e retire a metade superior da proteção externa. Remova os parafusos (10) e desencaixe a metade superior do alojamento do labirinto (20). • Desencaixe e retire a metade superior do casquilho (13). • Remova os parafusos que unem as duas metades do anel pescador (14) e cuidadosamente separe-as e retire-as. • Retire as molas circulares dos anéis labirinto e remova a metade superior de cada anel. Rotacione as metades inferiores dos anéis para fora de seus alojamentos e retire-as. • Desconecte e remova o sensor de temperatura que penetra na metade inferior do casquilho. • Usando uma talha ou macaco levante o eixo alguns milímetros para que a metade inferior do casquilho possa ser rotacionada para fora do seu assento. • Importante: Para tanto é necessário que os parafusos 4 e 6 da outra metade do mancal estejam frouxos. • Rotacione cuidadosamente a metade inferior do casquilho sobre o eixo e remova-a. • Desatarraxe os parafusos (19) e retire a metade inferior da proteção externa (11). Desatarraxe os parafusos (10) e remova a metade inferior do alojamento do anel labirinto (21). • Retire os parafusos (4) e remova a metade inferior da carcaça (2). • Desatarraxe os parafusos (8) e remova o selo máquina (7). • Limpe e inspecione completamente as peças removidas e o interior da carcaça. • Para montar o mancal siga as instruções acima na ordem inversa. NOTA: Torque de aperto dos parafusos de fixação do mancal ao motor = 10 Kgfm. Lado não acionado: • Limpe completamente o exterior da carcaça. Solte e retire o plugue (1) do dreno de óleo localizado na parte inferior da carcaça, permitindo que todo o lubrificante escoe. • Solte os parafusos (19) e retire a tampa do mancal (11). • Desatarraxe os parafusos (4) que fixam a metade superior da carcaça (5) no motor (3). Retire os parafusos (6) que unem as faces bipartidas da carcaça do mancal (2 e 5). • Use os parafusos olhais (9) para levantar a metade superior da carcaça (5) desencaixando-a completamente das metades inferiores da carcaça (2), do labirinto de vedação e do casquilho (12). • Desencaixe e retire a metade superior do casquilho (13). • Remova os parafusos que unem as duas metades do anel pescador (14) e cuidadosamente separe-as e retire-as. • Retire a mola circular do anel labirinto e remova a metade superior do anel. Rotacione a metade inferior do anel labirinto para fora do seu alojamento e retire-a. • Desconecte e remova o sensor de temperatura que penetra na metade inferior do casquilho. • Usando uma talha ou macaco levante o eixo alguns milímetros para que a metade inferior do casquilho possa ser rotacionada para fora do seu assento.
  • 28. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 28 • Rotacione cuidadosamente a metade inferior do casquilho (12) sobre o eixo e remova-a. • Retire os parafusos (4) e remova a metade inferior da carcaça (2). • Desatarraxe os parafusos (8) e remova o selo máquina (7). • Limpe e inspecione completamente as peças removidas e o interior da carcaça. • Para montar o mancal siga as instruções acima na ordem inversa. NOTA: Torque de aperto dos parafusos de fixação do mancal ao motor = 10 Kgfm. 2.2.2.1.3. Montagem do Mancal Cheque as superfícies de encaixe do flange certificando-se que elas estejam limpas, planas e isentas de rebarbas. Verifique se as medidas do eixo estão dentro das tolerâncias especificadas pela Renk e se a rugosidade está de acordo com o exigido (< 0,4). Remova a metade superior da carcaça (2) e os casquilhos (12 e 13), verifique se não ocorreu nenhum dano durante o transporte e limpe completamente as superfícies de contato. Levante o eixo alguns milímetros e encaixe o flange da metade inferior do mancal no rebaixo usinado na tampa da máquina parafusando-o nesta posição. Aplique óleo no assento esférico da carcaça e no eixo, coloque o casquilho inferior (12) sobre o eixo e rotacione-o para a sua posição cuidando para que as superfícies axiais de posicionamento não sejam danificadas. Após alinhar cuidadosamente as faces da metade inferior do casquilho e da carcaça abaixe vagarosamente o eixo até sua posição de trabalho. Com um martelo aplique leves golpes na carcaça para que o casquilho se posicione corretamente em relação ao seu assento e ao eixo. Este procedimento gera uma vibração de alta freqüência que diminui o atrito estático entre o casquilho e a carcaça e facilita o seu correto alinhamento. A capacidade de auto-alinhamento do mancal tem a função de compensar somente a deflexão normal do eixo durante a montagem. Na seqüência deve-se instalar o anel pescador, o que deve ser feito com muito cuidado, pois o funcionamento perfeito do mancal depende da lubrificação fornecida pelo anel. Os parafusos devem ser levemente apertados e qualquer rebarba cuidadosamente retirada para proporcionar um funcionamento suave e uniforme do anel. Numa eventual manutenção deve-se cuidar para que a geometria do anel não seja alterada. As metades inferior e superior do casquilho possuem números de identificação ou marcações para orientar o seu posicionamento. Posicione a metade superior do casquilho alinhando suas marcações com as correspondentes na metade inferior. Montagens incorretas podem causar sérios danos aos casquilhos. Verifique se o anel pescador gira livremente sobre o eixo. Com a metade inferior do casquilho posicionada instale o selo de vedação do lado flangeado do mancal. (Veja parágrafo "Vedações"). Após revestir as faces bipartidas da carcaça com um componente de vedação não endurecível, monte a parte superior da carcaça (5) cuidando para que os selos de vedação se ajustem perfeitamente em seus encaixes. Certifique-se também que o pino anti-rotação esteja encaixado sem nenhum contato com o furo correspondente no casquilho.
  • 29. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 29 NOTA: Carcaça ou casquilho são intercambiáveis desde que considerados completos (metades individuais não são intercambiáveis). 2.2.2.2 Estocagem de Óleos Estocagem externa deve ser evitada, se possível, tanto para tambores como a granel. A ação atmosférica pode destruir as etiquetas das embalagens, ocasionando possíveis erros na seleção de lubrificantes para aplicações específicas. Grande variação de temperatura pode acarretar vazamentos e desperdícios. A probabilidade de contaminação também aumenta. Em muitos casos, a água escoa para dentro de tambores lacrados quando succionada pela contração e expansão do produto no tambor. Quando as embalagens forem estocadas externamente, as seguintes precauções devem ser tomadas: • Deitar os tambores deixando os batoques paralelos ao chão, assegurando que estarão cobertos pelo produto, minimizando a contaminação por água e o ressecamento dos lacres. • Se os tambores forem colocados em pé, posicione-os com pequena inclinação para previnir a formação de poças de água na sua parte superior. • Manter os batoques fechados. • Antes de remover os batoques, secar e limpar a superfície do tambor, evitando a contaminação do lubrificante. A importância de manter pó e areia longe dos óleos usados em equipamentos caros não deve ser esquecida. Tanques para estocagem a granel devem estar localizados internamente e ter ventilação. Embalagens galvanizadas nunca devem ser usadas para estocar ou transportar. A maioria dos óleos indústriais contém aditivos que podem reagir com o zinco da galvanização formando sabão metálico, que pode obstruir passagens de óleo e filtros. Lubrificantes não devem ser estocados junto a agentes oxidantes. Temperaturas extremas devem ser evitadas. 2.3 VIBRAÇÃO - Análises espectral de vibrações Fundamentos, tradutores e softwares As vibrações das máquinas rotativas aparecem como resultado da transmissão de efeitos cíclicos entre as partes móveis, que reagem entre si. Uma máquina em bom estado tem um baixo nível (amplitude) global de vibrações e uma imagem determinando a freqüência. A medida que se vão originando falhas, aumentam os níveis e trocam os espectros.
  • 30. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 30 Figura 2.3. O software complementar se encarrega de recolher as informações, melhorar, analisar e apresentar um relatório. 2.3.1 Análise Espectral de Correntes Fundamentos, instrumentos e software A forma e a intensidade da corrente consumidas por um motor depende da característica de sua impedância interna, formada pelos parâmetros do estator do rotor. Quando alguns desses parâmetros troca pelo efeito de uma falha, também trocam a impedância e a corrente. O importante diagnóstico é poder visualizar as pequenas trocas de forma da corrente, o que indica falhas no estado inicial. Figura 2.3.1. O software complementar processa a informação e armazena. Ensaios de verificação dos isolantes importantes. Método: Correntes dielétricas. Este é um estúdio reciente publicado em EEUU que indica claramente a importância do controle do isolamento e dos grandes motores. Falhas em rolamentos: 41% Falhas em isolamento: 36% Falhas no rotor: 09% Falhas diversas: 14% Transdutores Coletor de dados As vibrações são medidas fixando ao motor transdutores ou vibrômetros chamados acelerômetro que transforma a vibração em sinal de tensão que logo são filtradas e armazenadas. Sonda de Corrente Coletor de dados As correntes são medidas por meio de uma sonda convencional de corrente, e são filtradas e armazenadas por um coletor de dados.
  • 31. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 31 VIBRAÇÃO Pontos de medição Figura 2.3.2. 2.4 ACOPLAMENTO E ALINHAMENTO a) Acoplamento direto Deve-se preferir sempre o acoplamento direto, devido ao menor custo, reduzido espaço ocupado, ausência de deslizamento (correias) e maior segurança contra acidentes. No caso de transmissão com relação de velocidade, é usual também o acoplamento direto através de redutores. CUIDADOS: Alinhar cuidadosamente as pontas de eixos, usando acoplamento flexível, sempre que possível. Valores das folgas recomendadas para acoplamento direto PÓLOS FOLGA 2 4 RADIAL 0,03 mm 0,05 mm AXIAL 3 a 4 mm 3 a 4 mm ANGULAR 0,10 mm 0,10 mm Tabela 2.4. b) Acoplamento por engrenagens Acoplamento por engrenagens mal alinhadas, dão origem a solavancos que provocam vibrações na própria transmissão e no motor. Cumpre cuidar, portanto, para que os eixos fiquem em alinhamento perfeito, rigorosamente paralelos no caso de engrenagens retas e em ângulo certo no caso de engrenagens cônicas ou helicoidais. O engrenamento perfeito poderá ser controlado com inserção de uma tira de papel, na qual apareça após uma volta, o decalque de todos os dentes. c) Acoplamento por meio de polias e correias Quando uma relação de velocidade é necessária, a transmissão por correia é a mais freqüentemente usada. MONTAGEM DE POLIAS: Para montagem de polias em ponta de eixo com rasgo de chaveta e furo roscado na ponta, a polia deve ser encaixada até na metade do rasgo da chaveta apenas com esforço manual do montador. Para eixos sem furo roscado recomenda-se aquecer a polia de 80ºC (figura 13).
  • 32. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 32 DESMONTAGEM DE POLIAS: Para desmontagem de polias recomenda-se o uso de dispositivos como o mostrado na figura 2.4b, procedendo-se com cuidado para não danificar a chaveta e o assento da polia. Figura 2.4a - Montagem de polias. Figura 2.4.b - Desmontagem de polias. Deve ser evitado o uso de martelos na montagem de polias evitando a formação de marcas nas pistas dos rolamentos. Estas marcas, inicialmente são pequenas, crescem durante o funcionamento e podem evoluir até danificar totalmente o rolamento. O posicionamento correto da polia é mostrado na figura 2.4c. Figura 2.4c. FUNCIONAMENTO: Evitar esforços radiais desnecessários nos mancais, situando os eixos paralelos entre si e as polias perfeitamente alinhadas (figura 2.4d). Correias que trabalham lateralmente enviesadas transmitem batidas de sentido alternante ao rotor, e poderão danificar os encostos do mancal. O escorregamento da correia poderá ser evitado com aplicação de um material resinoso, como o breu, por exemplo. Figura 2.4d. - Correto alinhamento das polias. Figura 2.4e - Tensões na correia.
  • 33. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 33 A tensão na correia deverá ser apenas suficiente para evitar o escorregamento no funcionamento (figura 2.4e). NOTA: Correia com excesso de tensão aumenta o esforço na ponta de eixo, causando vibração e fadiga, podendo chegar até a fratura do eixo. Deve ser evitado o uso de polias demasiadamente pequenas; estas provocam flexões no motor devido ao fato que a tração na correia aumenta à medida que diminui o diâmetro da polia. Em cada caso específico do dimensionamento da polia, o setor de vendas da WEG Máquinas deverá ser consultado para garantir-se uma aplicação correta. Devido as tensões existentes nas correias, ocorre uma reação atuando como carga radial na ponta de eixo do motor. Os dados para cálculo desta reação (força radial) são: - Potência transmitida [kW] (P) - Rotação motora [rpm] (RPM). - Diâmetro da polia movida [mm] (DPMV). - Diâmetro da polia motora [mm] (DPMT). - Distância entre os centros [mm] (I). - Coeficiente de atrito [-] (MI) - (normalmente 0,5). - Coeficiente de escorregamento [-] (K). - Ângulo de contato da correia na polia menor [RAD] (alfa). - FR: Força radial atuante na ponta do eixo [N] (FR). Os gráficos a seguir fazem referência aos esforços radiais máximos admitidos sobre os mancais dos motores, até a carcaça 450. A partir da carcaça 500 também deverá ser feita uma consulta específica à WEG Máquinas. ( ) ( ) [ ] ( )[ ] 2 121.1(125,18836 1 1 1.1 1 2 ALFACOSxALFACOSxK x DPMTxRPM N FR MIxALFA MIxALFA xK DPMTDPMV ALFA ++− =       − + =       − −= χ ε ε π
  • 34. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 34 Figuras 2.4f. NOTA: Sempre utilizar rolamentos e polias devidamente usinados e balanceados com furos concêntricos e eqüidistantes. Evitar em todos os casos, sobras de chavetas pois estas representam um aumento da massa de desbalanceamento. Caso estas observações não forem seguidas, ocorrerá um aumento nos índices de vibração. 2.4.1 Acoplamento de Motores Equipados com Mancais de Bucha - Folga Axial Motores equipados com mancais de bucha devem operar com acoplamento direto à máquina acionada ou a um redutor. Não é possível o acoplamento através de polias e correias. Os motores equipados com mancais de bucha possuem 03 marcas na ponta de eixo, sendo que a marca central (pintada de vermelho) é a indicação do centro magnético, e as 02 marcas externas indicam os limites de movimento axial do rotor. Para o acoplamento do motor é necessário que sejam considerados os seguintes fatores: • Folga axial do mancal, indicada na tabela abaixo, para cada tamanho de mancal; • O passeio axial da máquina acionada (se existente); • A folga axial máxima permitida pelo acoplamento. Folgas utilizadas em mancais de bucha WEG Máquinas Tamanho do mancal Folga axial total em MM 9 3 + 3 = 6 11 4 + 4 = 8 14 5 + 5 = 10 18 7,5 + 7,5 = 15 22 12 + 12 = 24 28 12 + 12 = 24 Tabela 2.4.1. O motor deve ser acoplado de maneira que a seta fixada na carcaça do mancal fique posicionada sobre a marca central (pintada de vermelho), quando o motor encontra-se em operação.
  • 35. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 35 Durante a partida, ou mesmo em operação o rotor pode mover-se livremente entre as duas ranhuras externas, caso a máquina acionada exerça algum esforço axial sobre o eixo do motor, mas em hipótese nenhuma o motor pode operar de maneira constante com esforço axial sobre o mancal. Os mancais de bucha utilizados normalmente pela WEG não foram projetados para suportar esforço axial constante. Figura 2.4.1a. Figura 2.4.1b. 2.4.2. Lubrificação Forçada – Configuração Padrão WEG UM SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO FORÇADA PARA MANCAIS DE DESLIZAMENTO Figura 2.4.2. OBS.: 1. Deixar inclinação de 2 a 3º entre as posições 28 e 29. 2. Limpar os tubos de entrada e saída de óleo por decapagem. 3. Usar posição 35 para contra-porca nas posições 25 e 29. Axial Eixo Casquilha Folga Folga A figura 2.4.1a mostra um detalhe do mancal dianteiro coma a configuração básica do conjunto eixo / mancal e a folga axial. A figura 2.4.1b mostra em detalhes a carcaça do mancal, com a seta de indicação do centro magnético e as 03 marcas no eixo.
  • 36. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 36 2.4.3 (*) Sistema Ermeto de Conexões Figura 2.4.3. 2.5 SENSORES DE TEMPERATURA 2.5.1 Protetores Térmicos para Motores 2.5.1.1 Termostato Bimetálico Funciona com interrupção dupla de corrente, agindo instantaneamente quando alcança a temperatura desejada. A corrente não passa pelo bimetal, sendo assim, o mesmo não é sensível a corrente.
  • 37. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 37 Características Técnicas: Tensão nominal : 250 v , 60/50 Corrente nominal : 6,3 a - fp 1,0 Carga máxima : 8,2a - 500v, 10a - 150v, 12a - 110v Vida útil : 10000 ciclos (com carga nominal) 2.5.1.2 Termistor Material semicondutor podem ser: - PTC - coeficiente de temperatura positivo; - NTC - coeficiente de temperatura negativo. Aplicações: - Sinalizador para alarme ou desligamento (+/- 87 ohms a 25ºC). Características: - Baixo custo; - Pequena dimensão; - Sem contatos móveis; - Fragilidade; - Necessidade de relé para comando da atuação. Instalação: - Dentro da cabeça de bobina; - Pode ser ligado em série ou individual; - Instalar do lado oposto a ventilação. 2.5.1.3 Termoresistência Aplicações: Monitorar temperatura dos mancais e dos enrolamentos. Características : - Tempo de resposta <5s. Figura 2.5.1.3. Figura 2.5.1.2. Figura 2.5.1.1.
  • 38. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 38 - Monitoramento da temperatura. - Alto grau de precisão. - Vários níveis de sinalização e comando possíveis, dependendo do circuito controlador. - Alto custo dos elementos sensores e do circuito de controle. Resistências Calibradas: - PT 100 , NI 100 , CU 100. ºC 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 100.00 100.39 100.78 101.17 101.56 101.95 102.34 102.73 103.12 103.51 10 103.90 104.29 104.68 105.07 105.46 105.95 106.24 106.63 107.02 107.40 20 107.79 108.18 108.57 108.96 109.35 109.73 110.12 110.51 110.90 111.28 30 111.67 112.06 112.45 112.83 113.22 113.61 113.99 114.38 114.77 115.15 40 115.54 115.93 116.31 116.70 117.08 117.47 117.85 118.24 118.62 119.01 50 119.40 119.78 120.16 120.55 120.93 121.32 121.70 122.09 122.47 122.86 60 123.24 123.62 124.01 124.39 124.77 125.16 125.54 125.92 126.31 126.69 70 127.07 127.45 127.84 128.22 128.60 128.98 129.37 129.75 130.13 130.51 80 130.89 131.27 131.66 132.04 132.42 132.80 133.18 133.56 133.94 134.32 90 134.70 135.08 135.46 135.84 136.22 136.60 136.98 137.36 137.74 138.12 100 138.50 138.88 139.26 139.64 140.02 140.39 140.77 141.15 141.53 141.91 110 142.29 142.66 143.04 143.42 143.80 144.17 144.55 144.93 145.31 145.68 120 146.06 146.44 146.81 147.19 147.57 147.94 148.32 148.70 149.07 149.45 130 149.82 150.20 150.57 150.95 151.33 151.70 152.08 152.45 152.83 153.20 140 153.58 153.95 154.32 154.70 155.07 155.45 155.82 156.19 156.57 156.94 150 157.31 157.69 158.06 158.43 158.81 159.18 159.55 159.93 160.30 160.67 Tabela 2.5.1.3. 2.5.2 Ajustes de Proteções do Enrolamento Recomenda-se que os relés sejam ajustados conforme indicado abaixo: CLASSE F: ALARME: 140ºC DESLIGAMENTO: 155ºC Os valores de alarme e desligamento podem ser definidos em função da experiência, porém não devem ultrapassar aos indicados anteriormente. 2.6 RESISTÊNCIA DE AQUECIMENTO Quando o motor encontra-se equipado com resistência de aquecimento para impedir a condensação de água durante longos períodos sem operação estas devem ser ligadas de modo a serem sempre energizadas logo após o desligamento do motor e serem desenergizadas logo que o motor entre em operação. Fórmula: Ω - 100 = °C 0,386 CLASSE H: ALARME: 155ºC DESLIGAMENTO: 180ºC
  • 39. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 39 O desenho dimensional e uma placa de identificação específica existente no motor indicam o valor da tensão de alimentação e a potência das resistências instaladas. Esquema de ligação da resistência de aquecimento. 2.7 TERMOGRAFIA - Um pouco da História do Infravermelho. Sir William Herschel, um astrônomo, descobriu o infravermelho em 1800. Construiu seus próprios telescópios ficando, portanto, bastante familiarizado com lentes e espelhos. Sabendo que a luz solar continha todas as cores do espectro e que era também uma fonte de calor, Herschel queria descobrir qual ou quais as cores responsáveis pelo aquecimento dos objetos. Idealizou um experimento usando um prisma, papelão e termômetros com bulbos pretos onde mediu as temperaturas das diferentes cores. Herschel observou um aumento de temperatura à medida que movia o termômetro de violeta para o vermelho no espectro criado pela luz do sol atravessando o prisma. Descobriu que a temperatura mais quente ocorria, de fato, além da luz vermelha. A radiação que causou esse aquecimento não era visível; Herschel denominou essa radiação invisível como “raios caloríficos”. Hoje, é conhecida como infravermelha. Termografia é o uso de uma câmera infravermelha de medição e captação de imagens para “ver” e “medir” a energia térmica emitida por um objeto. Energia térmica ou infravermelha é uma luz invisível, cujo comprimento de onda é muito longo para ser detectado pelo olho humano; e corresponde á parte do espectro eletromagnético que percebemos como calor. Ao contrário da luz visível, no mundo infravermelho tudo que possui uma temperatura acima de zero absoluto emite calor. Até mesmo objetos muito frios, como cubos de gelo, emitem radiação infravermelha. Quanto mais alta a temperatura de um objeto, maior a radiação infravermelha emitida. O infravermelho permite ver o que nossos olhos não conseguem. Câmeras infravermelhas produzem imagens do invisível infravermelho ou radiação de “calor”, proporciando medições precisas de temperatura sem contato. Quase todos os objetos aquecam antes de uma avaria, tornando as câmeras infravermelhas extremamente eficaz no diagnostico de falhas em diferentes aplicações viabilizando um alto retorno de investimento. À medida que as empresas se empenham em aperfeiçoar a eficiência da fabricação, administrar o consumo de energia, melhorar a qualidade do produto e aumentar a segurança do trabalhador, novas aplicações continuam a surgir. - Como Funcionam As Câmeras Infravermelhas De Termografia? Uma câmera infravermelha de termografia é um dispositivo que detecta energia infravermelha (calor) , converte em sinal eletrônico produzindo imagens em padrão TV/vídeo e executando cálculos de temperatura. O calor detectado por uma câmera termográfica pode ser quantificado ou medido de forma muito precisa, não apenas monitorar o comportamento térmico, mas também identificar e avaliar a gravidade dos problemas de aquecimentos. Inovações recentes tais como, tecnologia de detectores,
  • 40. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 40 imagem visual integrada, funcionalidade automática e desenvolvimento de software, oferecem soluções mais produtivas para inspeções termográficas. - Porque usar infravermelho? A imagem vale mais do que mil palavras; a termografia infravermelha é a única tecnologia de diagnóstico que permite visualização e verificação instantâneas do comportamento térmico. As câmeras Infravermelhas da visualizam problemas térmicos, medindo com precisão a temperatura com registro automático em segundos, permitindo relatórios profissionais fáceis de gerar. Quasi todo objeto o sistema que utiliza ou transmite energia elétrica apresenta um aquecimento antes de uma avaria. O gerenciamento eficaz de energia é decisivo para manter a confiabilidade dos sistemas mecânicos e elétricos. Hoje em dia, é indiscutível e comprovada a superioridade da termografia infravermelha em programas de manutenção preditiva (MP) na localização rápida,precisa e segura de problemas potenciais em sua fase inicial. Na edição de junho de 2001, a revista Maintenance Technology relatou um retorno de US$4,00 para cada US$1,00 investido na inspeção infravermelha. [incluir o link do artigo de junho de 2001 na MT “Análise de custo-benefício de Programas Infravermelhos”]. Detectar e consertar uma má conexão elétrica antes da falha do componente, pode economizar aqueles custos adicionais associados a paradas de fabricação, perdas de produção, falta de energia elétrica, incêndios e falhas catastróficas. 2.8 PROTEÇÃO PARA PICOS DE TENSÃO A utilização de pára-raios e capacitores em determinadas situações é recomendada pela literatura técnica internacional, assim como por manuais e catálogos técnicos dos fabricantes mundiais de máquinas elétricas de média e alta tensão. Estes equipamentos protegem os motores de picos de tensão provenientes de operações na rede e descargas atmosféricas. É o projetista das instalações elétricas quem deve, em função do grau de confiabilidade do seu projeto, optar pela utilização da proteção. A utilização de disjuntor à vácuo também favorece o aumento dos valores dos picos de tensão em função de sua alta velocidade de operação. O isolamento dos motores WEG é projetado, fabricado e testado de acordo com a norma IEC 34-15 , e está apto a suportar normalmente estes picos, mas sua repetição e a ocorrência de condições favoráveis ao aumento destes picos tende a estressar o isolamento com o passar do tempo.
  • 41. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 41 Figuras 2.8. 2.9 RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM A manutenção dos motores elétricos, adequadamente aplicados, resume-se numa inspeção periódica quando aos níveis de isolamento, elevação de temperatura, desgastes, lubrificação dos mancais e eventuais exames no ventilador, quanto ao correto fluxo de ar. A freqüência com que devem se feitas as inspeções, depende do tipo de motor e das condições locais de aplicação. SUGERIMOS: • CUIDADOS NO TRANSPORTE. • CUIDADOS NO ARMAZENAMENTO. • PARA LONGOS PERÍODOS, VERIFICAR: • Oxidação dos rolamentos. • Quebra da resistência do isolamento. • SECAGEM DOS ENROLAMENTOS. • MANTER REGISTROS PARA POSTERIOR ANÁLISE. Os motores fornecidos são testados e estão em perfeitas condições de operação. As superfícies usinadas são protegidas contra corrosão. A caixa ou container deverá ser checada logo após sua recepção, afim de verificar-se a existência de eventuais danos provocados pelo transporte. Os motores são transportados com um sistema de travamento de eixo para evitar danos aos mancais. Sugerimos que o dispositivo de travamento seja devidamente armazenado para ser utilizado quando o motor necessitar ser transportado. Qualquer não conformidade deverá ser comunicada imediatamente à empresa transportadora, à seguradora e à WEG Máquinas. A não comunicação acarretará a perda da garantia. Ao se levantar a embalagem (ou container) devem ser observados as partes de içamento, o peso indicado na embalagem e a capacidade da talha. Motores acondicionados em engradados de madeira devem sempre ser levantados pelos seus próprios olhais ou por empilhadeira adequada e nunca pelo madeiramento. A embalagem nunca poderá ser tombada. Coloque-a no chão com cuidado (sem impactos) para evitar danos aos mancais.
  • 42. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 42 Não retire a graxa de proteção existente na ponta do eixo nem as borrachas ou bujões de fechamento dos furos das caixas de ligações. Estas proteções deverão permanecer até a hora da montagem final. Após o desempacotamento, deve-se fazer uma completa inspeção visual no motor. Para os motores com sistema de travamento de eixo, este deve ser retirado. Para os motores com mancais de rolamentos, deve-se girar manualmente o rotor algumas vezes. Caso se verifiquem danos, comunique imediatamente à empresa transportadora e à WEG Máquinas. Caso o motor não seja desempacotado imediatamente, a caixa deverá ser colocada em lugar protegido de umidade, vapores, rápidas trocas de calor, roedores e insetos. Os motores devem ser armazenados em locais isentos de vibrações para que os mancais não se danifiquem. Para os motores que possuírem resistências de aquecimento, estas devem estar ligadas. Qualquer dano à pintura ou proteções contra ferrugens das partes usinadas deverão ser retocadas. Para motores de anéis, as escovas devem ser levantadas, retiradas do alojamento, para evitar oxidação de contato com os anéis quando a armazenagem durar mais que 2 meses. OBS: Antes da entrada em operação, as escovas devem ser recolocadas no alojamento e o assentamento deve ser checado 2.9.1 Limpeza Durante a Armazenagem Os motores devem ser mantidos limpos, isentos de poeira, detritos e óleos. Para limpá-los, deve-se utilizar escovas ou panos limpos de algodão. Se a poeira não for abrasiva, deve-se empregar um jateamento de ar comprimido, soprando a sujeira da tampa defletora e eliminando toda acumulação de pó contida nas pás do ventilador e nas aletas de refrigeração. Os tubos dos trocadores de calor (quando existirem) devem ser mantidos limpos e desobstruídos para garantir uma perfeita troca de calor. Para limpeza dos tubos, pode ser utilizada uma haste com escova redonda na extremidade que, ao ser introduzida nos tubos, retira a sujeira acumulada. NOTA: Para limpeza dos tubos, retirar a tampa traseira do trocador de calor e inserir a escova nos tubos. Em caso de trocadores de calor ar-água, é necessário uma limpeza periódica nas tubulações do radiador a fim de que se retire quaisquer incrustações. Em motores de anéis, o compartimento das escovas/anéis coletores, nunca deverão ser limpos com ar comprimido e sim com aspirador de pó ou com panos umedecidos com solventes adequados. Os detritos impregnados de óleo ou umidade podem ser limpos com panos embebidos em solventes adequados. Em motores com proteção IP54, recomenda-se uma limpeza na caixa de ligação. Esta deve apresentar os bornes limpos, sem oxidação, em perfeitas condições mecânicas e sem depósitos de pó nos espaços vazios. Em ambiente agressivo, recomenda-se utilizar motores com proteção IP(W)55. NA LIMPEZA USAR: • Escovas. • Panos limpos de algodão. • No caso de detritos/poeira impregnados com óleo, usar pano embebido em solvente adequado.
  • 43. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 43 MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO
  • 44. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 44 3. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO HISTÓRICO O ano de 1866 pode ser considerado, em termos práticos, como o ano de nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. Entretanto, deve-se mencionar que esta máquina elétrica, que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de um processo de estudos, pesquisas e invenções de muitos outros cientistas, durante quase três séculos. Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou, em Londres, a obra intitulada "De Magnete", descrevendo a força de atração magnética. O fenômeno da eletricidade estática já havia sido observado pelo grego Tales, em 641 A.C., ele verificou que ao atritar uma peça de âmbar com pano esta adquiria a propriedade de atrair corpos leves, como pêlos, penas, cinzas, etc. A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663, pelo alemão Otto Guericke, e aperfeiçoada em 1775 pelo suíço Martin Planta. O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes elétricas, verificou ao acaso, em 1820, que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente elétrica. Esta observação permitiu a Oersted reconhecer a íntima relação entre magnetismo e eletricidade, dando assim o primeiro passo em direção ao desenvolvimento do motor elétrico. O sapateiro inglês William Sturgeon - que, paralelamente à sua profissão, estudava eletricidade nas horas de folga - baseando-se na descoberta de Oersted constatou, em 1825, que um núcleo de ferro envolto por um fio condutor elétrico transformava-se em imã quando se aplicava uma corrente elétrica, observando também que a força do imã cessava tão logo a corrente fosse interrompida. Estava inventando o eletroímã, que seria de fundamental importância na construção de máquinas elétricas girantes. Mas as experiências com o magnetismo e a eletricidade não cessaram. Em 1832, o cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com movimento de vaivém. Já no ano de 1833 o inglês W. Ritchie inventou o comutador, construindo um pequeno motor elétrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um imã permanente. Para dar uma rotação completa, a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia volta através do comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico parisiense H. Pixii ao construir um gerador com um imã em forma de ferradura que girava diante de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada era transformada em corrente contínua pulsante através de um comutador. Grande sucesso obteve o motor elétrico desenvolvido pelo arquiteto e professor de física Moritz Hermann Von Jacobi - que, em 1838, aplicou-o a uma lancha. Somente em 1866 Siemens construiu um gerador sem a utilização de imã permanente, provando que a tensão necessária para o magnetismo podia ser retirada do próprio enrolamento do rotor, isto é, que a máquina podia auto-excitar-se. O primeiro dínamo de Werner Siemens possuía uma potência de aproximadamente 30 watts e uma rotação de 1200rpm. A máquina de Siemens não funcionava somente como gerador de eletricidade. Podia também operar como motor, desde que se aplicasse aos seus bornes uma corrente contínua.
  • 45. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 45 Em 1879, a firma Siemens & Halske apresentou, na feira industrial de Berlim, a primeira locomotiva elétrica, com uma potência de 2kW. A nova máquina de corrente contínua apresentava vantagens em relação à máquina a vapor, à roda d'água e à força animal. Entretanto, o alto custo de fabricação e sua vulnerabilidade em serviço (por causa do comutador) marcaram-na de tal modo que muitos cientistas dirigiram suas atenções para o desenvolvimento de um motor elétrico mais barato, mais robusto e de menor custo de manutenção. Entre os pesquisadores preocupados com esta idéia destacam-se o iugoslavo Nicola Tesla, o italiano Galileu Ferraris e o russo Michael von Dolivo Dobrowolsky. Os esforços não se restringiram somente ao aperfeiçoamento do motor de corrente contínua, mas também se cogitou de sistemas de corrente alternada, cujas vantagens já eram conhecidas desde 1881. Em 1885, o engenheiro eletricista Galileu Ferraris construiu um motor de corrente alternada de duas fases. Ferraris, apesar de ter inventado o motor de campo girante, concluiu erroneamente que motores construídos segundo este princípio poderiam, no máximo, obter um rendimento de 50% em relação à potência consumida. E Tesla apresentou, em 1887, um pequeno protótipo de motor de indução bifásico com rotor em curto-circuito. Também este motor apresentou rendimento insatisfatório, mas impressionou de tal modo a firma norte-americana Westinghouse, que esta lhe pagou um milhão de dólares pelo privilégio da patente, além de se comprometer ao pagamento de um dólar para cada HP que viesse a produzir no futuro. O baixo rendimento deste motor inviabilizou economicamente sua produção e três anos mais tarde as pesquisas foram abandonadas. Foi o engenheiro eletricista Dobrowolsky, da firma AEG, de Berlim, que, persistindo na pesquisa do motor de corrente alternada entrou, em 1889, com o pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola. O motor apresentado tinha uma potência de 80 watts, um rendimento aproximado de 80% em relação à potência consumida e um excelente conjugado de partida. As vantagens do motor com rotor de gaiola em relação ao de corrente contínua eram marcantes: construção mais simples, silencioso, menor manutenção e alta segurança em operação. Dobrowolsky desenvolveu, em 1891, a primeira fabricação em série de motores assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5kW. EVOLUÇÃO DO MOTOR ELÉTRICO O desenvolvimento de condutores esmaltados, dos papéis ou filmes isolantes sintéticos, das chapas magnéticas, das ligas de alumínio e dos materiais plásticos contribuíram notoriamente para a redução da relação peso x potência dos motores elétricos como mostra a figura 1.1. Observando-se o peso de um motor de mesma potência no decorrer do tempo, podemos verificar que o motor atual tem apenas 8% do peso do seu antecessor em 1891. Confrontando-se os dados de catálogos de diferentes fabricantes, em diferentes épocas, pode-se constatar que houve uma redução de peso e, consequentemente, redução do tamanho construtivo do motor (para uma mesma potência) de aproximadamente 20% a cada década, excetuando as duas últimas, nas quais a redução foi menos acentuada. Isto mostra a necessidade de revisão periódica das normas, para assim adaptar a relação entre potências e carcaças aos tamanhos alcançados através do desenvolvimento tecnológico. Esta evolução tecnológica é caracterizada principalmente, pelo desenvolvimento de novos materiais isolantes, os quais suportam temperaturas mais elevadas.
  • 46. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 46 Atualmente os motores elétricos estão presentes em praticamente todas as instalações industriais, comerciais e residenciais. Exemplos são os minúsculos motores que acionam os discos rígidos dos computadores, a infinidade de motores que acionam nossos eletrodomésticos e os gigantes motores que movimentam bombas, compressores, ventiladores, moinhos, extrusoras e outras infinidades de aplicações. Figura 3a - Evolução do motor trifásico AEG - Relação - Peso/Potência (motor trifásico de 4kW e 02 pólos). Todos tem algo em comum, precisam de energia elétrica para produzir trabalho. Se por um lado é inevitável o consumo de energia elétrica para a utilização dos motores, por outro lado, a escolha adequada dos mesmos e alguns cuidados especiais no seu uso podem economizar muita energia. Atualmente, a indústria, necessitando de motores para acionamento das mais variadas cargas e exige dos fabricantes a adequação a esta realidade, obtendo-se desta forma uma gama elevada de equipamentos desta natureza, como mostra a figura 1.2. No campo de acionamentos industriais, que é o objeto deste curso, estima-se que de 70 a 80% da energia elétrica consumida pelo conjunto de todas as indústrias seja transformada em energia mecânica através dos motores elétricos. Isto significa que, admitindo-se um rendimento médio da ordem de 80% do universo de motores em aplicações industriais, cerca de 15% da energia elétrica industrial transforma-se em perdas nos motores. O processo de especificação de um motor elétrico corresponde à escolha de um motor industrialmente disponível que possa atender a pelo menos três requisitos do consumidor: • Característica da rede de alimentação: (tipo, tensão, freqüência, simetria, equilíbrio, etc.); • Características do ambiente: (altitude, temperatura, agressividade, etc); • Características da carga acionada (potência, rotação, esforços mecânicos, configuração física, conjugados requeridos, etc.). O processo não envolve somente a coleta de informações para a definição das características construtivas e de desempenho do motor, mas também visa otimizar a escolha sob a ótica da economia e da confiabilidade.
  • 47. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 47 A dificuldade está em que cada um dos requisitos anteriores são do conhecimento específico de profissionais de diferentes áreas, por exemplo: • Engenharia de Instalações...Características da rede de Alimentação; • Engenharia de Manutenção...Características do Ambiente; • Engenharia de Processos...Características construtivas de cada motor; O espaço a ser preenchido entre o fabricante e o consumidor é a perfeita interligação entre estas áreas de modo que determinada aplicação seja coroada de êxito. Esta nova área é denominada de Engenharia de Aplicações. Figura 3b - Universo tecnológico em motores elétricos - Aplicabilidade de motores elétricos. 3.1 MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO O motor de indução trifásico (figura 2.5a) é composto fundamentalmente de duas partes: Estator e rotor. Estator: Carcaça (1): É a estrutura suporte do conjunto; de constituição robusta em ferro fundido, aço ou alumínio injetado, resistente à corrosão e (neste caso) com aletas; Núcleo de chapas (2): As chapas são de aço magnético, tratadas termicamente para reduzir ao mínimo as perdas no ferro; Enrolamento trifásico (8): Três conjuntos iguais de bobinas, uma para cada fase, formando um sistema trifásico ligado à rede trifásica de alimentação. Rotor: Eixo (7): transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. É tratado termicamente para evitar problemas como empenamento e fadiga; Núcleo de chapas (3): as chapas possuem as mesmas características das chapas do estator; Barras e anéis de curto-circuito ou de alumínio injetado (12): são de barras de cobre eletrolítico ou de alumínio.
  • 48. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 48 Outras partes do motor de indução trifásico: Tampas (4); Ventilador (5); Proteção do ventilador (6); Caixa de ligação (9); Placa de bornes (10); Rolamentos (11). 3.1.1 Esquemas de Ligações Gerais A seguir mostramos esquemas de ligações orientativos para motores de indução com rotor de gaiola, rotor bobinado e para proteção contra surtos (capacitor e pára-raio). Figura 3.1a - Motor indução trifásico (partes componentes). Figura 3.1b - Motor indução trifásico (partes componentes - caixa de ligação). Figura 3.1.1b. - Esquema de ligação geral para motores de anéis. Figura 3.1.1a. - Esquema de ligação geral para motores de gaiola.
  • 49. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 49 ESQUEMAS DE LIGAÇÕES PARA ESTATORES E ROTORES Os esquemas de ligações a seguir mostram a numeração dos terminais e como devem ser ligados. No motor existe uma placa de identificação chamando o código do esquema de ligação que deverá ser utilizado. 3.1.2 Esquema de Ligação do Estator Figuras 3.1.2. 3.1.3 Partida de Motores Elétricos A) PARTIDA DIRETA Sempre que possível, a partida de um motor trifásico com rotor de gaiola, deve ser direta (a plena tensão), por meio de um contator. Figura 3.1.1c - Esquema de ligação geral para motores com pára-raios e capacitores.
  • 50. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 50 É o método mais simples, viável porém, apenas quando a corrente de partida não afeta a rede de alimentação. Lembrando que a corrente de partida de motores de indução atinge valores de ordem de 6 a 7 vezes a corrente nominal e, como a corrente nominal é função da potência, configura-se uma situação em que a respectiva corrente de partida (Ip) deve estar numa relação com a corrente nominal da rede, tal que, durante o tempo de partida, essa corrente (Ip) não venha a alterar as condições de alimentação de outros consumidores, pela maior queda de tensão causada na rede. Partida Regime C1 Fechado Fechado Essa situação é satisfeita em uma das três condições: a) Quando a rede é suficientemente "forte" e a corrente do motor é desprezível em relação a capacidade da rede. b) A partida do motor é feita sempre sem carga, o que sobretudo reduz o tempo de partida e , assim, a duração da corrente de partida, sendo tolerável para os outros consumidores a queda de tensão momentânea. c) Quando devidamente autorizada pela concessionária de energia elétrica da região. B) PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA Caso a partida direta não seja possível, quer por imposição da concessionária, quer por exigências da própria instalação, pode-se usar sistemas de partida indireta com tensão reduzida para reduzir a corrente de partida. A representação unifilar do esquema de ligação (b), indica os componentes básicos de uma compensadora que se caracteriza por um transformador (geralmente autotransformador) com uma série de derivações de saída correspondentes a diferentes valores de tensão reduzida. Apenas três terminais do motor são ligados a chave, interligando-se os outros conforme o esquema de ligação, para a tensão indicada. Figura 3.1.3a
  • 51. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 51 Partida Regime C1 Fechado Aberto C2 Aberto Fechado C3 Fechado Aberto C) PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO É fundamental para partida com chave estrela-triângulo, que o motor tenha a possibilidade de ligação de dupla tensão, e que a maior tensão seja igual à menor multiplicada por 3, por exemplo, 380/660V, 440/760V, 2300/4000V, etc. Todas as ligações para as diversas tensões, são feitas pelos bornes localizados na caixa de ligação, de acordo com o código do esquema que acompanha o motor. A ligação estrela-triângulo é usada praticamente só em motores de baixa tensão, devido aos custos elevados dos dispositivos de comando e proteção para motores de média tensão. Partida Regime C1 Fechado Fechado C2 Fechado Aberto C3 Aberto Fechado D) PART-WINDING (12 cabos) Motor com enrolamento bipartido. A partida é feita com apenas metade do enrolamento. d1) Part-winding start (12 cabos) Partida Regime C1 Fechado Fechado C2 Aberto Fechado Figura 3.1.3b Figura 3.1.3c Figura 3.1.3d
  • 52. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 52 d2) (Y/∆) Tensão menor Partida Regime C1 Fechado Fechado C2 Aberto Fechado C3 Fechado Aberto d3) (Y/∆) Tensão maior Partida Regime C1 Fechado Fechado C2 Aberto Fechado C3 Fechado Aberto E) PARTIDA SÉRIE-PARALELO e1) Partida série-paralelo ∆/∆∆ (12 cabos) Partida Regime C1 Fechado Fechado C2 Aberto Fechado C3 Aberto Fechado C4 Fechado Aberto e2) Partida série-paralelo ∆/∆∆ (9 cabos). Partida Regime C1 Fechado Fechado C2 Aberto Fechado C3 Aberto Fechado C4 Fechado Aberto Figura 3.1.3e Figura 3.1.3f Figura 3.1.3g Figura 3.1.3h
  • 53. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 53 F) PARTIDAS DE MOTORES TRIFÁSICOS, COM ROTOR DE ANÉIS, COM REOSTATO Na partida dos motores de anéis, um reostato externo é conectado ao circuito rotórico, através do conjunto de escovas e anéis deslizantes (Esquema de ligação f). A resistência rotórica adicional é mantida no circuito durante a partida, para diminuir a corrente de partida e aumentar o conjugado. É possível ainda, regular-se a resistência externa, de forma a obter-se o conjugado de partida igual ou próximo ao valor do próprio conjugado máximo. OBS: Sempre que for utilizado um sistema de partida deferente da direta, a WEG Máquinas deverá ser comunicada com antecedência a fim de analisar os conjugados requeridos pela carga. Partida Regime C1 Fechado Fechado 3.1.4 Caixa de Conexões dos Acessórios • Conectores identificados de acordo com o manual de manutenção e desenho 9003.5999; • Rolamentos RTD’s; • Bobinados RTD’s; • Resistência de aquecimento; • Sensores de vibração dos mancais; • Sensor de velocidade. Figura 3.1.4. SIMBOLOGIA: C1, C2, C3 = Contatores. F1, F2, F3 = Fusíveis. FT1 = Relé de sobrecarga. Figura 3.1.3i
  • 54. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 54 IDENTIFICAÇÃO GERAL DOS BORNES, ESTATOR, ROTOR E ACESSÓRIOS 01 a 12 = Estator. 13 a 15 = Rotor. 16 a 19 = Resistências de aquecimento. 20 a 27 = Termoresistências no estator. 36 a 43 = Termistores no estator. 52 a 59 = Termostatos no estator. 68 a 71 = Termoresistências nos mancais. 72 a 75 = Termistores nos mancais. 76 a 79 = Termostatos nos mancais. 80 a 82 = Dínamos taquimétricos. 88 a 91 = Termômetros. 92 e 93 = Freios. 94 a 99 = Transformadores de corrente 3.1.5 Anomalias Proteção em função da corrente Causas de sobreaquecimento Só fusível Fusível e protetor térmico Proteção com sondas térmicas no motor 1. Sobrecarga com corrente 1,2 corrente nominal. não protegido protegido protegido 2. Regimes de carga S1 a S8 EB 120. não protegido semi-protegido protegido 3. Frenagens, reversões e funcionamento com partidas freqüentes. não protegido semi-protegido protegido 4. Funcionamento com mais de 15 partidas por hora. não protegido semi-protegido protegido 5. Rotor bloqueado. semi-protegido semi-protegido protegido 6. Falta de fase. não protegido semi-protegido protegido 7. Variação de tensão excessiva. não protegido protegido protegido 8. Variação de freqüência na rede. não protegido protegido protegido 9. Temperatura ambiente excessiva. não protegido protegido protegido 10. Aquecimento externo provocado por rolamentos, correias, polias, etc. não protegido não protegido protegido 11. Obstrução na ventilação. não protegido não protegido protegido Tabela 3.1.5.
  • 55. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 55 3.1.6 Danos Comuns a Motores de Indução Figura 3.1.6. 3.1.7 Danos Causados ao Enrolamento Figura 3.1.7a. Figura 3.1.7b. Figura 3.1.7c. Figura 3.1.7d. CURTO ENTRE FASES Esta foto mostra um defeito típico causado por uma falha de isolação entre as cabeças de bobinas de fases diferentes. CURTO ENTRE ESPIRAS O curto circuito entre espiras pode ser conseqüência de coincidirem dois pontos defeituosos na isolação dos fios. Nas três fases se manifestam correntes desiguais cuja diferença dependerá do dano ocorrido. Poderá ser tão pequeno que a proteção não atue. a) UMA FASE DE ENROLAMENTO QUEIMADA Este dano ocorre quando o motor trabalha ligado em triângulo e falta corrente numa fase. A corrente sobe de 2 a 2,5 vezes no enrolamento restante ao mesmo tempo em que a rotação cai acentuadamente. b) DUAS FASES DE ENROLAMENTO QUEIMADAS Este defeito ocorrerá se faltar corrente num condutor da rede e o enrolamento estiver ligado em estrela. Uma das fases fica com I = 0 enquanto as outras duas absorvem toda a potência elevando suas correntes absorvidas. c) TRÊS FASES DO ENROLAMENTO QUEIMADAS Sobrecarga: motor protegido somente com fusíveis. A Conseqüência será a carbonização progressiva dos fios e da isolação, culminando com um curto entre espiras ou curto contra a massa. Ligação do motor incorreta: por exemplo, um motor 220/380 V é ligado através de estrela-triângulo a uma rede de 380 V. A corrente absorvida será tão alta que o enrolamento queimará em poucos segundos.
  • 56. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 56 Figura 3.1.7e. 3.1.8 Danos Comuns a Motores de Indução FASE DANIFICADA POR DESBALANCEAMENTO DA TENSÃO DA REDE A queima do isolamento de uma fase pode ser resultado de tensões desequilibradas. Um desequilíbrio de tensão de 1% pode resultar num desequilíbrio de corrente de 6 a 10%. QUEIMA POR ROTOR BLOQUEADO A queima total do isolamento em todas as fases do motor caracteriza que a corrente circulante foi muito elevada. Uma das condições pode ser o rotor bloqueado ou ainda devida a partidas e reversões excessivas. QUEIMA POR PICO DE TENSÃO Defeitos como este no isolamento são causados por pico de tensão, que ocorre muitas vezes na comutação de circuitos de força, descargas atmosféricas, descargas de capacitores e de dispositivos de força de semi-condutores. CURTO CONTRA MASSA NA SAÍDA DA RANHURA Outro defeito causado por falha de isolamento na saída de ranhura. Deve-se atentar no momento da acomodação das cabeças de bobinas para evitar o rompimento do material isolante. 3.2 MOTORES COM ROTOR BOBINADO 3.2.1 Sistema de Levantamento Motorizado de Escovas 3.2.1.1 Esquema de Ligação 3.2.1.1.1 Operação Motorizada Condição para operação com escovas abaixadas e anéis coletores não curto circuitados. Para garantir que as escovas estejam abaixadas, as chaves: - CCA1 - contatos 34 e 35, - CCA2 - contatos 22 e 23, - CCD - contatos 13 e 14, devem estar simultaneamente fechados (lógica "AND"). Com esta lógica o motor está apto para partir. CURTO CONTRA MASSA DENTRO DA RANHURA Este dano pode ser oriundo de um curto entre espiras ou ainda de uma falha de isolação em relação a massa.
  • 57. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 57 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES: A - Atuador eletromecânico ATIS Tipo: MAI-25. B3. D9-25.10-F10-2CC-2CT-IP65 B - Motor trifásico Nr71 06 Pólos - 0,25kW - F.C. B3E - IPW55 Flange CI05 - din 42948 Tensão e freqüência conforme FDI C - Chave fim de curso com dupla isolação Tipo XCK-P121 - Telemecanique 232221 321 M 3 S TR CLD CLE 86 7 10 119 CCD CCE 13 1412 16 1715 CLR 19 2018 B C A 23 232221 2221 262524 262524 SR T 7 86 SR T 7 86 10 119 13 1412 1816 1715 19 20 10 119 13 1412 1816 1715 19 20 2624 253637 38 3334 35 353433 36 3837 33 37363534 38 C Resistencia de Aquecimento 108W 30 31 3130 Figura 3.2.1.1.1a. Condição para a operação com escovas levantadas e anel coletor curto circuitado. Para garantir que as escovas estejam levantadas, as chaves: - CCL1 - contatos 37 e 38, - CCL2 - contatos 28 e 29, - CCE - contatos 16 e 17, devem estar com os contatos simultaneamente fechados (lógica "AND"). Com esta lógica o motor está em regime.
  • 58. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 58 CLE 1 2 3 M 3 R TS CLD 6 97 8 16 CCECCD 13121110 1514 CLR 191817 20 12 12R TS 6 8 97 1110 R TS 6 987 1110 18151413 1716 2019 18151413 1716 2019 3633 3534 233837 2221 2524 26 33 33 363435 3837 21 252322 24 26 363534 37 38 21 252322 24 26 30 31 30 31 Resistencia de aquecimento 108W Figura 3.2.1.1.1b. 3.2.1.1.2 Operação Manual Figura 3.2.1.1.2a. SIMBOLOGIA CLD = Chave de torque para desligamento em sobre carga durante o abaixamento das escovas (ou inversão de fases). Se houver falha no CCD. Figura 3.2.1.1.2b.
  • 59. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 59 CLE = Chave de torque para desligamento em sobre carga durante o levantamento das escovas (ou inversão das fases). Se houver falha no CCE. Figura 3.2.1.1.2b. CCD = Chave fim de curso para indicar quando as escovas estiverem totalmente abaixadas. CCE = Chave fim de curso para indicar quando as escovas estiverem totalmente levantadas. CLR = Chave seletora indicando posição manual ou motorizado. Figuras 3.2.1.1.2b. CHAVES FIM DE CURSO ADICIONAL PARA SINALIZAÇÃO CCL1 e CCL2 = Chave fim de curso para indicar quando as escovas estiverem totalmente levantadas. CCA1 e CCA2 = Chave fim de curso para indicar quando as escovas estiverem totalmente abaixadas. 3.2.1.2 Descrição de Funcionamento do Dispositivo de Levantamento das Escovas e Curto- Circuitamento dos Anéis 1 - APLICAÇÃO Este sistema é recomendado, nos casos em que o reostato é utilizado apenas para partir o motor. Com este sistema, as escovas não ficam permanentemente em contato com os anéis, evitando desta forma, o desgaste desnecessário das escovas e anéis, permitindo um maior tempo de uso para o conjunto. 2 - PROCEDIMENTO PARA A PARTIDA DO MOTOR Antes de efetuar a partida do motor, deverá ser feita uma inspeção no dispositivo de levantamento e curto- circuitamento verificando através da tampa de inspeção a posição da escova ou através de uma sinalização proveniente da chave (CCE), que indica a posição da escova, totalmente abaixada. Caso esta sinalização, não estiver indicando a posição de escovas totalmente abaixadas, não deve ser dada a partida do motor, sem antes levar o comando para a posição de escovas totalmente abaixadas. Isto poderá ser feito manualmente, através do volante (7), acionando-se a alavanca (8) ou automaticamente acionando-se o motofreio (9). Caso seja utilizado o sistema manual (7), a alavanca (8) retorna automaticamente a posição anterior acionando-se o motofreio (9). Nesta condição ( escovas totalmente abaixadas), os anéis (5) não se encontram curto-circuitados, permitindo desta forma a ligação das resistências externas (reostato) em série com o enrolamento rotórico, através das escovas de carvão (6).
  • 60. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 60 3 - PROCEDIMENTO APÓS A PARTIDA DO MOTOR Quando o motor tiver atingido a rotação nominal, pode ser iniciado o procedimento de curto-circuitamento dos anéis coletores, acionando-se o dispositivo de levantamento e curto-circuitamento (1), em sentido contrário, através do motofreio (9), ou manualmente através do volante (7). O curto-circuitamento é feito através da bucha de deslize (2), que suporta os contatos de prata (3). Em seguida, é acionado o mecanismo de levantamento das escovas (4). Quando as escovas estiverem totalmente levantadas, o dispositivo é desligado automaticamente, através da chave (CCD). 4 - PROTEÇÃO DE SOBRECARGA DO MOTOFREIO DE ACIONAMENTO DO DISPOSITIVO O mecanismo automático de levantamento das escovas, possui um sistema de proteção de sobrecarga do motofreio de acionamento (9), através das chaves de torque para desligamento em sobrecarga, durante o abaixamento (CLE) ou levantamento das escovas (CLD). 5 - DESENHO ATENÇÃO: 1 - Antes de dar o start-up do motor, certificar-se de que as chaves CLD, CLE, CCD e CCE estejam corretamente conectadas ao painel. 2 - Quando uma das chaves (CLE) ou (CLD) atuarem, deve ser evitado o uso do sistema novamente, antes que seja verificado o motivo pelo qual elas atuaram. DOCUMENTOS: - Esquema de ligação ver desenho 6600.8013; - Desenho do dispositivo de levantamento ver desenho 6600.8017; - Catálogo do atuador Eletromecânico marca ATIS; - Catálogo do motofreio WEG. Figuras 3.2.1.2.
  • 61. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 61 3.2.1.3 Montagem do Conjunto de Levantamento do Porta Escovas Fixar o disco suporte dos pinos com fixador do conjunto de levantamento na caixa de proteção do conjunto porta escovas. 1. Montar rolamento no pino suporte e fixar com pino de fixação que deve ser fixo com anel de retenção. Fixar o pino suporte do rolamento no disco suporte. 2. Fixar os pinos de levantamento do porta escovas no disco suporte dos pinos. OBS.: Rolamento do pino suporte: 6305 2ZRS1. Figura 3.2.1.3a. CONJUNTO DE MOVIMENTO DA BUCHA DE CURTO CIRCUITO 1. Montar o rolete no mancal do rolete no braço de movimento da bucha de curto e após, os rolamentos, a bucha distanciadora e fixar a tampa do mancal. 2. Fixar os pinos superiores em um dos braços de movimento. 3. Montar o pino do suporte articulador neste. 4. Fixar o suporte articulador na base do suporte e os braços de movimento no suporte. Os roletes deverão estar alinhados com a bucha de curto de modo que estes toquem simultaneamente na bucha. NOTA.: Rolamento do braço de movimento: 6003Z. Figura 3.2.1.3b.
  • 62. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 62 CONJUNTO DE ACIONAMENTO DO PORTA ESCOVAS 1. Montar o rolamento no eixo e fixar com anéis de retenção, depois colocar anel de retenção para encosto do segundo rolamento e após montá-lo com anel de retenção. 2. Montar e fixar disco no eixo de acionamento. 3. Introduzir eixo de acionamento no flange do conjunto. 4. Fixar o disco de levantamento no eixo de acionamento. 5. Montar bucha no eixo de acionamento do braço e fixar com anel de retenção. Fixar o eixo no disco de acionamento. 6. Fixar a tampa o dispositivo de travamento no atuador eletromecânico e depois fixá-la à carcaça do dispositivo. 7. Fixar o conjunto de acionamento na caixa de proteção do porta escovas. Figura 3.2.1.3c. CONJUNTO DO PINO DE RETORNO Montar o eixo da mola no suporte do eixo., Montar a arruela guia do eixo, colocar no eixo e travar com porca Fechar o conjunto com anel de fixação externo e fixá-lo na caixa de proteção do porta escovas. Figura 3.2.1.3d. OBS1.: O eixo de acionamento deve passar entre os pinos superiores do braço de levantamento. OBS2.: Todas as partes em contatos mecânicos deverão ser lubrificados. Após 6 meses de uso, verificar a lubrificação dessas partes.
  • 63. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 63 CONJUNTO DO PORTA ESCOVA 1. Fixar as escovas no porta escovas. Fixar os pinos isolados no suporte, montar os discos isolantes, porta escovas e anéis de contato sobre os pinos. 2. Acertar o raio de curvatura existente nas escovas com anéis coletores e colocar uma lixa entre a escova e o anel. A lixa deve ser movimentada de um lado para outro para promover um melhor acentamento do raio da escova com o do anel. Soltar o parafuso de fixação do porta escovas e girar o porta escovas no sentido horário, até o raio da escova coincidir perfeitamente com o anel. Figura 3.2.1.3e. Figura 3.2.1.3f. Figura 3.2.1.3g. Figura 3.2.1.3h. Figura 3.2.1.3i. Figura 3.2.1.3j. 3.2.1.4 Desmontagem Para a desmontagem do porta escovas levantável, proceder da maneira inversa ao da montagem. AJUSTE DO SISTEMA DE LEVANTAMENTO DAS ESCOVAS 1. Girar o disco de levantamento até a posição de curto circuito e depois girar um pouco mais até liberar os roletes, para evitar esforços desnecessários sobre os rolamentos do rolete. 2. Rosquear o parafuso de ajuste até o disco batente e depois travar o parafuso de ajuste. 3. Girar o disco de levantamento até a posição de não curto circuito (escovas abaixadas) e repetir a mesma operação realizada de curto circuito.
  • 64. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 64 PORTA-ESCOVAS LEVANTÁVEL TAMPA DE INSPEÇÃO Figura 3.2.1.4. CONDIÇÕES + INTERTRAVAMENTO DE PARTIDA PARA PORTA-ESCOVAS LEVANTÁVEL 1. Reostato de partida com resistência máxima. 2. Reostato de partida com resistência mínima. 3. Contator de curto-circuito do reostato aberto. 4. Contator de curto-circuito do reostato fechado. 5. Anel de curto-circuito aberto (CCA1). 6. Anel de curto-circuito fechado (CCL1). 7. Escovas abaixadas (CCA2). 8. Escovas levantadas (CCL2). 9. Atuador com escovas abaixadas/anel de curto circuito na posição aberto (CCD). 10. Atuador com escovas levantadas/anel de curto circuito na posição fechada (CCE). 11. Escovas abaixadas (pelo atuador) sinalizado disponível no controle para pronto para partir. 12. Reostato sinalizado disponível no controle para partir. 13. Disjuntor de partida aberto. 14. Disjuntor de partida fechado. Condições requeridas antes do fechamento do disjuntor (partida): Items 1 - 3 - 7 - 9 - 11 - 12 3.3 PLANO DE MANUTENÇÃO MOTOR COMPLETO: Diariamente: inspeção de ruído e vibração. Cada 3 meses: drenar água condensada. Anualmente: reapertar parafusos. Cada 3 anos: desmontar o motor. Checar partes e peças. ENROLAMENTO DO ESTATOR E ROTOR: Anualmente: Inspeção visual; Cada 3 anos: Limpeza; checar fixação do enrolamento; estecas, medir resistência de isolação.
  • 65. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 65 MANCAIS: Diariamente: Controle de ruído. Semanalmente: Reengraxar: respeitar intervalos, conforme placa de lubrificação. Cada 3 anos: Limpeza dos mancais, substituir, se necessário, (mancal de bucha), inspecionar pista de deslize (eixo) e recuperar, quando necessário. CAIXAS DE LIGAÇÃO, ATERRAMENTOS: Anualmente: Limpar interior, reapertar parafusos. Cada 3 anos: Limpar interior e reapertar parafusos. ACOPLAMENTO: Semanalmente: Após a 1a semana: cheque alinhamento e fixação. Anualmente: Cheque alinhamento e fixação. Cada 3 anos: Cheque alinhamento e fixação. DISPOSITIVOS DE MONITORAÇÃO: Semanalmente: Registre os valores da medição. Cada 3 anos: Se possível, desmontar e testar seu modo de funcionamento. FILTRO: Cada 3 meses: Limpe Anualmente: Limpe Cada 3 anos: Limpe
  • 66. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 66 3.4 INSTRUÇÕES PARA A DETERMINAÇÃO DA CAUSA E ELIMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES ANORMAIS NO MOTOR NOTA: As instruções a seguir constituem uma relação básica de anormalidades, causas e ações corretivas. Em caso de dúvida, favor contatar a Weg Máquinas, Assistência Técnica ou Serviços. ANORMALIDADE POSSÍVEIS CAUSAS CORREÇÃO - Não dá partida nem acoplado e nem desacoplado. - No mínimo dois cabos de alimentação estão interrompidos, sem tensão. - Rotor está bloqueado. - Problemas nas escovas. - Mancal danificado. - Verificar o painel de comando, os cabos de alimentação, os bornes, o assentamento das escovas. - As escovas podem estar gastas, sujas ou colocadas incorretamente. - Substitua o mancal. - Motor parte a vazio, mas falha ao se aplicar carga. Parte muito lentamente e não atinge rotação nominal. - Torque de carga muito grande durante a partida. - Tensão de alimentação muito baixa. - Queda de tensão muito alta nos cabos de alimentação. - Rotor com barras falhadas ou interrompidas. - Um cabo de alimentação ficou interrompido após a partida. - Não aplicar carga na máquina acionada durante a partida. - Medir a tensão de alimentação, ajustar o valor correto. - Verificar dimensionamento da instalação (transformador, seção dos cabos, verificar relés, disjuntores, etc.). - Verificar e consertar o enrolamento do rotor (gaiola), testar dispositivo de curto- circuito (anéis). - Verificar os cabos de alimentação. - A corrente do estator oscila em carga com o dobro de freqüência de escorregamento, o motor apresenta zumbido na partida. - Enrolamento do rotor está interrompido. - Problemas nas escovas. - Verificar e consertar o enrolamento do rotor e dispositivo de curto-circuito. - As escovas podem estar gastas, sujas ou colocadas incorretamente. - Corrente a vazio muito alta. - Tensão de alimentação muito alta. - Medir a tensão de alimentação e ajustá- la no valor correto. - Aquecimentos localizados no enrolamento do estator. - Curto-circuito entre espiras. - Interrupção de fios paralelos ou fases do enrolamento do estator. - Ligação deficiente. - Rebobinar. - Refazer a ligação. - Aquecimentos localizados no rotor. - Interrupções no enrolamento do rotor. - Consertar enrolamento do rotor ou substituí-lo. - Ruído anormal durante operação em carga. - Causas mecânicas. - Causas elétricas. - O ruído normalmente diminui com a queda de rotação; veja também: "operação ruidosa quando desacoplado". - O ruído desaparece ao se desligar o motor. Consultar o fabricante. - Quando acoplado aparece ruído, desacoplado o ruído desaparece. - Defeito nos componentes de transmissão ou na máquina acionada. - Defeito na transmissão de engrenagem. - Base desalinhada/desnivelada. - Balanceamento deficiente dos componentes ou da máquina acionada. - Acoplamento. - Sentido de rotação do motor errado. - Verificar a transmissão de força, o acoplamento e o alinhamento. - Alinhe o acionamento. - Realinhar/nivelar o motor e a máquina acionada. - Fazer novo balanceamento. - Inverta a ligação de 2 fases.
  • 67. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 67 ANORMALIDADE POSSÍVEIS CAUSAS CORREÇÃO - Enrolamento do estator esquenta muito sob carga. - Refrigeração insuficiente devido a canais de ar sujos. - Sobrecarga. - Elevado número de partidas ou momento de inércia muito alto. - Tensão muito alta, consequentemente, as perdas no ferro são muito altas. - Tensão muito baixa, consequentemente a corrente é muito alta. - Interrupção em um cabo de alimentação ou em uma fase do enrolamento. - Rotor arrasta contra o estator. - A condição de operação não corresponde aos dados na placa de identificação. - Desequilíbrio na alimentação (fusível queimado, comando errado). - Enrolamento sujos. - Dutos de ar interrompidos. - Filtro de ar sujo. - Sentido de rotação não compatível com o ventilador utilizado. - Abrir e limpar os canais de passagens de ar. - Medir a corrente do estator, diminuir a carga, analisar a aplicação do motor. - Reduzir o número de partidas. - Não ultrapassar a 110% da tensão nominal, salvo especificação na placa de identificação. - Verificar a tensão de alimentação e a queda de tensão no motor. - Medir a corrente em todas as fases e corrigir. - Verificar entreferro, condições de funcionamento (vibração...), condições dos mancais. - Manter a condição de operação conforme placa de identificação, ou reduzir a carga. - Verificar se há desequilíbrio das tensões ou funcionamento com duas fases e corrigir. - Limpe. - Limpar o elemento filtrante. - Analisar o ventilador em função do sentido de rotação do motor. - Operação ruidosa quando desacoplado. - Desbalanceamento. - Interrupção em uma fase do enrolamento do estator. - Parafusos de fixação soltos. - As condições de balanceamentos do rotor pioram após a montagem do acoplamento. - Ressonância da fundação. - Carcaça do motor distorcida. - Eixo torto. - Entreferro não uniforme. - O ruído continua durante a desaceleração após desligar a tensão. - Fazer novo balanceamento. - Medir a entrada de corrente de todos os cabos de ligação. - Reapertar e travar os parafusos. - Balancear o acoplamento. - Ajustar o fundamento. - Verificar planicidade da base. - O eixo pode estar empenado; - Verificar o balanceamento do rotor e a excentricidade. - Verificar o empenamento do eixo ou o desgaste dos rolamentos. - Motor de anéis funcionando a uma velocidade baixa com resistência externa desligada. - Condutores mal dimensionados entre motor e reostato. - Circuito aberto nos enrolamentos do rotor (incluindo ligações com reostato. - Sujeiras entre a escova e o anel coletor. - Escovas presas no alojamento. - Pressão incorreta sobre as escovas. - Anéis coletores com superfícies ásperas ou anéis ovalizados. - Densidade de corrente alta nas escovas. - Escovas mal assentadas. - Redimensionar os condutores. - Testar continuidade. - Limpar os anéis coletores e o conjunto isolante. - Verificar mobilidade das escovas nos alojamentos. - Verificar a pressão sobre cada escova e corrigir, se necessário. - Limpar, lixar e polir ou usinar, quando necessário. - Adequar as escovas a condição de carga. - Assentar corretamente as escovas. - Faíscamento. - Escovas mal assentadas. - Pressão baixa entre escovas e anéis. - Sobrecarga. - Anéis coletores em mau estado (ovalizados, superfícies ásperas, estrias...). - Escovas presas nos alojamentos. - Vibração excessiva. - Baixa carga provocando danificação aos anéis coletores. - Corrigir o assentamento da escovas e estabelecer a pressão normal. - Adequar a carga às características do motor ou dimensionar novo motor para aplicação. - Usinar os anéis coletores. - Verificar a mobilidade das escovas os alojamentos. - Verificar origem da vibração e corrigir. - Adequar as escovas a real condição de carga e usinar os anéis coletores. Tabela 3.4.
  • 68. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 68 MANUTENÇÃO DE GERADORES
  • 69. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 69 4. MANUTENÇÃO DE GERADORES PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO A característica principal de um gerador elétrico é transformar energia mecânica em elétrica. Para facilitar o estudo do princípio de funcionamento, vamos considerar inicialmente uma espira imersa em um campo magnético produzido por um ímã permanente. O princípio básico de funcionamento está baseado no movimento relativo entre uma espira e um campo magnético. Os terminais da espira são conectados a dois anéis, que estão ligados ao circuito externo através de escovas. Este tipo de gerador é denominado de armadura giratória. Figura 4a - Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura girante). Admitamos que a bobina gira com velocidade uniforme no sentido da flecha dentro do campo magnético "B" também uniforme (Fig.3.1.1). Se "v" é a velocidade linear do condutor em relação ao campo magnético, segundo a lei da indução (FARADAY), o valor instantâneo da f.e.m. induzida no condutor em movimento de rotação é determinada por: e = força eletromotriz e = B.l.v.sen(B^v) B = indução do campo magnético l = comprimento de cada condutor v = velocidade linear A variação da f.e.m. no condutor, em função do tempo, é determinada pela lei da distribuição da indução magnética sob um pólo. Esta distribuição tem um caráter complexo e depende da forma da sapata polar. Com um desenho conveniente da sapata poderemos obter uma distribuição senoidal de induções. Neste caso, a f.e.m. induzida no condutor também varia com o tempo sob uma lei senoidal. A Fig. 3.1.3.a. mostra somente um lado da bobina no campo magnético, em 12 posições diferentes, estando cada posição separada uma da outra de 30º. A Fig. 3.1.3.b. nos mostra as tensões correspondentes a cada uma das posições. Já nos geradores de campo giratório (Fig. 3.1.2) a tensão de armadura é retirada diretamente do enrolamento de armadura (neste caso o estator) sem passar pelas escovas. A potência de excitação destes geradores normalmente é inferior a 5% da potência nominal, por este motivo, o tipo de armadura fixa (ou campo girante) é o mais utilizado. Para N espiras teremos: e = B.l.v.sen(B^v).N
  • 70. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 70 A cada giro das espiras teremos um ciclo completo da tensão gerada, para uma máquina de um par de pólos. Os enrolamentos podem ser construídos com um número maior de pares de pólos, que se distribuirão alternadamente (um norte e um sul). Neste caso, teremos um ciclo a cada par de pólos. Sendo "n" a rotação da máquina em "rpm" e "f" a freqüência em ciclos por segundo (HERTZ) teremos: f = p . n (Hz) 120 Note que o número de pólos da máquina terá que ser sempre par, para formar os pares de pólos. Na tabela 3.1.1 são mostradas, para as freqüências e polaridades usuais, as velocidades síncronas correspondentes. Número de pólos 60 Hz 50 Hz 2 3600 3000 4 1800 1500 6 1200 1000 8 900 750 10 720 600 Tabela 4 - Velocidades Síncronas. f = freqüência (Hz) p = número de pólos n = rotação síncrona (rpm) Figura 4b - Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura fixa). Figura 4c - Distribuição da Indução Magnética sob um Pólo.
  • 71. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 71 4.1 ALTERNATIVAS DE GERAÇÃO OS NOVOS DESAFIOS PARA O PESSOAL DE MANUTENÇÃO Figura 4.1. Bagaço De Cana (Usina De Açúcar E Álcool); Resíduos De Madeira (Madeireiras); Casca De Arroz (Engenho Do Arroz); Gás Natural; Potência: 5 A 30.000 kVA; Forma Construtiva: B3 / D5; Refrigeração: IP23 A ; Dutos; Mancal Refrigeração; Tensão: Até 2000 kVA - Baixa Tensão; > 2000 kVA - (2300 A 6600v). EOLICA: COPEL/COELCE/CEMIG/etc; FERNANDO DE NORONHA; AMÉRICA DEL NORTE, EUROPA. APLICACÕES: ACOPLADOS A MOTORES DIESEL PARA GERAÇÃO DE ENERGIA CONTÍNUA OU DE EMERGÊNCIA. Hidrelétricas Pequenas e médias centrais hidráulicas 30.000 KVA Co-geração Energia elétrica + vapor p/ processo Refrigeração, cozimento, etc. Motores ou turbinas à gás Termelétricas Pequenas e médias centrais à vapor até 20.000 KVA Eólica Turbinas-geradores à vento Até 1500 KVA Grupo Geradores Gás (Base - 8 horas/dia) Diesel (Emergência / Ponta) até 1.900 KVA
  • 72. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 72 FORNECIMENTOS: Tabela 4.1. GERADORES LINHA G Potências: 20 a 3500 KVA (Contínuo) 4200 KVA ( Stand By) Carcaças: 200 a 560 Polaridade: 4 Pólos (Toda a linha) 6 e 8 Pólos ( A partir da carcaça 400) Tensões: 220/380/440/480 - 3~ 2400 a 6600V - 3~ (A partir da carcaça 400) 110/220/440/480 - 1~ Freqüências: 50 e 60Hz 4.2 NOMENCLATURA DE MÁQUINAS SÍNCRONAS WEG G T A . 315 M I 3 1 S 0 4 TIPO DE MÁQUINA: • G - MÁQUINA SÍNCRONA NÃO ENGENHEIRADA; • S - MÁQUINA SÍNCRONA ENGENHEIRADA. QUANTIDADE POTÊNCIA (MVA) 1 HIDRAULICA 5 14 2 TÉRMICA 10 22 3 EÓLICA 12 8 4 DIESE 26.12 4.42 TIP ESTATÍSTICAS (MW PRODUZIDOS) - até Maio/00 TOTAL 4.878 53 142 105 228 120 82 26.120 4.426 1 2 3 4 QUANTIDADE POTÊNCIA (MVA)
  • 73. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 73 G T A . 3 1 5 M I 3 1 S 0 4 CARACTERÍSTICA: • T - GERADOR BRUSHLESS C/ BOBINA; • P - GERADOR BRUSHLESS C/ EXCITATRIZ AUXILIAR; • S - GERADOR BRUSHLESS S/ AUXILIAR; • L - GERADOR COM ESCOVAS; • D - MOTOR COM ESCOVAS; • E - MOTOR BRUSHLESS SEM EXCITATRIZ AUXILAR; • F - MOTOR BRUSHLESS COM EXCITATRIZ AUXILAR; • M - MONOFÁSICO BRUSHLESS SEM EXCITATRIZ AUXILAR; • N - MONOFÁSICO BRUSHLESS COM EXCITATRIZ AUXILAR; • Q - MONOFÁSICO BRUSHLESS COM BOBINA AUXILAR. G T A . 315 M I 3 1 S 0 4 TIPO DE REFRIGERAÇÃO: • A - ABERTO AUTOVENTILADO; • F - TROCADOR DE CALOR AR-AR; • W - TROCADOR DE CALOR AR-ÁGUA; • I - VENTILAÇÃO FORÇADA INDEPENDENTE; • D - AUTO-VENTILADOR POR DUTOS; • T - VENTILAÇÃO FORÇADA POR DUTOS LINHA S; • L - VENTILAÇÃO FORÇADA COM TROCADOR AR-ÁGUA; • V - VENTILAÇÃO FORÇADA ABERTO; • K - FECHADO AUTOVENTILADO ALETADO; G T A . 3 1 5 M I 3 1 S 0 4 CARCAÇA: • 112 ATÉ 2000. G T A . 3 1 5 M I 3 1 S 0 4 COMPRIMENTO DA CARCAÇA: • S M L A B C D E F. G T A . 315 M I 3 1 S 0 4 APLICAÇÃO: • I - INDUSTRIAL; • M - MARINIZADO;
  • 74. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 74 • T - TELECOMUNICAÇÕES; • C - CPD; • N - NAVAL; • E - ESPECIAL; • V - INVERSOR. G T A . 3 1 5 M I 3 1 S 0 4 • CÓDIGO DO PACOTE. G T A . 3 1 5 M I 3 1 S 0 4 TIPO DE ROTOR • S - PÓLO SALIENTE; • L - PÓLOS LISOS. G T A . 3 1 5 M I 3 1 S 0 4 • NÚMERO DE PÓLOS. 4.3 PRINCIPAIS VANTAGENS DOS GERADORES GTA: • Passo 2/3, baixa distorção harmônica e baixa reatância subtransitória, sendo apto a alimentar cargas deformantes com 3 harmônica; • Excitatriz com ímã permanente, facilitando assim o escorvamento sob qualquer condição; • Facilidade de manutenção da corrente de curto circuito, devido a presença de bobina auxiliar para alimentação do regulador de tensão; • Regulador de tensão encapsulado, apto a operar sob níveis elevados de vibração; • Facilidade de manutenção (máquinas mais robustas, acesso aos diodos e regulador de tensão); • 50 e 60hz; • Mancal único. 4.4 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO A auto excitação inicia-se pela tensão residual no estator e bobina auxiliar do gerador que é garantida pelos imãs permanentes inseridos nos pólos do estator da excitatriz principal. O valor da tensão residual varia de gerador para gerador. A bobina auxiliar é responsável pelo fornecimento de potência para o regulador de tensão, independentemente da tensão dos bornes do gerador ou de variações de carga que possam ocorrer. O regulador de tensão, alimentado pela bobina auxiliar, fornece potência para a excitatriz principal da máquina. Faz a comparação entre um valor teórico e a tensão de referência, com isso controla a excitação do gerador mantendo a tensão no valor desejado. 0 5 10 15 20 25 30 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 FatordeDerating Distorcão Harmônica Total da Corrente da Carga (%) Figura 4.2 - Factor de Derating para alimentação de cargas não lineares (no breaks, conversores, ...)
  • 75. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 75 Gerador Modelo GTA com Bobina Auxiliar (padrão) Regulador de Tensão Figura 4.4a. Gerador Modelo GPA com Excitatriz Auxiliar (especial - sob pedido) Regulador de Tensão Figura 4.4b. Notas Importantes: - Para utilização do gerador com tensão de 320 a 600 Vca e sem bobina auxiliar, deve-se conectar E2 na fase R e o terminal 3 no Neutro. Para esta condição, não se pode ligar o terminal 3 ao E2. - O gerador WEG da Linha G Standard é com bobina auxiliar e sem excitatriz auxiliar. - Não é recomendado o uso do gerador sem bobina auxiliar devido a problemas de alimentação do regulador no caso de curto circuito ou sobrecargas. Este esquema somente deve ser utilizado no caso de falha na bobina auxiliar. - Os geradores com excitatriz auxiliar são especiais e devem ser fabricados sob consulta à WEG. - Quando se utiliza transformador para adequação da tensão de referência do regulador de tensão, este transformador não pode ser instalado dentro da caixa de ligação principal do gerador. E1 – Conexão para 160 a 300 Vca E2 – Conexão para 320 a 600 Vca * Para Regulador AVC63-7 (Basler) com tensão de referência de 320 a 600 Vca é necessário transformador entre E2 e E3/4 (ver Manual de Instalação e Manutenção do Regulador) TC para operação em paralelo (opcional) Capacitor + Varistor Utilizado somente para as carcaças 400,450,500 e 560. As demais sob pedido. a) Capacitor 0,1µF, 2000Vcc, 630Vca b) Varistor 1,0W, Ueff 550V, Umax 990V
  • 76. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 76 IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS: 1 a 12,N - Estator (terminais de força) E1 ou E2 e E3/4 - Tensão de referência. (e3/4 -comum, e1 - entre 180 e 280v, e2 - entre 280 e 560v) 3 E 4(E3/4) - Fases da bobina auxiliar (alimentação do regulador) f(+) e f(-) - Campo da excitatriz principal i(+) . k(-) 16 a 19 - Resistências de aquecimento (com ou sem termostato) 20 a 35 - Termosensores no estator (pt100) 36 a 51 - Termistores no estator (ptc) 52 a 67 - Termostatos no estator (klixon, compela) 68 a 71 - Termosensores - mancal 72 a 75 - Termistores - mancal 76 a 79 - Termostatos - mancal 80 a 82 - Dínamo taquimétrico 88 a 91 - Termômetros 94 a 99 - Transformadores de corrente 4.5 ESQUEMAS DE LIGAÇÃO Verifique a seguir os esquemas de ligação possíveis dos bornes principais (força) acessórios e proteções. 4.5.1 Proteção dos Mancais Figura 4.5.1a. Figura 4.5.1b. Para sensores do tipo PTC e termostatos troca-se a numeração conforme consta na legenda. Para sensores 2 fase serão acrescidos sufixos sendo: “a” para alarme, e “d” para desligamento. 4.5.2 Proteção dos Enrolamentos Figura 4.5.2a. Figura 4.5.2b. Para sensores do tipo PTC e termostatos troca-se a numeração conforme consta na legenda. Para sensores 2 por fase serão acrescidos sufixos sendo: “a” para alarme, e “d” para desligamento.
  • 77. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 77 4.5.3 Esquemas de Ligações Principais Ligações Possíveis para Geradores Trifásicos com 12 Terminais 3 tensões (carcaças 200 a 315) Estrela Série (acesso ao neutro) Estrela Paralelo (acesso ao neutro) Triângulo Série 1 Triângulo Série 2 TENSÃO ( V ) L - L 380 - 415 440 - 480 220 – 240 220 – 240 L - N 220 - 240 254 - 277 127 – 139 –60Hz E1 - E3/4 190 - 207 220 - 240 220 – 240 220 – 240 L - L 380 – 400 190 – 200 200 – 220 L - N 220 – 230 110 – 115 –50Hz E1 - E3/4 190 – 200 190 – 200 200 – 220 PLACA DE BORNES - E1 e E3/4 - Tensão de Referência para o Regulador de Tensão (Ver Manual do Regulador de Tensão). - Para a ligação Triângulo série 1, os cabos de referência do regulador (E1 e E3/4) ligados originalmente nos cabos 7 e 9 e o cabo da bobina auxiliar (4) que está ligado no terminal 9, permanecem na posição original. Atenção para a localização dos cabos de ligação E1 e E3/4 (tensão de referência do regulador de tensão).
  • 78. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 78 - Para a ligação Triângulo série 2, os cabos de referência do regulador (E1 e E3/4) ligados originalmente nos cabos 7 e 9 e o cabo da bobina auxiliar (4) que está ligado no terminal 9, devem ser removidos da posição original e reconectados nos terminais 1 e 2 ( ver esquemas acima). Ligações Possíveis para Geradores com 6 Terminais Tensão única (carcaças 400 a 560) Estrela Triângulo TENSÃO (V) L - L 220 - 240 380 - 415 440 - 480 220 - 240 L - N 127 - 138 220 - 239 254 - 277 - 60Hz E1 - E3/4 220 - 240 (E1) 380 - 415 (E2) 440 - 480 (E2) 220 - 240 (E1) L - L 380 - 400 190 - 220 L - N 220 - 230 -50Hz E1 - E3/4 380 - 400 (E2) 190 - 220 (E1) PLACA DE BORNES - E1 e E3/4 - Tensão de Referência para o Regulador de Tensão (Ver Manual do Regulador de Tensão). Atenção para a localização dos cabos de ligação E1, E2 e E3/4 (tensão de referência do regulador de tensão).
  • 79. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 79 Ligações Monofásicas Possíveis para Geradores Trifásicos com 12 Terminais Monofásico Zig-zag Monofásico Zig-zag Série Monofásico Triângulo TENSÃO (V) L - L 200 - 240 440 - 480 220 - 240 60Hz E1 ou E2 - E3/4 200 - 240 440 - 480 220 - 240 L - L 190 - 220 380 - 400 190 - 220 50Hz E1 ou E2 - E3/4 190 - 220 380 - 400 190 - 220 PLACA DE BORNES - E1 e E3/4 - Tensão de Referência para o Regulador de Tensão (Ver Manual do Regulador de Tensão). Atenção para a localização dos cabos de ligação E1 e E3/4 (tensão de referência do regulador de tensão). E 2
  • 80. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 80 4.6 REGULADOR DE TENSÃO GRT7-TH4 4.6.1 Informações Sobre Segurança Para garantir a segurança dos operadores, a correta instalação do equipamento e sua preservação, as seguintes precauções deverão ser tomadas: • Os serviços de instalação e manutenção deverão ser executados somente por pessoas qualificadas e com a utilização dos equipamentos apropriados; • Deverão sempre ser observados os manuais de instrução e a etiqueta de identificação do produto antes de proceder a sua instalação, manuseio e parametrização; • Deverão ser tomadas as devidas precauções contra quedas, choques físicos e/ou riscos à segurança dos operadores e do equipamento; Sempre desconecte a alimentação geral antes de tocar em qualquer componente elétrico associado ao equipamento, isto inclui também os conectores de comandos. Não toque nos conectores de entradas e saídas pois altas tensões podem estar presentes mesmo após a desconexão da alimentação e mantenha-os sempre isolados do restante do circuito de comando principal do gerador. 4.6.2 Informações Sobre Armazenamento Em caso de necessidade de armazenagem do regulador por um breve período de tempo que anteceda a sua instalação e/ou colocação em funcionamento, deverão ser tomadas as seguintes precauções: • O regulador deverá ser mantido na sua embalagem original ou embalagem que satisfaça as mesmas condições de segurança contra danos mecânicos, temperatura e umidade excessivas, para prevenir a ocorrência de oxidação de contatos e partes metálicas, danos a circuitos integrados ou outros danos provenientes da má conservação; • O regulador devidamente acondicionado deverá ser abrigado em local seco, ventilado em que não ocorra a incidência direta dos raios solares, bem como a chuva, vento e outras intempéries, para garantir a manutenção de suas características funcionais. A não observância das recomendações acima, poderá eximir a empresa fornecedora do equipamento de quaisquer responsabilidades pelos danos decorrentes, bem como a perda da garantia sobre o equipamento ou parte danificada. 4.6.3 Introdução Os reguladores eletrônicos de tensão analógicos da série GRT7 são equipamentos compactos de alta confiabilidade e de baixo custo, os quais foram desenvolvidos dentro da mais alta tecnologia, para regulação de tensão em geradores síncronos sem escovas (brushless). Seu circuito de controle e regulação utiliza semicondutores e circuitos integrados testados dentro dos mais rígidos padrões de qualidade. Não possui componentes mecânicos para escorvamento e seu sistema é
  • 81. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 81 totalmente estático e encapsulado em resina epóxi resistente à maresia, apto a suportar vibrações de até 50mm/s. Possui ajuste de tensão interno via trimpot e externo via potenciômetro, possibilitando uma faixa de ajuste da tensão do gerador em +/- 15% da tensão nominal. Seu sistema de controle PID é ajustado através de trimpots que ajustam o ganho proporcional e o ganho integral, possibilitando uma ampla faixa de ajuste, o que permite operação com os mais diversos tipos de geradores, e com as mais variadas características dinâmicas. Dotado de proteção contra subfreqüência, seu ponto de intervenção é ajustável via trimpot, e a freqüência nominal de operação é configurável para 50 ou 60 Hz. 4.6.4 Características Técnicas Modelo Característica GRT7TH4 GRT7TH4P GRT7TH4E GRT7TH4PE GRT7TH5 Corrente nominal de operação 7A 10A 7A 10A 7A Corrente de pico (máx. 10s.) 10A 16A 10A 16A 10A Entrada analógica ±9Vcc não sim não Ajuste Droop p/ operação paralela sim não Certificação CSA sim não não não não Realimentação 170 a 280Vca ou 340 a 560Vca Alimentação da potência 170 a 280Vca (1∅ ou 2∅) Tensão de saída¹ 76.5 a 126Vcc Resistência de campo @ 20ºC 6 até 50Ω Regulação estática 0,5% Resposta dinâmica ajustável 8 a 500ms Freqüência de operação 50 ou 60Hz Proteção de subfreqüência (U/F) ajustável Ajuste interno de tensão ± 15% Ajuste externo de tensão ± 15% Temperatura de operação 0° a + 60ºC Supressão de EMI Filtro EMI Peso aproximado 480g Tabela 4.6.4. 4.6.5. Etiqueta de Identificação Figura 4.6.5. O exemplo acima mostra as principais características a serem observadas antes da instalação. Nota: A etiqueta de identificação encontra-se fixada na parte inferior do regulador. ¹ Com tensão de entrada em 170Vca, obtém-se 76,5Vcc de tensão máxima de saída. Para 280Vca de tensão de entrada, obtém-se 126 Vcc de tensão de saída, ou seja, a máxima tensão contínua de saída é igual a 0,45 x tensão alternada de entrada. Modelo Alimentação da Potência Tensão de Excitação Corrente Nominal Realimentação de Tensão Freqüência de Operação
  • 82. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 82 4.6.6. Diagrama de Blocos Figura 4.6.6. 4.6.6.1 Função dos trimpots P1: Ajuste de Tensão P2: Ajuste de faixa de comp. de reativos (Droop)² P3: Ajuste da Estabilidade - 2 P4: Ajuste da Estabilidade - 1 P5: Ajuste de Subfreqüência 4.6.6.2 Ajuste dos Trimpots P1 = Girando no sentido horário aumenta a tensão P2 = Girando no sentido horário aumenta a faixa de compensação de reativos P3 = Girando no sentido horário a resposta torna-se mais lenta P4 = Girando no sentido horário a resposta torna-se mais lenta P5 = Girando no sentido horário aumenta a faixa de U/F e anti-horário diminui Nota: Poderá ser conectado potenciômetro para ajuste fino de tensão (5kΩ/3W) nos bornes 6 e 7. 4.6.7 Operação 4.6.7.1 Regulador de Tensão Compara o valor real de tensão proveniente da saída do gerador com o valor teórico ajustado através do trimpot de ajuste de tensão P1, mais o ajuste externo de tensão (caso houver). O erro é processado pela malha de realimentação cujo valor determina o ângulo de disparo do tiristor que pode variar de 0 a 180°, controlando desta forma a tensão de saída do gerador. ¹Somente nos modelos TH4 E e TH4 PE ²Presente somente nos modelos TH4 PID Estágio de potência U/F Escorvamento automático Realimentação DROOP² ++ ++ -- ++ Entrada analógica ± 9 Vcc¹ Valor de referência Campo de excitação
  • 83. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 83 4.6.7.2 Conexão do Circuito de Potência A tensão proveniente do gerador ou da bobina auxiliar, é conectada aos bornes 3 e E3/4. Esta tensão retificada é aplicada controladamente ao campo da excitatriz do gerador. 4.6.7.3 Escorvamento O início de geração se dá através da tensão residual do gerador. Após a tensão atingir aproximadamente 10% da nominal, o regulador controla a tensão do gerador fazendo com que a tensão suba através da rampa inicial em aproximadamente 3 segundos, até atingir a tensão nominal. A partir deste momento, a malha de controle do PID manterá a tensão de saída do gerador constante dentro do valor ajustado. 4.6.7.4 Operação U/F Este modo de operação é determinado pelo trimpot P5, jumper J1 e componentes associados. O jumper J1 determina a freqüência de operação, que segue a seguinte lógica: J1 fechado = 60Hz / J1 aberto = 50Hz O trimpot P5 determina o ponto de atuação do modo U/F, que pode ser desde a freqüência nominal (Fn) até 1/3 de Fn, cujo valor sai ajustado de fábrica 10% abaixo da Fn. Para operação em 60Hz é ajustado para 54Hz e para operação em 50Hz é ajustado para 45Hz (ver fig.1), cujo valor pode ser alterado de acordo com a necessidade de cada aplicação. Figuras 4.6.7.4a. - Modo de operação U/F. 4.6.7.5 Operação Paralela de Dois ou Mais Geradores¹ O sistema de compensação de reativos adotado é denominado composição fasorial (ver fig. 02). Neste tipo de sistema, toma-se o sinal de tensão de saída do gerador e faz-se a composição com o sinal de corrente do gerador. O resultado desta interação introduz um erro na realimentação do sinal real de tensão, provocando um aumento ou uma diminuição na tensão do gerador, fazendo com que o reativo entre os geradores fique dentro dos valores aceitáveis. O ajuste desta compensação é feito através do trimpot P2. 45 Tensãodesaída(Vca) Un U/f 50 Freqüência (Hz) 54 Tensãodesaída(Vca) Un U/f 60 Freqüência (Hz)
  • 84. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 84 ¹ Somente nos modelos TH4 Para certificar-se que a compensação está no sentido correto, proceder da seguinte forma: a) Acionar o gerador de forma singela (isolado da rede), aplicar uma carga resistiva da ordem de 20% de sua capacidade; b) Após girar o trimpot P2 todo no sentido horário, neste processo deve ocorrer uma queda de tensão no gerador; c) Voltando o trimpot novamente para a posição anti-horário a tensão deverá aumentar. Se isto acontecer, a polaridade do TC está correta, caso contrário, o TC deverá ser invertido. Quando se liga várias máquinas em paralelo este procedimento é necessário em cada máquina, para assegurar-se que todos os TC´s estão polarizados da mesma forma. 4.6.8 Diagrama de Conexão 4.6.8.1 Conexão do Gerador sem Bobina Auxiliar Ligação em gerador de 170 a 280 Vca Ligação em gerador de 340 a 480Vca R IS T S RT Fig. 02 N R S T TC de paralelismo relação In/5A ¹ Campo da Excitatriz F- F+ Gerador Potenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² ( 5kΩ/3W) GRT7-THF+ F- E1 E2 3 7 6 Chave singelo/paralelo ¹ Aberta: paralelo Fechada: singelo 1 2 P1 P2 S1 S2 E3/4 J1A B Entrada ± 9V ³ N R S T TC de paralelismo relação In/5A ¹ Campo da Excitatriz F- F+ Gerador Potenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² ( 5kΩ/3W) GRT7-THF+ F- E1 E2 3 7 6 Chave singelo/paralelo ¹ Aberta: paralelo Fechada: singelo 1 2 P1 P2 S1 S2 E3/4 J1A B Entrada ± 9V ³ - + - + Conforme o diagrama fasorial, a tensão de realimentação sofre uma influência provocada pela corrente proveniente da fase S que é somada com a tensão das fases R e T. A influência é pequena em módulo e grande em fase, o que significa dizer que há uma boa compensação para cargas reativas e uma pequena influência mediante cargas ativas. O transformador de corrente para compensação de reativos deverá estar na fase S do gerador, e o sinal de realimentação nas fases R e T.
  • 85. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 85 4.6.8.2 Conexão do Gerador com Bobina Auxiliar Ligação em gerador de 170 a 280 Vca Ligação em gerador de 340 a 560Vca ¹ Item não fornecido pela WEG; ² Se não houver potenciômetro conectado, manter os terminais 6 e 7 jumpeados (curto-circuitados); ³ Presente somente nos modelos TH4 E e TH4 PE. ATENÇÃO Antes de conectar o regulador ao gerador, verifique no manual de instalação, a tensão nominal de referência; Se a tensão de referência não for igual a tensão de saída do gerador, não efetuar as ligações sem antes consultar a assistência técnica. Dimensional (mm) Descrição dos terminais de conexão E1 : Realimentação de tensão E2 : Realimentação de tensão 3 : Alimentação da potência E3/4 : Realimentação de tensão 1¹ : Conexão para pólo S1 do TC, relação In/5A 2¹ : Conexão para pólo S2 do TC, relação In/5A 6 e 7 : Conexão para potenciômetro 5 kΩ/3 W F+ e F- : Conexão para campo do gerador J1 : Jumper 50/60 Hz (J1 aberto = 50 Hz - fechado = 60 Hz) A² : Entrada analógica de tensão –9 Vcc B² : Entrada analógica de tensão +9 Vcc ¹ Presente somente nos modelos TH4. ² Somente nos modelos TH4 E e TH4 PE. N R S T TC de paralelismo relação In/5A ¹ Campo da Excitatriz F- F+ Gerador Potenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² ( 5kΩ/3W) GRT7-THF+ F- E1 E2 3 7 6 Chave singelo/paralelo ¹ Aberta: paralelo Fechada: singelo 1 2 P1 P2 S1 S2 E3/4 J1A B Entrada ± 9V ³ Bobina auxiliar N R S T TC de paralelismo relação In/5A ¹ Campo da Excitatriz F- F+ Gerador Potenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² ( 5kΩ/3W) GRT7-THF+ F- E1 E2 3 7 6 Chave singelo/paralelo ¹ Aberta: paralelo Fechada: singelo 1 2 P1 P2 S1 S2 E3/4 J1A B Entrada ± 9V ³ Bobina auxiliar - + - + 164,0 115,0 100,0 145,0 Vista de cima E1 E2 1 2 7 6 F+ F- 3 E3/4 39,0 Vista de frente Detalhe do furo de fixação P1 P4 P3 P5 P2 50Hz 60Hz 5,5mm ∅ E1 E2 1 2 7 6 F+ F- 3 E3/4 Entrada analógica -+ AB
  • 86. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 86 4.6.9 Defeitos, Causas e Soluções Defeito Causa Solução - Há circulação de reativos entre os geradores quando operando em paralelo. - Seqüência das fases (R-S-T) conectados errados; - TC conectado invertido; - Ajuste do Droop muito baixo; - Conectar a seqüência das fases corretamente; - Polarizar TC na fase corretamente, conforme abaixo: - Aumentar o ajuste do Droop girando P2 para o sentido horário; - Tensão gerada diminui quando aplicada carga e, não retorna. - Queda na rotação da máquina acionante; - Proteção de subfreqüência atuando; - Corrigir reg. de velocidade; - Ajustar proteção de subfreqüência, girando o trimpot P5 no sentido horário; - Gerador não escorva. - Tensão residual muito baixa; - Bornes I (+) e K (-) invertidos; - Com o regulador ligado, usar bateria externa (12Vcc) para forçar excitação; (*) - Inverter I (+) e K (-); - Tensão gerada oscila a vazio. - Dinâmica desajustada; - Tensão de excitação do gerador muito pequena; - Ajustar trimpot´s P3 e P4; - Colocar resistor 10Ω/100W em série com o campo; - Tensão oscila em um ponto de carga específico. - Terceira harmônica da bobina auxiliar elevada. - Eliminar bobina auxiliar e proceder à conexão conforme diagramas da página 9. - Tensão dispara. - Falta de realimentação; - Circuito eletrônico com defeitos; - Tensão de realimentação incompatível com o regulador; - Verificar se as fases do gerador estão presentes na realimentação; - Para regulador encapsulado efetuar a troca do mesmo; (*) Para bateria de grupo gerador diesel onde o neutro do gerador estiver aterrado, deverá sempre ser utilizada bateria independente. Manutenção preventiva É necessário proceder-se inspeções periódicas na unidade para assegurar-se de que a mesma encontra-se limpa e livre do acumulo de pó e outros detritos. É vital que todos os terminais e conexões dos fios sejam mantidos livres de corrosão. Garantia Vide o Manual de Instalação e Manutenção do Gerador Weg Linha G. P1 P2 S1 S2 Gerador Carga
  • 87. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 87 4.7 REGULADOR DE TENSÃO BASLER AVC63-7 4.7.1 Características Técnicas • Entrada de potência: 170 a 305 Vca - monofásico 50/60 Hz; • Entrada de realimentação: 170 a 264 Vca, 50/60 Hz; • Entrada para paralelismo: 5 A ca, 50/60 Hz - 10 VA; • Saída: 63 Vcc, 7 A cc contínuo; 105 Vcc, 11.5 A cc por no máximo 10 segundos. Figura 4.7.1a. Figura 4.7.1b. 4.7.2 Fusível de Proteção da Bobina Auxiliar O fusível protegerá a máquina e o regulador de tensão nas seguintes situações: 1. Perda de referência realimentação do regulador de tensão; 2. Ligação dos cabos da bobina auxiliar em curto-circuito; 3. Ligação dos terminais de saída do regulador de tensão (“i”-”k”) em curto-circuito; 4. Operação com baixa rotação, com proteção de u/f desabilitada; 5. No caso de danos no regulador de tensão (queima do elemento de potência) ou falha de referência. 4.7.3 Proteção de Painéis POTÊNCIAS PROTEÇÕES Até 150kVA-Baixa tensão 52-59 De 150 a 512kVA-Baixa tensão 27,32,40,46,49,52,59,81,87 De 512 a 2000kVA-Baixa tensão 27,32,40,46,49,52,59,81,87 Até 2000kVA 52.59 (*) Até 2000kVA operando em paralelo 32,49,59 e 52 (*) Tabela 4.7.3. I
  • 88. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 88 4.7.4 Simbologia CP - CAPACITOR PR - PÁRA-RAIO 27 - SUBTENSÃO 32 - POTÊNCIA INVERSA 46 - DESIQUILIBRIO DE CORRENTE 49 - SOBRECARGA 50G - SOBRECORRENTE DE TERRA 50 - SOBRECORRENTE INSTÂNTANEA 51 - SOBRECORRENTE TEMPORIZADA OBS.: A proteção (59) é de uso obrigatório para não causar danos ao gerador e a carga alimentada. 4.7.5 Ensaios • 100% das máquinas são ensaiadas; • Cada máquina é ensaiada com seu respectivo regulador de tensão que já sai ajustado de fábrica. 4.8 ENSAIOS DE GERADORES RESISTÊNCIA DE ISOLAÇÃO: - É verificada isolação da bobinagem contra a massa (rmΣ= u.kv + 1 m)Σ RESISTÊNCIA ÔHMICA: - São medidas as resistências para verificar possíveis erros de bobinagem ( nº de espiras, ligações, etc...) valor máximo admissível 3%. SATURAÇÃO A VAZIO: - É verificado o nível de saturação do gerador . auxilia na determinação de xd e rcc. CURTO CIRCUITO: - Faz a checagem das reatâncias xd”, xd`, xd, através de ensaios. ELEVAÇÃO DE TEMPERATURA: - Verifica se a máquina atingiu sua estabilidade térmica dentro da sua classe de isolação. TENSÃO APLICADA: - Verifica-se possíveis problemas de isolação, bobinas trincadas (alta tensão) cabos de ligação, etc... Norma: Gerador novo 2 x un + 1000 v Gerador usado 2 x un + 1000 v x 0,75 51V - SOBRECORRENTE COM TRAVAMENTRO POR TENSÃO 52 - DISJUNTOR 59 - SOBRETENSÃO 64 - TERRA NO CAMPO ÂNGULO DE FASE 81 - FREQÜÊNCIA 86 - RELÉ DE BLOQUEIO 87 - DIFERENCIAL 40 - PERDA DE CAMPO
  • 89. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 89 SOBREVELOCIDADE: - Observar como se comporta a parte dinâmica da máquina. Norma: Máx. 1,2 x vel. nominal. REATÂNCIA SÍNCRONA E RCC: - Verifica a reatância síncrona pois esta determina os níveis de corrente de curto-circuito em regime. - Relação curto-circuito é a relação entre as correntes de excitação a vazio e curto-circuito quanto maior rcc menor a variação da corrente de excitação a vazio e plena carga. SEQUÊNCIA DE FASE: - Seqüência de fase r, s, t, (sentido horário olhando-se da ponta do eixo do gerador). VIBRAÇÃO: - Verificado os níveis de vibração global da máquina. Limites de vibração Tabela 4.8. MANUTENÇÃO DE ICC: - Determina a icc com regulador, só é possível para geradores que possuam bobina auxiliar ou excitação compound serve para ajustes das proteções. DESEMPENHO DO REGULADOR: - Verificar a qualidade dos ajustes da máquina/ regulador. REATÂNCIA SUBTRANSITÓRIA: - A reatância subtransitória determina os valores de icc subtransitórios. DISTORÇÃO HARMÔNICA: - Verifica a qualidade da forma de onda gerada se as senóides apresentam distorção. todas as máquinas são abaixo de 3 %. GRAU DE ROTAÇÃO QUALIDADE NOMINAL (rpm) De 56 até 132 Maior que 132 Maior que 225 até 225 até 400 N De 600 até 1,8 1,8 2,8 Normal 1800 Maior que 1800 1,8 2,8 4,5 até 3600 R De 600 até 0,71 1,12 1,8 Reduzido 1800 Maior que 1800 1,12 1,8 2,8 até 3600 S De 600 até 0,45 0,71 1,12 Especial 1800 Maior que 1800 0,71 1,12 1,8 até 3600 H EFICAZ DE VIBRAÇÃO PARA UMA VALORES MÁXIMOS DA VELOCIDADE ALTURA DE EIXO H (mm)
  • 90. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 90 RENDIMENTO: - Define a eficiência na qual está sendo transformada a energia mecânica em elétrica. EQUILIBRIO DE FASES: - Verifica o equilíbrio das tensões geradas. 4.9 MONTAGEM DA MÁQUINA 4.9.1 Colocação do Calço de Bobina Bobina Auxiliar - Fio Encapado Figura 4.9.1. 4.9.2 Calço da Cabeça de Bobina do Rotor Figura 4.9.2. 4.9.3 Rotor Da Excitatriz Figura 4.9.3. NÃO EXISTE ISOLAÇÃO ENTRE FASES. NAS CABEÇAS DE BOBINA, OS CALÇOS SEPARAM FISICAMENTE AS FASES CRIANDO CANAIS DE VENTILAÇÃO. CALÇOS DE POLIAMIDA 6.6 COM 33% DE FIBRA DE VIDRO. CRIA CANAIS DE VENTILAÇÃO E AUXÍLIA NO ESTILAMENTO DAS BOBINAS. OS CALÇOS SÃO DE POLIAMIDA 6.6 COM 33% DE FIBRA DE VIDRO. BOBINAGEM CONTÍNUA IMPREGNADO POR GOTEJAMENTO COM RESINA POLIESTER
  • 91. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 91 4.9.4 Mancais Figura 4.9.4a. Figura 4.9.4b. 4.9.5 Acabamento - Medida G MUITO IMPORTANTE PARA GARANTIR AS FOLGAS DO CONJUNTO MOTOR DIESEL E GERADOR. Figura 4.9.5. Tabela 4.9.5. 4.9.6 Troca dos Discos de Acoplamento NOVO PROJETO PARA A TROCA DOS DISCOS. Figura 4.9.6. Mancal único Mancal duplo G (MM) PA (MM) 61,9 263,4 53,9 314,2 39,6 352,3 25,4 466,6 15,7 571,4 SA E 8 M EDIDA G DISCO DE ACOPLAM ENTO 10 11,5 14 18
  • 92. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 92 4.9.7 Níveis de Vibração Figura 4.9.7. 4.10 OPERAÇÃO EM PARALELO 1º PASSO: Um TC (IN/5A) deve ser instalado na fase S e ligado aos terminais 1 e 2 do regulador. Figura 4.10. 2º PASSO: Geradores devem ser sincronizados (entre eles e com a rede). 3º PASSO: O sincronismo ocorre quando: tensão, freqüência e seqüência de fases são exatamente iguais. 4º PASSO: Os geradores devem ser monitorados (ou gerador e rede) (tensão e freqüência) para ativar o ponto de sincronismo. - Sincronoscópio: - automático; - semi-automático; - manual. V U 1 U2 V1 V2 W2 W1
  • 93. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 93 5º PASSO: Colocar em operação. SITUAÇÃO POSSÍVEIS CAUSAS SOLUÇÃO PROPOSTA Dificuldade para compensar reativos (P2 – Ajuste de Droop). TC invertido, conectado em fase diferente de S ou Relação de Transformação In: 5 Verificar a ligação do TC, em que fase está ligado e se a especificação está de acordo com o solicitado. Desbalanceamento ou Oscilação da Potência Ativa. Máquina acionada com problemas: velocidade incorreta ou problemas gerais no motor diesel, causando variações de velocidade. Ajustar a velocidade ou consertar o regulador de velocidade do motor diesel, caso o mesmo não esteja funcionando bem. Circulação de Corrente pelo Neutro. Circulação de reativos pelo sistema. Ajustar o potenciômetro de droop (P2) no regulador de tensão certificando-se que a tensão entre as máquinas sejam exatamente iguais. Tabela 4.10. 4.11 OPERAÇÃO EM PARALELO FORA DE SINCRONISMO PODE CAUSAR: • Queima dos varistores; • Queima dos diodos; • Danos ao rotor principal devido a sobretensão; • Danos ao rotor da excitatriz; • Danos à bobina auxiliar (queima do fusível); • Danos ao estator devido à picos de tensão; • Problemas mecânicos gerais. 4.12 ANORMALIDADES O Gerador não excita CAUSA SOLUÇÃO Fusível queimado. Troca do fusível. Ligação dos cabos da excitatriz principal f+ e f- invertida. Inverta a ligação. Regulador de tensão não funciona. Verifique as ligações, ajuste ou troque o regulador. Diversos Verifique os enrolamentos e os diodos e se o resultado indicar que os geradores tem problemas, consulte o manual do mesmo. Figura 4.11.
  • 94. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 94 O Gerador não consegue atingir a tensão CAUSA SOLUÇÃO Danos nos diodos. Troque os diodos. Velocidade de operação incorreta. Ajuste a velocidade da máquina acionante. Tensão do gerador oscila com carga CAUSA SOLUÇÃO Falha no controle de rotação. Verificar o ajuste. Regulador de tensão desajustado. - Ajustar o potenciômetro P5 (V/F); - Ajustar o potenciômetro P3 e P4 (estabilidade). Queima o fusível quando se coloca carga no gerador CAUSA SOLUÇÃO Ligação da tensão de referência invertida. Verificar o Manual do Regulador de Tensão e ligar corretamente os cabos E1 ou E2 e E3/4. Ruído mecânico Verifique o acoplamento, rolamentos e alinhamento. Verifique o nivelamento do grupo gerador e ajuste.
  • 95. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 95 MANUTENÇÃO DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
  • 96. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 96 5. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA INTRODUÇÃO Nos tempos atuais, é constante a exigência de aperfeiçoamento nos métodos de produção, bem como racionalização deles, mediante a automação e o controle dos processos envolvidos. Devido a este fato, mais e mais há a necessidade de controle e variação de velocidade e torque em máquinas elétricas acionantes. Inicialmente conseguiu-se variações de velocidade mediante o uso de sistemas mecânicos, como caixas de engrenagens, correias e polias, o que muito limita os processos e as máquinas. Posteriormente, apareceram aplicações onde o controle de rotação é feito mediante o uso de motores de indução (gaiola) e acoplamentos magnéticos. Este método, porém, apresenta um baixo rendimento, causado pelas altas perdas elétricas do acoplamento. Outra forma de se controlar velocidade é através de motores de anéis, mediante a ajuste da resistência rotórica através de um reostato externo. Este método apresenta um grande inconveniente que é a baixa precisão no controle da velocidade. Por isto é usado apenas na partida destes motores. Os motores de corrente contínua surgiram como uma forma de solucionar os problemas acima, pois sua velocidade pode ser continuamente alterada mediante a variação da tensão de alimentação. Além disso, os motores CC apresentam torque constante em toda a faixa de velocidade - salvo se em região de enfraquecimento de campo, como veremos a seguir. Inicialmente os motores CC eram alimentados por geradores de corrente contínua, o que exigia o uso de duas máquinas (sistema WARD-LEONARD). Posteriormente, com o advento dos semicondutores de potência, apareceram os conversores estáticos à ponte tiristorizada, que é o método mais usado e difundido atualmente. Os sistemas de velocidade variável utilizando motores de corrente contínua e conversores estáticos aliam grandes faixas de variação de velocidade, robustez e precisão à economia de energia, o que garante um ótimo desempenho e flexibilidade nas mais variadas situações. Mais recentemente surgiu o controle de velocidade de motores de indução (gaiola) mediante a variação da freqüência de alimentação, através de conversor CA/CA. Este método necessita alguns cuidados em aplicações que exijam baixas rotações e/ou sistemas sincronizados.
  • 97. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 97 5.1. IDENTIFICAÇÃO DA MÁQUINA D N F 160.190 S Especifica ser máquina de corrente contínua C - Máquinas Compensadas N - Máquinas Não Compensadas Tipo de Refrigeração F -Ventilação forçada independente D - Ventilação forçada por dutos S - Auto ventilado E - Sem ventilação X - Ventilação forçada independente axial A - Ventilação por meio de trocador de calor Ar - Ar W - Ventilação por meio de trocador de calor Ar - Água Carcaça IEC Comprimento do pacote de chapas (mm) Comprimento da tampa traseira Carcaça 90 a 132: S - tampa curta (tamanho único) Carcaça 160 a 450: S - tampa curta M - tampa média Carcaça 500: S - tampa curta M - tampa média L - tampa longa Carcaça 560 a 900: A, B, C (diferentes tamanhos de tampas) 5.2 TIPOS DE VENTILAÇÃO Figura 5.2a.
  • 98. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 98 Figura 5.2b. Figura 5.2c. 5.3 PRINCIPAIS PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA MCC O motor de CC é composto fundamentalmente de duas partes: Estator e rotor. Estator é formado por: - Carcaça É a estrutura suporte do conjunto, também tem a finalidade de conduzir o fluxo magnético. - Pólos de excitação Têm a finalidade de gerar o fluxo magnético. São constituídos de condutores enrolados sobre núcleos de chapas de aço laminadas cujas extremidades possuem um formato que se ajusta a armadura e são chamadas de sapatas polares. - Pólos de comutação São colocados na região interpolar e são percorridos pela corrente de armadura. Sua finalidade é compensar o efeito da reação da armadura na região de comutação, evitando o deslocamento da linha neutra em carga, reduzindo a possibilidade de centelhamento.
  • 99. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 99 - Enrolamento de Compensação É um enrolamento distribuído na periferia da sapata polar e percorrido pela corrente de armadura. Sua finalidade é também compensar a reação da armadura, mas agora em toda periferia do rotor, e não somente na região transversal. Evita o aparecimento de faíscas provocadas por uma diferença de potencial entre espiras devido a distribuição não uniforme da indução no entreferro. - Conjunto Porta Escovas e Escovas O porta escovas permite alojar as escovas e está montado de tal modo que possa ser girado para o ajuste da zona neutra. As escovas são compostas de material condutor e deslizam sobre o comutador quando este gira, pressionadas por uma mola, proporcionando a ligação elétrica entre a armadura e o exterior. Rotor é formado por: - Rotor com Enrolamento Centrado no interior da carcaça, é constituído por um pacote de chapas de aço silício laminadas, com ranhuras axiais na periferia para acomodar o enrolamento da armadura. Este enrolamento está em contato elétrico com as lâminas do comutador. - Comutador É o conversor mecânico que transfere a energia ao enrolamento do rotor. O comutador é constituído de lâminas de cobre isoladas uma das outras por meio de lâminas de mica. - Eixo É o elemento que transmite a potência mecânica desenvolvida pelo motor. Figura 5.3a. - Principais partes construtivas. 1. Coroa. 2. Pólo de excitação com enrolamento. 3. Pólo de comutação com enrolamento. 4. Portas escovas. 5. Eixo. 6. Pacote de chapas do rotor com enrolamento. 7. Comutador. 8. Rolamentos. 9. Mancal. 10. Caixa de ligações.
  • 100. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 100 Figura 5.3b. 1. Anel de fixação, lado acionado externo 2. Niple de lubrificação 3. Protetor para niple 4. Caixa coletora de graxa 5. Centrifugador de graxa, lado acionado 6. Rolamento, lado acionado 7. Tampa dianteira 7.1. Tampa da abertura lateral 7.2. Olhal de suspensão 8. Anel de fixação, lado acionado interno 9. Enrolamento de compensação 10. Enrolamento de excitação 11. Enrolamento de comutação 12. Carcaça 12.1. Anel da carcaça, lado acionado 12.2. Anel da carcaça, lado não acionado 13. Rotor completo 13.1. Anel para balanceamento do rotor 14. Comutador 14.1. Bandeira do comutador 15. Porta escovas completo 15.1. Escova 15.2. Régua das escovas 15.3. Anel suporte da régua das escovas 16. Anel de fixação, lado não acionado interno 17. Tampa da abertura superior 17.1. Veneziana (IP23) 17.2. Chapa superior 18. Rolamento, lado não acionado 19. Centrifugador de graxa, lado não 20. Anel de fixação, lado não acionado externo 21. Disco de vedação 22. Tela de entrada de ar 23. Direcionador de ar 24. Carcaça do ventilador 25. Ventilador 25.1. Parafuso de fixação do cubo 25.2. Arruela de fixação do cubo 25.3. Cubo do ventilador 26. Motoventilador 27. Caixa de ligação 27.1. Tampa de saída dos cabos 27.2. Placa de ligação para fixação dos cabos 27.3. Trilho de fixação dos conectores 27.4. Aterramento
  • 101. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 101 5.4 CONSTRUÇÃO E LIGAÇÃO O estator do motor de corrente contínua sustenta os pólos principais e os pólos de comutação (interpólos). Nos pólos principais localiza-se o enrolamento de excitação principal (F1-F2), eventualmente também o enrolamento série de excitação auxiliar (D1-D2) e, em casos especiais, o enrolamento de compensação (C1-C2), montado nas sapatas polares. Nos interpólos têm-se as bobinas do enrolamento de comutação (B1-B2). No rotor da máquina se encontra o enrolamento da armadura (A1-A2) e o comutador de corrente. A figura 2.4.1 mostra a disposição dos pólos e enrolamentos e o sentido dos respectivos campos. A figura 2.4.2, por outro lado, ilustra as ligações do motor CC, com a identificação dos enrolamentos e dos eixos dos campos. Se houver necessidade, pode ser adicionado o enrolamento em série auxiliar (D1-D2) sobre os pólos principais, percorrido pela corrente da armadura. O campo S deve atuar contra a reação da armadura (ação enfraquecedora) e auxiliar o campo principal H. Por este motivo, o sentido da corrente no enrolamento auxiliar deve permanecer sempre igual ao sentido da corrente no enrolamento de excitação, também quando ocorrer a inversão da corrente de armadura. O enrolamento de compensação (C1-C2) está localizado nas sapatas polares dos pólos principais e também por ele passa a corrente de armadura. Seu campo deve anular totalmente o campo transversal A. O considerável custo adicional que o enrolamento de compensação representa é justificável apenas em motores com altas sobrecorrentes e amplas faixas de controle de velocidade pelo campo. 5.4.1 Princípios de Funcionamento O funcionamento de um motor de corrente contínua (MCC) está baseado nas forças produzidas da interação entre o campo magnético e a corrente de armadura no rotor, que tendem a mover o condutor num sentido que depende do sentido do campo e da corrente na armadura (regra de Fleming ou da mão direita). A figura 2.5.1 mostra o sentido das forças que agem sobre uma espira. Sob a ação da força a espira irá se movimentar até a posição X-Y onde a força resultante é nula, não dando continuidade ao movimento. Torna-se então, necessário a inversão da corrente na espira para que tenhamos um movimento contínuo. Figura 5.4a. - Construção de uma Máquina de Corrente Contínua. Figura 5.4b. - Ligação de uma Máquina de Corrente Contínua.
  • 102. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 102 Este problema é resolvido utilizando um comutador de corrente. Este comutador possibilita a circulação de corrente alternada no rotor através de uma fonte CC. Para se obter um conjugado constante durante todo um giro da armadura do motor utilizamos várias espiras defasadas no espaço montadas sobre um tambor e conectadas ao comutador. Com o deslocamento dos condutores da armadura no campo surgem tensões induzidas (força contraeletromotriz fcem), atuando no sentido contrário ao da tensão aplicada. A força contraeletromotriz E é proporcional à velocidade e ao fluxo magnético. (1) A soma das forças que atuam sobre os condutores do induzido cria o conjugado eletromagnético dado por: (2) A potência útil (nominal em W) que o motor desenvolve pode ser dada por: Potência útil (W) = UA . I . η UA - tensão armadura. I - corrente nominal. η - rendimento. O circuito equivalente da máquina CC pode ser representado conforme figura 2.5.2. Analisando, temos: (3) Das equações (1) e (3) pode-se obter uma relação que fornece a velocidade da máquina em função das outras grandezas envolvidas. (4) Com as grandezas: tensão de armadura, corrente de armadura e fluxo magnético, a partir das equações (2) e (4), pode-se obter o comportamento do motor para os tipos básicos de excitação. E = n . Φ . CE C = Cm . Φ . Figura 5.4.1a. - Forças que atuam em uma espira imersa num campo magnético, percorrida pela corrente de armadura. Figura 5.4.1b. - Circuito equivalente de uma Máquina CC. UA - E - IA RA = 0 n = E = UA - IA RA CE. Φ CE. Φ n - rotação. Φ - fluxo magnético. CE - constante. IA - corrente de armadura. Cm - constante. RA - resistência do circuito da armadura. UA - tensão de armadura. IA - corrente de armadura.
  • 103. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 103 5.4.2 Tipos Básicos de Excitação 5.4.2.1 Excitação Independente A rotação do motor pode ser alterada, conforme a equação (4), mantendo o fluxo (Φ) constante e variando a tensão de armadura (controle de armadura), ou mantendo a tensão de armadura fixa e alterando o fluxo (controle pelo campo). Alterar fluxo magnético significa modificar corrente de campo. No controle pela armadura para IA = constante, o torque é constante e a potência proporcional a rotação: P = Pn n nN No controle de campo, para IA = constante, o torque é inversamente proporcional à rotação e a potência é constante. C = Cn nN n Em consideração a comutação e para se ter um controle estável, a corrente de armadura poderá ser nominal somente até a rotação máxima nM (quebra de comutação). Figura 5.4.2.1b. - Curvas características do motor de excitação independente. A regulagem pela armadura é usada para acionamentos de máquinas operatrizes em geral, como: ferramentas de avanço, torque de fricção, bombas a pistão, compressores, etc. A regulagem de campo por sua vez é usada para acionamento de máquinas de corte periférico, como em chapeamento de toras, tornos, bobinadeiras, máquinas têxteis, etc. nN - rotação nominal. Pn - potência nominal. Figura 5.4.2.1a. - Diagrama elétrico de uma Máquina CC ligação independente. UE - tensão de campo. IE - corrente de campo. Cn - conjugado nominal.
  • 104. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 104 5.4.2.2 Excitação Série Na figura 5.4.2.2a pode-se verificar que a corrente de armadura passa pelo enrolamento de campo, sendo responsável pelo fluxo gerado. Enquanto não é atingida a saturação magnética, a velocidade do motor diminui de forma inversamente proporcional à intensidade de corrente de armadura. Da equação (2) pode se verificar nos motores série que o torque é proporcional ao quadrado da corrente enquanto o circuito magnético não está saturado (Figura 5.4.2.2b). C = Cm . Φ. IA Então, C ≈ IA2 Portanto o motor série pode trabalhar em regimes de sobrecarga, sendo o aumento do consumo de corrente relativamente moderado. Esta propriedade é essencialmente valiosa para a tração elétrica, acionamentos de guindaste, etc. Deve-se ter em conta que no caso da redução da carga, a velocidade do motor se torna tão grande que as forças centrífugas podem destruir o seu induzido. Por isso, quando a tensão é nominal, não se deve colocar em funcionamento o motor com uma carga muito reduzida. 5.4.2.3 Excitação Composta Muitas vezes desejamos um motor com características intermediárias. É esta a característica do motor de excitação composta. Este motor possui dois enrolamentos, um série e outro paralelo (Figura 5.4.2.3a). Na maioria dos casos os dois enrolamentos são acoplados de forma que os fluxos magnéticos se adicionem. Figura 5.4.2.2a. - Diagrama elétrico de uma máquina CC ligação série. Figura 5.4.2.2b. - Curva característica do motor série. Figura 5.4.2.3a. - Diagrama elétrico de uma máquina CC de excitação composta. Figura 5.4.2.3b - Curva característica do motor de excitação composta.
  • 105. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 105 Este tipo de excitação é ideal para acionamentos com variações bruscas de carga (ex.: prensa), e para se obter um comportamento mais estável da máquina (Figura 5.4.2.3b). 5.5 MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 1 – Desconecta-se todas as ligações do motor na caixa de ligação. 2 – Levanta-se as escovas. Figura 5.5. RESISTÊNCIA DE AQUECIMENTO • Tem a função de reduzir a umidade no interior do motor (evita a condensação de água). • Fixadas na parte inferior da tampa traseira. IMPORTANTE: Informar sempre a tensão de alimentação da resistência de aquecimento. Ligar a resistência quando o motor permanecer em estoque ou permanecer por longos períodos desligado. 5.6 LIMPEZA E SECAGEM DOS ENROLAMENTOS • Existência de sujeira e umidade reduzirá sensivelmente o valor da resistência de isolação. • Antes da secagem realizar a limpeza com jato de água quente (80ºC) ou solvente ns26. • Temperatura final não deverá exceder 150ºC. • Medir periodicamente a resistência de isolação durante o processo até estabilizar. • Observar o valor mínimo. • Importante: boa ventilação durante a operação de secagem. 5.7 VENTILAÇÃO Filtro de Ar • Utilizar sempre filtro com a mesma especificação do original. • Inspecionar e substituir sempre que necessário • O acúmulo de sujeira no filtro de ar pode causar sobre aquecimento e queima do motor. ARMADURA (rotor): Envolve-se o comutador com um fio flexível nú (ou cordoalha) e mede-se a resistência de isolamento do comutador para a terra (carcaça). EXCITAÇÃO: Mede-se de um dos terminais do campo (F1 ou F2) para a terra. COMUTAÇÃO (interpolos) e (ou) COMPENSAÇÃO: Mede-se de um dos terminais do campo (F1 ou F2) para a terra.
  • 106. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 106 • A falta parcial ou total de filtro de ar pode permitir a entrada de sujeira no interior do motor prejudicando a comutação e a isolação do motor. Figura 5.7. 5.8 PORTA-ESCOVAS Figura 5.8. O conjunto dos porta-escovas é ajustado na fábrica na posição mais favorável para a comutação. Esta posição (zona neutra) indicada por marcas de referência do suporte dos porta-escovas. Uma vez estando ajustado o conjunto porta-escovas, não deverá ser mudado de posição, pois serve para qualquer valor de carga. Em caso de necessidade de desmontagem do conjunto, respeitar a marcação para montagem. 5.9 ESCOVAS (Especificação) Para a escolha da qualidade de escova mais adequada a uma determinada aplicação consideram-se: • Características da máquina (sub carga, carga normal, sobrecarga); • Densidade de corrente; • Velocidade periférica do comutador; • Tipo de alimentação (Gerador CC, bateria, conversor tiristorizado monofásico ou trifásico). • Umidade (8 a 15g de água/m3 de ar. crítica abaixo de 2 e acima de 25g/m3); • Pressão aplicada (eletrografite 200 gf/cm2); • Ausência de vapores, graxas ou ácidos; • Ausência de impurezas contidas na atmosfera; • Vapores de silicone. (proibido em máquinas fechadas). Entrada de ar Saída de ar Os alojamentos devem permitir a livre movimentação das escovas, porém folgas excessivas provocam trepidações e conseqüente faiscamento. A pressão das molas deverá variar entre 200 e 250g/cm2, salvo casos especiais. A distância entre o porta-escovas e a superfície do comutador deverá ser aproximadamente 2mm, para evitar quebra das escovas e danos ao comutador. Ventilador • Verificar sempre o sentido correto de rotação do ventilador.
  • 107. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 107 Cuidados na Aplicação • Certifique-se que todas as escovas são da mesma qualidade; • Certifique-se que todas as escovas tenham as cordoalhas; • De mesmo tamanho; • Verifique se as escovas se movem livremente nos porta-escova; • Assentar as escovas com uma lixa fina. • Controlar o desgaste das escovas pela marca em relevo na lateral; • Ao substituir as escovas, substituir sempre o jogo completo; • Ao substituir escovas gastas por outras de mesma composição, não remover a patina existente no comutador se esta tiver aspecto normal; • Quando se substituem escovas por outras de qualidade distinta, deve-se, obrigatoriamente, retirar a patina existente no comutador, com o uso de uma lixa fina. Figura 5.9a. Adequação à carga Quando o motor trabalhar continuamente com uma corrente de armadura inferior a nominal, deve-se determinar a densidade de corrente nas escovas através da fórmula: S = IA (SUP/2) x (ESC/SUP) x T x a Onde: IA - Corrente de armadura SUP. - Número de suportes ESC/SUP. - Número esc. por suporte T - Medida tangencial escova a - Medida axial das escovas Redução de escovas Caso as escovas não sejam adequadas para trabalhar com esta densidade, existem duas alternativas: • Substituir as escovas por uma de qualidade que tenha a condição. • Reduzir o número de escovas para elevar a densidade de corrente nas escovas restantes. • A decisão nunca deve ser tomada sem uma consulta ao fabricante da máquina e/ou fornecedor das escovas. Original Retirada de todas as escovas de duas pistas. Retirada de 2 escovas de polaridade opostas de cada pista. As duas formas estão corretas. Retirada de 2 escovas de mesma polaridade de cada pista. As duas formas estão incorretas.
  • 108. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 108 5.10 TIPOS DE ESCOVAS 5.10.1 Grafite - Baquelite Grafite Utilizada em motores alimentados por conversores CA/CC tiristorizados com entrada de rede monofásica (alta riple): • Alta capacidade de comutação; • Elevada queda de tensão; • Densidade de corrente de até 9 a/cm2; • Sobrecarga até 16 a/cm2. 5.10.2 Eletrografite Utilizada em motores alimentados por baterias ou por conversores CA/CC tiristorizados com entrada trifásica (baixo riple): • Boa capacidade de comutação; • Média - baixa queda de tensão; • Densidade de corrente de até 13 a/cm2; • Sobrecarga de 28 a 50 a/cm2(conforme a qualidade da escova); • Desgaste acentuado em baixa carga (abaixo de 7 a/cm2); 5.10.3 Metal Grafite Utilizadas em motores alimentados por baterias de baixa tensão: • Reduzida resistividade; • Comutação razoável; • Baixíssima queda de tensão; • Densidade de corrente de até 25 a/cm2 (quanto maior proporção de metal, maior a densidade admissível). 5.10.4 Patina A patina é um filme semicondutor renovado pelo processo de eletrodeposição. a escova negativa deposita e a escova positiva retira a patina. Patinas normais tem coloração uniforme (marrom, cinza claro, cinza escuro) e uma espessura ideal de 0,3 micrômetro. Um depósito espesso de grafite tem um aspecto carregado, brilhante, indicado para equipamentos que trabalham em regimes de subcargas prolongadas, mas totalmente contra-indicado para máquinas de comutação fácil. Inversamente, um depósito reduzido de grafite apresenta uma patina de aspecto claro, fino, polido, relativamente frágil e muito bem adaptada as máquinas de difícil comutação, com sobrecargas severas e freqüentes, não sendo indicado para máquinas em subcargas ou que giram freqüentemente a vazio.
  • 109. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 109 5.11 NÍVEIS DE FAISCAMENTO Figura 5.11. 5.12 CARACTERÍSTICAS DOS COMUTADORES Patinas de aparência normal P2, P4 e P6 - são exemplos de patinas com aparência normal, indicando bom funcionamento. A patina apresenta-se lisa, ligeiramente brilhante, coloração uniforme desde o bronzeamento, o marron claro (P2), até o marron escuro, podendo ainda conter tonalidade cinza (P6) azuladas, avermelhadas ou outras. IMPORTANTE É A REGULARIDADE, NÃO A TONALIDADE. FATORES QUE INFLUENCIAM NO FAISCAMENTO: • Qualidade da escova; • Pressão da mola; • Condições do Comutador; • Condições dos Porta-escovas; • Zona neutra; • Ajuste de Entreferros; • Carga; • Acionamento; • Ambiente. P2 P4 P6
  • 110. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 110 Patinas Anormais P12 - aspecto: Patina raiada com pistas mais ou menos largas. a cor é alternadamente clara ou escura. não há desgaste no comutador. Causas: Alta umidade, vapores de óleo ou de gases agressivos ambientais, baixa densidade de correntes nas escovas. P14 - aspecto: Patina rasgada, de modo geral como P12, com pistas mais estreitas e ataque ao comutador. Causas: Como P12, porém, a danificação perdura há tempo. P16 - aspecto: Patina gordurosa com manchas aperiódicas, forma e cor desuniforme. Causas: Comutador deformado ou muito sujo. Patina com manchas de origem mecânica P22 - aspecto: Manchas isoladas ou com espaçamento regular, apresentando-se em uma ou várias zonas do comutador. Causas: Ovalização do comutador, vibração da máquina, oriundas do desbalanceamento do rotor ou de mancais defeituosos. P24 - aspecto: Manchas escuras com bordas definidas, vide também t12 e t14. Causas: Lâmina ou grupo de lâminas defeituosos que provocam o erguimento das escovas e a conseqüente perda de contato. P26 e P28 - aspecto: Lâminas manchadas nas beiradas ou no centro. Causas: Freqüente dificuldades de comutação ou também comutador mal retificado. Patina com manchas de origem elétrica P42 - aspecto: Lâminas alternadamente claras e escuras. Causas: Desuniformidade na distribuição de corrente em dois bobinamentos paralelos de laço duplo ou, também, diferença de indutividade em caso de duas bobinas por ranhura. P46 - aspecto: Manchas foscas em intervalo duplo - polares. Causas: Geralmente soldagens defeituosas das conexões auxiliares ou nas asas das lâminas. P12 P14 P16 P24 P22 P28 P26 P42 P46
  • 111. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 111 5.13 QUEIMADURAS B2, B6 e B8 - aspecto: Queimaduras no centro ou nas bordas lâminas. Causas: Faíscamento proveniente de dificuldades de comutação. B10 - aspecto: Patina perfurada, formação de pontos claros como densidade e distribuição variados. Causas: Perfuração da patina com conseqüência de excessiva resistência elétrica da mesma. Manchas no comutador T10 - Manchas escuras reproduzindo à área de contato das escovas. Causas: Prolongadas paradas desenergizadas ou curtas paradas sobre carga. T12 - aspecto: Queimaduras nas bordas de saída e na entrada da lâmina subseqüente. Causas: Indica a existência de lâminas salientes (vide l2). T14 - aspecto: Manchas escuras. Causas: Indica a existência de lâminas em nível mais baixo (l4). ou de zonas planas no comutador. T16 - aspecto: Marcas escuras claramente delimitadas conjuntamente com queimaduras nas bordas das lâminas. Causas: Isolação entre lâminas mica e saliente (vide l6). T18 - aspecto: Manchas escuras. Causas: arestas as lâminas mal ou não chanfradas (vide l8). Desgaste do comutador R2 - Desgaste Normal: Aspecto de um comutador mostrando o desgaste do metal, pista por pista, com montagem correta. conseqüente de um desgaste normal após um longo período de funcionamento. R4 - Desgaste Anormal: Aspecto de um comutador, mostrando desgaste anormal do metal conseqüente da montagem incorreta das escovas (nº de escovas positivas diferentes do número de escovas negativas sobre a pista), ou qualidade inadequada ou ainda poluições diversas. B2 B6 B8 B10 T10T10 T12T12 T14T14 T16T16 T18T18 R2R2 R4R4
  • 112. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 112 5.14 DEFEITOS NAS LAMELAS Figura 5.14a. COMUTADOR Características Ideais: Excentricidade < 20µm Diferença de altura entre lamelas < 1µm Rugosidade de 2 a 4 µm Usinagem Velocidade de Corte = 20µm Profundidade = 0,05 – 0,1mm Avanço = 30 a 50 µm / Volta Após a usinagem: • Rebaixar o isolante (mica) entres as lamelas com ferramenta ligeiramente mais grossa que a do isolante. • Chanfrar as arestas das lamelas com ângulo de 90º e largura do chanfro de 0,2 a 0,5 mm. Figura 5.14c. Figura 5.14b. L2 - LÂMINA SALIENTE L4 - LÂMINA RETRAÍDA L6 - ISOLAÇÃO ENTRE LÂMINAS (MICA SALIENTE L8 - REBARBA NAS ARESTAS L10 - COBRE ARRASTADO OU BATIDO
  • 113. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 113 5.15 ASPECTOS DAS FACES DAS ESCOVAS S1 - Aspecto: Superfície impecável, uniforme, brilhante Boa condição de funcionamento S3 - Aspecto: Superfície impecável, levemente porosa, brilhante. Boa condição de funcionamento S5 - Aspecto: Estrias extremamente finas. Funcionamento normal, leve incidência de pó. S7 - Aspecto: Ranhuras Causas prováveis: subcarga elétrica, presença de pó, contaminação com óleo ou graxa. S9 - Aspecto: Pistas com estrias e ranhuras Causas prováveis: sub-carga elétrica, pó ambiental, contaminação por graxa ou óleo (mais pronunciado que S7). S11 - Aspecto: Sombras de comutação, freqüentemente difusas. Causas prováveis: dificuldades de comutação, por ex.:, mau ajuste da zona neutra ou dos pólos auxiliares. S13 - Aspecto: Queimaduras nas bordas de entrada ou saída. Causas prováveis: dificuldades de comutação, forte faíscamento, interrupções de contato causadas por ovalização do comutador ou por pressão insuficiente nas escovas. S15 - Aspecto: Formação de crateras. Causas prováveis: sobrecarga elétrica, interrupções de contato. S17 - Aspecto: Estampa das lâminas na superfície. Causas prováveis: ocorrência de queimaduras geradas por picos de corrente durante a comutação, oriundos de anomalias no bobinamento. S19 - Aspecto: Dupla face de assentamento (a figura mostra uma escova gêmea). Causas prováveis: basculamento das escovas em serviço reversível devido ao excessivo afastamento dos porta-escovas e/ou excesso de folga da escova no alojamento. S21 - Aspecto: Depósitos de cobre. Causas prováveis: incrustrações em conseqüência, por ex.:, do arraste de cobre (vide L10). S23- Aspecto: Lascamentos. Causas prováveis: lâminas salientes, forte ovalização do comutador, as escovas trepidam operando em vazio.
  • 114. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 114 5.16 ESQUEMAS DE LIGAÇÃO EXCITAÇÃO INDEPENDENTE EXCITAÇÃO COMPOSTA EXCITAÇÃO SÉRIE Figura 5.16a Figura 5.16b Figura 5.16c 5.17 AJUSTE DA ZONA NEUTRA Ajuste grosso • Afrouxar os parafusos que fixam o anel do porta-escovas • Energisar a armadura (50 a 80% da corrente nominal por no máximo 30s), o campo permanece desligado. se a zona neutra estiver dasajustada, o rotor irá girar. gira-se o anel dos porta escovas em sentido contrario ao sentido de giro do rotor. • A zona neutra estará ajustada, quando o rotor ficar parado. Ajuste Fino Energisar o campo e o rotor com tensão nominal e corrente nominal nos dois sentidos de rotacão. a diferença de rotacão não poderá ser maior que 1%. IMPORTANTE: Se ao girar o anel de porta-escovas para a direita o rotor girar ao contrário, os cabos dos pólos de comutação que são ligados ao porta-escovas estão invertidos. Ligar corretamente os cabos e proceder ajuste grosso de zona neutra novamente. Ajuste fino • Energisar o campo e o rotor com tensão nominal e corrente nominal nos dois sentidos de rotação. A diferença de rotação não poderá ser maior que 1%. 5.18 BALANCEAMENTO Sempre que o rotor sofrer algum reparo deverá ser balanceado.
  • 115. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 115 5.19 PRINCIPAIS CAUSAS DE QUEIMA • Falta de manutenção (sujeira); • Falta de ventilação; • Sobrecarga; • Proteções não ligadas; • Sobre velocidade; • Vibração excessiva. 5.20 DEFEITOS EM MOTORES CC DEVIDO A FALTA DE MANUTENÇÃO 5.20.1 Base não Apropriada • Base de aço com pouca rigidez, provocando amplificação de vibração. • Base de ferro fundido, mostra melhor rigidez. 5.20.2 Cuidados na Ligação • Ligação feita de forma incorreta nos cabos de campo. • Manual de manutenção encontrado em meio ao pó dentro da caixa de ligação. 5.20.3 Limpeza • Excesso de pó e sujeira no interior do motor. • Excesso de pó no filtro de ar. • Excesso de pó nas pás do ventilador. 5.20.4 Falta de Manutenção • Escova gasta até o rabicho. • Abertura no filtro de ar, permitindo a entrada de pó. • Filtro de ar sem as devidas manutenções. • Excesso de sujeira dentro do motor. 5.20.5 Antes e Depois • Motor sem qualquer manutenção preventiva. • Excesso de sujeira no seu interior. • Após devida manutenção o interior do motor limpo. 5.20.6 Verificação das Escovas • Escova gasta demais riscando o comutador. • A cordoalha da escova risca o comutador.
  • 116. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 116 5.20.7 Motor CC – Disparou Figura 5.20.7a Figura 5.20.7b 5.21 MANUTENÇÃO PREDITIVA • Monitoramento das temperaturas dos enrolamentos e dos mancais; • Inspeção das escovas e comutador; • Medições de vibração e ruído; • Medição da resistência de Isolamento. • Troca das escovas do motor e do taco; • Limpeza ou troca do filtro; • Lubrificação dos rolamentos; • Limpeza interna do motor. • Troca dos rolamentos; • Troca das escovas; • Troca dos porta-escovas; • Usinagem do comutador; • Lavagem dos enrolamentos; • Troca de peças desgastadas; • Manutenção em caso de queima (rebobinagem).
  • 117. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 117 5.22 PLANO DE MANUTENÇÃO COMPONENTE SEMANALMENTE MENSALMENTE SEMESTRALMENTE ANUALMENTE (revisão parcial) CADA 3 ANOS (revisão completa) - Escovas e porta-escovas. - Examinar as escovas quanto ao desgaste e a mobilidade e o estado dos porta- escovas. - Verificar o comprimento das escovas. Quando a marca de limite de desgaste da escova desaparecer, as escovas devem ser substituídas. - Use escova do mesmo tipo para reposição. - Verificar se o desgaste é normal e a mobilidade no porta- escova. Escovas lascadas ou quebradas devem ser substituídas. - Remover algumas escovas e verifique a superfície em contato com o comutador. Áreas escuras indicam problemas na comutação. - Limpar as escovas e os porta- escovas aspirando o pó ou com jato de ar seco. - Comutador. - Verificar o estado e o desgaste do comutador. - Verificar a formação da pátina, devendo estar com uma coloração levemente enegrecida e brilhante. - Sentir a trepidação das escovas com um bastão de fibra colocado sobre a escova. Escovas saltando provocam faíscamento, aquecimento e desgaste excessivo do comutador e escovas. - Neste caso o comutador deverá ser usinado. - Verificar o desgaste da superfície e o estado da pátina. - Rolamentos/ mancais. - Observar se não há vazamentos de graxa nos assentos dos rolamentos. Se houver, corrigir antes de pôr a máquina em funcionamento. - Verificar o ruído nos rolamentos. Se o rolamento apresenta ruídos progressivos, deve ser substituído na próxima parada. - Relubrificar, se for o caso, conforme tabela II. - Verificar o ruído em todos os rolamentos. Retirar os anéis externos e inspecionar o estado da graxa. Respeitar tabelas de período de lubrificação. - Controle minucioso dos mancais, respeitar as tabelas de período de lubrificação. - Filtro de ar. - Limpar conforme item 4.8. - Trocar quando necessário. - Enrolamentos de carcaça e armadura. - Medir a resistência de isolamento, conforme item 4.2. Respeitar os valores segundo item 2.3.2, caso necessário proceder uma limpeza completa no motor. - Ventilação. - Verificar pressão, vazão, filtros, etc. - Motor completo. - Verificar os níveis de vibração, valores de até 4,0mm/seg são admissíveis. Observar se existe algum ruído anormal. - Verificar todas as ligações elétricas, e reapertar se for necessário. - Verificar sinais de mau contato (arcos, descoloração, aquecimento), solucionar se necessário. Inspecione o aperto dos parafusos do motor com a base e checar todos os parafusos de acoplamento. - Fazer uma limpeza rigorosa da máquina, retirando o excesso de pó de escova. - Desmontar o motor e checar todos os componentes. - Limpar as caixas de ligações, reapertar as conexões. - Checar o alinhamento e o acoplamento. - Testar o funcionamento dos dispositivos de proteção. Tabela 5.22.
  • 118. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 118 5.23 ANORMALIDADE EM SERVIÇO ANOMALIA CAUSAS PROVÁVEIS PROVIDÊNCIAS - Motor não arranca em vazio. - Circuito de armadura interrompido. - Bobinas comutação ou armadura em curto. - Sistema de acionamento defeituoso. - Porta-escovas fora de zona neutra. - Circuito de campo interrompido. - Examinar condutores de entrada e bornes. - Identificar o curto-circuito e recuperar. - Verificar se há interrupção ou defeito no sistema de acionamento. - Ajustar a zona neutra. - Eliminar a interrupção. - Motor arranca aos solavancos. - Sistema de acionamento defeituoso. - Curto entre espiras na armadura. - Curto entre lâminas do comutador. - Sanar o defeito. - Recondicionar a armadura. - Examinar o comutador e eliminar o curto-circuito. - Motor não aceita carga. - Curto entre espiras na armadura. - Queda de tensão. - Escovas deslocadas da zona neutra. - Sistema de acionamento mau ajustado. - Recondicionar a armadura. - Verificar a demanda da rede. - Reajustar a posição das escovas na zona neutra tal como indicado na marcação. - Ajustar limite de corrente do acionamento. - Motor roda demasiadamente acelerado e oscila quando enfrenta carga. - Escovas deslocadas da zona neutra. - Circuito de campo interrompido ou reostato de campo com resistência excessiva. - Enrolamento em série, auxiliar, ligado errado. - Reajustar a posição das escovas, obedecendo a marcação. - Sanar a interrupção. Ajustar a resistência corretamente. - Verificar a ligação e corrigi-la. - Aquecimento anormal em serviço. - Sobrecarga. - Volume de ar refrigerante não é suficiente. - Curto-circuito nos enrolamentos de armadura e campo. - Tampa de inspeção do lado do ventilador aberta. - Testar tensão e corrente. Eliminar a sobrecarga. - Verificar o sentido de rotação da ventilação. Limpar dutos de ar e/ou filtros. Substituir os filtros se necessário. - Verificar os enrolamentos e os pontos de solda. Reparar as bobinas. - Fechá-la. - Aquecimento anormal dos rolamentos - Excesso de graxa. - Graxa em mau estado ou incorreta. - Rolamento em mau estado. - Velocidade ou carga excessiva. - Retirar o excesso. - Relubrificar com graxa correta. - Substituir rolamento. - Diminuir velocidade ou retirar carga excessiva. - Faíscamento nas escovas quando o motor enfrenta carga - Comutador ovalizado. - Superfície do comutador muito suja. - Formação de estrias sobre superfície do comutador. - Isolação entre lâminas saliente (mica). - Pressão nas escovas insuficiente. - Mal contato entre o terminal da escova e porta- escova. - Escovas desgastadas. - Tipo de escovas inadequadas. - Arestas da escova quebrada. - Escovas mal assentadas. - Escovas presas nos alojamentos. - Escovas fora da zona neutra. - Curto-circuito entre lâminas do comutador. - Usinar, rebaixar a mica e quebrar os cantos das lamelas. - Limpar o comutador. - Adequar as escovas em função da carga. - Rebaixar a mica e quebrar os cantos das lamelas. - Verificar, caso necessário, consultar a fábrica. - Substituir por outra de mesmo tipo. - Verificar que sejam usadas apenas escovas do tipo especificado em função da carga. - Substituir escovas. - Lixar a escova e amoldá-la inteiramente à curvatura do comutador. - Verificar a tolerância dimensional das escovas. - Ajustá-las obedecendo a marcação. - Identificar o curto-circuito e eliminá-lo. - Faíscamento em todas as escovas um ou outro braço do porta-escovas - Erro na distribuição das escovas. Distribuição desigual da corrente. Contato deficientes. - Verificar a quadratura dos porta-escovas. - Verificar uniformidade do entreferro dos pólos de comutação. - Reapertar os parafusos. - Projeção de faíscas - Partículas de impurezas se desprendem das escovas ou lâminas e se inflamam. - Limpar o comutador e todos os porta-escovas. Se necessário, adequar o tipo das escovas, em função da carga. - Faíscamento das escovas quando aumenta carga - Sobrecarga. - Ajustar os valores de sobrecarga admissíveis. - Faíscamento das escovas quando a rotação aumenta demasiadamente - Rotação excessiva. - Ajustar corretamente a velocidade de rotação. - Enegrecimento de determinadas lâminas - Consultar a fábrica. Tabela 5.23.
  • 119. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 119 SERVIÇOS
  • 120. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 120 6. SERVIÇOS 6.1 FLUXOGRAMA DA ÁREA DE SERVIÇOS RECEBIMENTO - SEÇÃO DE SERVIÇOS Identificação do cliente; Número da nota fiscal; Numeração e preenchimento do documento “IS” (informações para Serviços), indicando as principais características do equipamento. DESMONTAGEM - SEÇÃO DE SERVIÇOS Sacar acoplamento; Desmontagem completa; Sacar rolamentos; Lavação de todas as peças; Verificação do isolamento; Teste de tensão aplicada; Surge teste; Análise e dimensional mecânico; Preenchimento do check-list de recebimento do equipamento. LEVANTAMENTO DOS SERVIÇOS A SEREM EXECUTADOS – SEÇÃO DE SERVIÇOS Preenchimento da “IS” (parte técnica); Análise e verificação por técnico identificando ocorrência e provável causa; Envio das informações “IS” à vendas, via sistema informatizado. ORÇAMENTO – SEÇÃO DE VENDAS Recebimento da “IS” via sistema, da fábrica; Análise e envio à Seção de Custos. CÁLCULO DO ORÇAMENTO – SEÇÃO DE CUSTOS Recebimento da “IS” via sistema, de vendas; Análise e execução de valores para orçamento; Envio dos valores à Seção de Vendas. EMISSÃO DE PROPOSTA AO CLIENTE – SEÇÃO DE VENDAS Recebimento da “IS” via sistema, de custos; Execução de proposta e envio ao cliente/representante. QUANDO DA APROVAÇÃO DO CLIENTE – SEÇÃO DE VENDAS Recebimento de qualquer documento formal do cliente, aprovando nosso orçamento e liberando para execução dos trabalhos; Preenchimento de planilha comercial; Execução de AT para fábrica, liberando a recuperação do equipamento (serviços). EXECUÇÃO DOS TRABALHOS – SEÇÃO DE SERVIÇOS Programar todas as peças a serem recuperadas e/ou trocadas na fábrica;
  • 121. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 121 Remontar equipamento; Providenciar ensaio programado; Fazer acabamento, pintura e embalagem. DESPACHO DO EQUIPAMENTO – FATURAMENTO Providenciar preenchimento do PW e execução de nota fiscal; Contatar transportadora para despachar equipamento. 6.2 CAPACIDADE DE FÁBRICA PARA EXECUÇÃO DOS SERVIÇOS Motores indução: baixa e alta tensão em potências superiores a 250 CV's, até 13800 V. Motores e geradores de corrente contínua até 3.000 kW. Geradores síncronos: com e sem escovas, baixa e alta tensão em potências de até 10 MVA (220 a 13800 V). 6.3 PRINCIPAIS SERVIÇOS REALIZADOS PELA ÁREA DE SERVIÇOS 6.3.1 Motores de Indução CA Rejuvenescimento; Rebobinagem do estator de motores de alta tensão; Rebobinagem de rotores de anéis com fio circular ou em barras; Troca de: Eixo, rotor completo, carcaça, tampas ou chapas do estator e rotor. Alteração de tensão e/ou freqüência; Alteração de polaridade. 6.3.2 Motores e Geradores de Corrente Contínua Rejuvenescimento; Rebobinagem da armadura com troca ou não do comutador; Rebobinagem dos pólos de campo, comutação e compensação. 6.3.3 Geradores Rejuvenescimento; Alteração do sistema de excitação de escovas para brushless; Rebobinagem do estator de alta tensão; Rebobinagem de rotores de média tensão; Troca de: Eixo, rotor completo, carcaça, tampas ou chapas do estator e rotor; Alteração de tensão e/ou freqüência. Observações: 1) Recuperamos máquinas WEG e de outros fabricantes;
  • 122. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 122 2) Para trabalhos especiais, que não estão relacionados, pedimos enviar consulta específica; 3) Repotenciamento (sob análise da Weg Máquinas com o produto em nossas instalações). 6.4 INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA EMISSÃO DO LAUDO TÉCNICO DAS PROVÁVEIS CAUSAS DO DEFEITO Acompanhando o motor as seguintes informações são desejáveis: Histórico de ocorrência do equipamento; Gráficos de acompanhamento no campo (tensão, corrente, temperatura, ruído, vibração, etc); Ambiente de trabalho: - Temperatura ambiente; - Tipos de poluentes em suspensão; - Aplicação: - Dados gerais da carga (para motores); Tipo de acoplamento utilizado; Acessórios existentes e/ou a incluir. 6.5 PROVÁVEIS CAUSAS DE FALHAS POR LINHA DE PRODUTO 6.5.1 Para Todos os Motores De Indução Defeito 1 - Arraste do rotor no estator Figura 6.5.1a
  • 123. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 123 Causas prováveis: • Quebra do rolamento por falta de lubrificação ou lubrificação inadequada; • Falta de folga axial para dilatação; • Flambagem do eixo. Figura 6.5.1b Defeito 2 - Curto entre fase Causas prováveis: • Excesso de pó de escovas; • Adequação das escovas; • Falha de isolamento. Figura 6.5.1c Defeito 3 - Curto entre fases do estator Causas prováveis: • Falha de isolamento; • Isolamento deteriorado com o tempo; • Excesso de sujeira; • Umidade impregnada no estator; • Sobrecarga. Figura 6.5.1d
  • 124. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 124 Defeito 4 - Curto nas ligações Causas prováveis: • Excesso de sujeira/umidade; • Deficiência de isolamento; • Surto/Raio. Figura 6.5.1e Defeito 5 - Massa no estator Causas prováveis: • Falha de isolamento; • Isolamento deteriorado com o tempo; • Surto de tensão ou raio. Figura 6.5.1f
  • 125. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 125 Defeito 6 - Eixo trincado Causas prováveis: • Aplicação inadequada (Ex. polias e correias); • Excesso de vibração; • Travamento do rotor; Figura 6.5.1g Defeito 7 - Queima do estator Causas prováveis: • Excesso de sujeira nos canais de ventilação; • Falta de manutenção. Figura 6.5.1h Defeito 8 - Excesso de sujeira no interior do motor Causa provável: • Falta de manutenção. Figura 6.5.1i
  • 126. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 126 Defeito 9 - Impregnação ineficiente Causa provável: • Impregnação com pistola de bico não impregnando no interior do enrolamento. Figura 6.5.1j Defeito 10 - Quebra do mancal Causas prováveis: • Falta de lubrificação dos rolamentos; • Vibração excessiva; • Desalinhamento; • Base solta; • Mistura de graxas com características diferentes. Figura 6.5.1k Figura 6.5.1l
  • 127. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 127 Defeito 11 - Casquilhos danificados (Mancal de bucha) Causas prováveis: • Vibração excessiva; • Falta de óleo; • Impurezas no óleo. Figura 6.5.1m Defeito 12 - Baixo isolamento Causa provável: • Excesso de graxa no interior do motor. Figura 6.5.1n Defeito 13 - Curto entre espiras Causas prováveis: • Falha de isolamento do fio ou da bobina; • Isolamento deteriorado com o tempo.
  • 128. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 128 6.5.2 Defeitos Adicionais para Motor com Rotor de Gaiola Defeito 14 - Gaiola do rotor interrompida Figura 6.5.1o Figura 6.5.1p Causa provável: • Bloqueado ou travamento do rotor instantâneo, sem atuação da proteção. Defeito 15 - Alumínio do rotor fundido Causa provável: • Bloqueado ou travamento do rotor instantâneo, sem atuação da proteção. Figura 6.5.1q
  • 129. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 129 6.5.3 Defeito Adicional para Motor com Rotor de Anéis Defeito 16 - (“FLASH OVER”) Arco elétrico - curto entre fases Causas prováveis: • Mau contato das escovas; • Escova gasta até o rabicho; • Travamento das escovas nos alojamentos; • Escovas em desacordo com a aplicação; • Pressão das molas incorreta; • Partida com plena tensão; • Diâmetro do coletor abaixo da medida mínima. 6.5.4 Defeitos Adicionais para Motores de Corrente Contínua Defeito 17 - (“FLASH OVER”) Causas prováveis: • Mau contato das escovas; • Escova gasta até o rabicho; • Travamento das escovas nos alojamentos; • Escovas em desacordo com a aplicação; • Pressão das molas incorreta; • Partida com plena tensão; • Diâmetro do comutador abaixo da medida mínima. Figura 6.5.1r
  • 130. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 130 Defeito 18 - Excesso de sujeira no filtro, no comutador e interior do motor Figura 6.5.1t Figura 6.5.1s Causa provável: • Falta de manutenção. Figura 6.5.1u Defeito 19 - Curto para massa Figura 6.5.1v
  • 131. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 131 Causas prováveis: • Excesso de pó de escovas armazenado no interior das bobinas; • Excesso de umidade; • Falta de limpeza e manutenção; • Surto de tensão; • Isolamento ressecado. Figura 6.5.1x Defeito 20 - Sobreaquecimento Causas prováveis: • Ventilação obstruída; • Ventilador invertido; • Sobrecarga. Figura 6.5.1z Defeito 21 - Curto entre lamelas Causas prováveis: • Excesso de sujeira e umidade; • Objeto estranho caído sobre o comutador; • Danos nas lamelas do comutador causados por pancadas na montagem ou desmontagem. Figura 6.5.1a.1
  • 132. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 132 Defeito 22 - Faiscamento Causas prováveis: • Conversor com tiristor queimado; • Curto entre espiras nos pólos de comutação; • Curto entre espiras nos pólos de compensação; • Curto entre espiras na armadura; • Excesso de sujeira e umidade depositado sobre o comutador; • Escovas em desacordo com a aplicação. Defeito 23 - Sobrevelocidade Causas prováveis: • Falta de referência do taco gerador; • Taco gerador queimado ou avariado; • Curto entre espiras nos pólos de excitação. 6.5.5 Defeitos Adicionais para Geradores Defeito 24 - Queima do rotor da excitatriz ou rotor principal Causa provável: • Sobre excitação. Figura 6.5.1b.1
  • 133. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 133 Defeito 25 - Curto para massa Causas prováveis: • Falha de isolamento; • Umidade; • Sobreaquecimento Figura 6.5.1c.1 6.6 INFORMAÇÕES A SEREM OBTIDAS JUNTO AO CLIENTE INFORMAÇÕES MÍNIMAS PARA ELABORAÇÃO DE ORÇAMENTO PRELIMINAR Tipo de máquina; Peso da máquina; Dados gerais de placa (fabricante, modelo, carcaça, potência, tensão, rotação de trabalho, freqüência, grau de proteção e forma construtiva); Havendo possibilidade, fornecer dimensional da máquina existente; Fotos da máquina e equipamento (carga); Escopo dos serviços a serem executados. Nota: Caso o equipamento a ser reformado não for de fabricação Weg, informar equivalência do equipamento WEG. Em específico o modelo e carcaça (altura de eixo), tipo e modelo de mancais. Ex: MGF 400. INFORMAÇÕES QUE DEVEM SER OBTIDAS QUANDO DE UMA VISTORIA TÉCNICA EM MÁQUINAS NO CAMPO Nota: Informações válidas para motores de indução, motores de corrente contínua e máquinas síncronas. Carcaça Comprimento, Altura, largura; Estado de conservação da carcaça, pés e encaixe das tampa.
  • 134. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 134 Tampas Estado de conservação dos encaixes e cubos. Estator Diâmetro interno e externo; Comprimento do pacote, indicando a largura e quantidade de canais de ventilação quando houver; Estado de conservação das chapas com possibilidade de reposição parcial. Informar percentual ou troca completa; Comprimento das cabeças de bobinas; Tipo de fixação do estator na carcaça (providenciar fotos); Identificar se a ranhura é aberta ou fechada; Dimensional do fio utilizado originalmente. Rotor Diâmetro externo e interno; Comprimento do pacote, indicando a largura e quantidade de canais de ventilação quando houver; Estado de conservação das chapas com possibilidade de reposição parcial. Informar percentual ou troca completa; Dimensional do fio utilizado originalmente (quando for bobinado ou em barras). Eixo Diâmetro e comprimento (Necessário para fabricação de acoplamento para realização dos ensaios). Mancais Tipo de mancais (Rolamento ou Bucha); Identificar se os mancais são instalados fora da máquinas (tipo pedestal) ou junto com a máquina. Anéis Coletores (Motores de Anéis e Geradores) Largura; Diâmetro externo; Tipo de material. Porta Escovas (Motor de Anéis, Motores CC e Geradores) Levantável ou fixo; Número de alojamentos das escovas. Escovas (Motores de Anéis, Motores CC e Geradores) Largura; Espessura; Comprimento Quantidade; Tipo e fabricante da escova. Descrever Sistema de Refrigeração Existente Identificar qual o tipo de refrigeração utilizado (Ex: TFVE, Trocador Ar-ar, Trocador ar-água). Armadura (Rotor de Motores CC) Diâmetro externo e interno;
  • 135. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 135 Comprimento do pacote, indicando a largura e quantidade de canais de ventilação quando houver; Estado de conservação das chapas com possibilidade de reposição parcial. Informar percentual ou troca completa; Dimensional do fio utilizado originalmente; Informar se o bobinado é de cabeça dupla ou única. Pólos de Campo e Comutação (Estator de Motores CC) Desenho dimensional dos pólos; Dimensional do fio utilizado originalmente. Comutador (Motores CC) Diâmetro externo e comprimento; Ligação através de bandeiras ou pente; Número de lamelas; Largura da lamela; Largura da camada isolante entre lamelas. Estator da Excitatriz (Geradores) Diâmetro externo e interno; Comprimento do pacote; Estado de conservação das chapas com possibilidade de reposição parcial. Informar percentual ou troca completa; Dimensional do fio utilizado originalmente; Número de ranhuras; Dimensões das cabeças de bobinas. Rotor da Excitatriz (Geradores) Diâmetro externo e interno; Comprimento do pacote; Estado de conservação das chapas com possibilidade de reposição parcial. Informar percentual ou troca completa; Dimensional do fio utilizado originalmente; Número de ranhuras; Dimensões das cabeças de bobinas. Conjunto De Diodos/Varistores Girantes (Geradores) Tipo; Fabricante. 6.7 ESCOPO DE SERVIÇO PARA REJUVENESCIMENTO DE QUALQUER EQUIPAMENTO Teste de resistência da isolação antes da desmontagem e após lavagem e secagem em estufa; Surge teste; Desmontagem; Lavagem (estator/rotor) com jato água quente (70ºC);
  • 136. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 136 Secagem em estufa (150ºC num período de 4 a 8 horas, dependendo do porte da máquina); Revisão geral (partes usinadas, oxidação...); Impregnação do estator e rotor; Balanceamento; Troca dos rolamentos ou revisão em mancais de bucha ( Polimento ou reposição de material patente nos casquilhos com troca de óleo ); Pintura de peças diversas; Montagem; Ensaios elétricos de rotina (Ensaio padrão sempre realizado) ou ensaio de tipo, quando necessário; Acabamento e pintura; Embalagem. 6.8 ENSAIOS Ensaio de Rotina Resistência elétrica a frio; Vazio (valores característicos): Potência absorvida com tensão nominal; Corrente com tensão nominal; Rotor bloqueado (valores característicos): Corrente com tensão nominal; Potência absorvida com tensão nominal; Conjugado com tensão nominal; Tensão suportável. Ensaio de Tipo (sob consulta) Ensaios de Rotina; Elevação de Temperatura; Resistência Elétrica a Quente; Vazio (Curvas Características): Potência absorvida em função da tensão; Corrente em função da tensão. Rotor Bloqueado (Curvas Características): Corrente em função da tensão; Potência absorvida em função da tensão; Conjugado em função da tensão. Relativos a potência absorvida (valores caract.): Rendimento a 100%, 75% e 50% da Potência Nominal; Fator de Potência a 100%, 75% e 50% da Potência Nominal; Corrente a 100%, 75% e 50% da Potência Nominal; Velocidade de Rotação a 100%, 75% e 50% da Potência Nominal. Conjugado Máximo.
  • 137. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 137 6.9 ESCOPO DE SERVIÇOS ADICIONAIS POR LINHA DE PRODUTO MOTORES DE INDUÇÃO COM ROTOR DE GAIOLA Recuperação / rebobinagem do estator; Troca de barras do rotor; Troca dos cabos de ligação do estator; Embuchar e usinar cubo das tampas quando necessários; Recuperação do eixo (Metalização, cromagem). Troca de peças (Obs: Válido para motores de fabricação WEG Máquinas. Para outros fabricantes é necessário análise prévia): Carcaça; Tampa dianteira; Tampa traseira; Eixo; Caixa de ligação e/ou tampa; Ventiladores; Pacote de chapas do estator; Pacote de chapas do rotor; Outros. MOTORES DE INDUÇÃO COM ROTOR DE ANÉIS Recuperação/rebobinagem do estator; Recuperação/rebobinagem do rotor; Troca da bandagem; Recuperação/troca dos anéis coletores; Recuperação/troca do porta escovas (pressão das molas, dimensões, oxidação); Troca das escovas; Usinagem dos anéis coletores e verificação de ovalização; Testes de tensão aplicada entre anéis e entre anéis e cubo; Embuchar e usinar cubo das tampas quando necessários; Recuperação do eixo (Metalização, cromagem). Troca de peças (Obs: Válido para motores de fabricação WEG Máquinas. Para outros fabricantes é necessário análise prévia): Carcaça; Tampa dianteira; Tampa traseira; Eixo; Caixa de ligação e/ou tampa; Ventiladores; Pacote de chapas do estator; Pacote de chapas do rotor; Outros.
  • 138. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 138 MOTORES CC Usinagem do comutador (rebaixamento da mica, quebra de cantos vivos, verificar ovalização e testes de tensão aplicada: lamela c/ lamela e contra o cubo); Revisão dos porta escovas (pressão das molas, dimensões, oxidação); Recuperação/rebobinagem bobinas de campo; Recuperação/rebobinagem bobinas de comutação; Recuperação/rebobinagem armadura com troca de bandagem; Rebobinagem dos pólos de compensação ; Recuperação/troca do comutador; Troca das escovas; Embuchar e usinar cubo das tampas quando necessários; Recuperação do eixo (Metalização, cromagem). Troca de peças (Obs: Válido para motores de fabricação WEG Máquinas. Para outros fabricantes é necessário análise prévia): Carcaça; Tampa dianteira; Tampa traseira; Eixo; Tampa de inspeção; Caixa de ligação e/ou tampa; Conjunto ventilação; Filtro de ar; Pacote de chapa da armadura; Pólos de comutação completos; Pólos de excitação/comutação completos; Outros. GERADORES SÍNCRONOS Recuperação/rebobinagem do estator principal; Recuperação/rebobinagem do rotor principal; Recuperação/rebobinagem do estator excitatriz principal; Recuperação/rebobinagem do rotor excitatriz principal; Recuperação/rebobinagem do estator excitatriz auxiliar; Recuperação/troca dos anéis coletores; Recuperação/troca do porta escovas (pressão das molas, dimensões, oxidação); Usinagem dos anéis coletores e verificação de ovalização; Testes de tensão aplicada entre anéis e entre anéis e cubo; Embuchar e usinar cubo das tampas quando necessários; Recuperação do eixo (Metalização, cromagem). Troca de peças (Obs: Válido para geradores fabricação WEG Máquinas. Para outros fabricantes é necessário análise prévia): Carcaça;
  • 139. DT-7 - Manutenção de Motores de Alta Tensão, Corrente Contínua e Geradores 139 Tampa dianteira; Tampa traseira; Eixo; Caixa de ligação e/ou tampa; Ventiladores; Pacote de chapas do estator principal; Pacote de chapas do rotor principal; Pacote de chapas do estator da excitatriz principal; Pacote de chapas do rotor da excitatriz principal; Troca das escovas; Troca dos diodos e varistores quando necessários; Regulador eletrônico de tensão; Outros. 6.10 PARTES E PEÇAS A WEG Máquinas também dispõe de serviço de venda de peças sobressalentes para máquinas de fabricação WEG como: - Rolamentos; - Escovas; - Resistências de Aquecimento; - Tampas; - Porta-escovas; - Caixas de ligação; - Ventiladores; - Defletoras; - Eixo; - Rotor completo; - Outras partes e peças.

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