3 - Apostila Manutenção Motores Elétricos.pdf

DT-7 MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES

ÍNDICE INTRODUÇÃO........................ INTRODUÇÃO...................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ........................ ........................ ..................3 ....3 1. MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO ............. ........................... ............................ ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ ....................... ....................4 ...........4 1.1. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO À MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO.............. ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ .........................4 ...........4 1.2. INSTRUÇÕES DE SEGURANÇA........................... SEGURANÇA......................................... ............................ ............................ ........................... ...........................4 ..............4 1.3. OS NOVOS DESAFIOS PARA O PESSOAL DE MANUTENÇÃO ............. ........................... ........................... ...........................4 ..............4 1.3.1. MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO CORRETIVA......................... CORRETIVA...................................... ........................... ............................ ............................ ......................5 ........5 1.3.2. MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO PREVENTIVA .............. ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ .................5 ...5 1.3.3. ANÁLISE ESPECTRAL(PREDITIVAS) ESPECTRAL(PREDITIVAS) .............. ............................ ............................. ............................. ............................ ...................6 .....6 1.4. RECEBIMENTO E ARMAZENAGEM ARMAZENAGEM............ .......................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................9 ...........9 1.5. LIMPEZA ............ .......................... ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ............................ ...................... ...............10 .......10 1.6. CLASSES TÉRMICAS:..................................... TÉRMICAS:.................................................... ............................. ............................ ............................ ......................... ............. ..11 11 1.7. REBOBINAMENTO REBOBINAMENTO ............. ........................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ ........................... ............... ..11 11 1.7.1. PROCEDIMENTOS E CUIDADOS ............. .......................... ........................... ............................ ........................... .........................11 ............11 1.8. MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO DOS ROLAMENTOS ROLAMENTOS ............ .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .....................13 .......13 1.9. GRAXA LUBRIFICANTE LUBRIFICANTE ............. ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................. .....................13 ......13 1.9.1. CONDIÇÕES ESPECÍFICAS ESPECÍFICAS NA RELUBRIFICAÇÃO RELUBRIFICAÇÃO ............. ........................... ............................ ........................... ............... 14 1.9.2. GRAXA PADRÃO WEG...................................... WEG.................................................... ........................... ........................... ........................... ............... ..14 14 1.10. RESISTÊNCIA DE ISOLAÇÃO ............. .......................... ........................... ............................ ............................ ............................ ..........................16 ............16 1.11. MONTAGEM/DESMONTAGEM MONTAGEM/DESMONTAGEM DE MANCAIS DE DESLIZAMENTO DESLIZAMENTO ............ ......................... ........................... ...................18 .....18 1.11.1. INSTRUÇÕES GERAIS ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ............................ .........................18 ...........18 1.11.2. DESMONTAGEM DESMONTAGEM DO MANCAL (TIPO "EF") ............. .......................... ........................... ........................... .......................18 ..........18 1.11.3. MONTAGEM DO MANCAL ............ .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .....................21 .......21 1.12. ALINHAMENTO/NIVELAMEN ALINHAMENTO/NIVELAMENTO................... TO................................ ........................... ........................... ........................... ........................... ..................21 .....21 1.13. ACOPLAMENTOS ACOPLAMENTOS ............. ........................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ ........................... ............... ..23 23 1.13.1. ACOPLAMENT ACOPLAMENTO O DE MOTORES MOTORES EQUIPADOS COM COM MANCAIS DE BUCHA - FOLGA AXIAL ........26 1.14. LUBRIFICAÇÃO FORÇADA – CONFIGURAÇÃO CONFIGURAÇÃO PADRÃO WEG ............ .......................... ........................... .......................27 ..........27 1.15. (*) SISTEMA ERMETO DE CONEXÕES ............. ........................... ........................... ........................... ........................... ...........................28 ..............28 1.16. TEMPERATURA TEMPERATURA DOS ENROLAMENTOS........... ENROLAMENTOS........................ ........................... ........................... ........................... ............................ ................ ..28 28 1.16.1. AJUSTE DAS PROTEÇÕES TÉRMICAS DOS ENROLAMENTOS ............. .......................... ........................29 ...........29 1.16.2. AJUSTE DAS PROTEÇÕES PROTEÇÕES TÉRMICAS DOS MANCAIS ............ ......................... .......................... .......................29 ..........29 1.17. PROTETORES TÉRMICOS PARA MOTORES .............. ............................ ............................ ............................ ............................ ..................29 ....29 1.17.1. TERMOSTATO TERMOSTATO BIMETÁLICO ............. ........................... ............................ ........................... ........................... ........................... ............... ..29 29 1.17.2. TERMISTOR............................. TERMISTOR........................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ......................30 ........30 1.17.3. TERMORESISTÊNCIA TERMORESISTÊNCIA............. ........................... ............................ ............................ ........................... ........................... .........................30 ...........30 1.18. DEFEITOS NOS ROLAMENTOS...................... ROLAMENTOS................................... ........................... ........................... ........................... ........................... ................ ...31 31 1.19. SURGE TEST...................................... TEST.................................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ..................... .......... ...32 32 1.20. RESISTÊNCIAS DE AQUECIMENTO AQUECIMENTO .............. ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ................ ..34 34 1.21. PROTEÇÃO PARA PICOS DE TENSÃO .............. ........................... ........................... ........................... ........................... ............................34 ..............34 2. MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ............................36 ..............36 3. MANUTENÇÃO MANUTENÇÃO DE GERADORES........................ GERADORES..................................... ........................... ............................ ............................ ............................ ...................... ........... ...73 73 4. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ............ ......................... ........................... ........................... .......................... ................ ...99 99

MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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INTRODUÇÃO

A manutenção das máquinas elétricas girantes engloba dois aspectos Importantes, 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. 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, relubrificação, alinhamento, dimensionamento e especificação, 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 as áreas e técnicos de manutenção, 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.


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1. MANUTENÇÃO 1.1. INTRODUÇÃO À MANUTENÇÃO “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 existe. Porém, quando realmente não existe, todos concordam que deveria existir.” 1.2. 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. 1.3. 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. MANUTENÇÃO CORRETIVA: • Solucionar problemas. • Combater as causas?


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MANUTENÇÃO PREVENTIVA: • Rotinas diárias. • Paradas programadas. MANUTENÇÃO PREDITIVA: • Inspeções de rotas. • Preditivo continuo. 1.3.1. MANUTENÇÃO CORRETIVA Figura 4.3. - “Curva de Vasilha” de um equipamento. Desvantages: • 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 com que deve ser feita as 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; MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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• Fornecimento de Energia; • Vibrações; • Registros.

“A HISTÓRIA VERSUS A MEDIÇÃO” TÉCNICAS DE MANUTENÇÃO: • TINTAS PENETRANTES. • ULTRA-SOM. • ANALISE DO ÓLEO. • ANALISE METALOGRÁFICO. • RESISTENCIA DE ISOLAÇÃO DE POLARIZAÇÃO. • MEDIÇÕES DE VIBRAÇÕES. • ANÁLISES DE IMAGEM DE CORRENTE + VIBRAÇÕES. • TERMOGRÁFIA (FOTO e VÍDEO). ATENÇÃO:

* Prestar máximo cuidado nos resultados dos relatórios de análises preditivas... • ESPECTRO VIBRAÇÃO. • ESPECTRO DE CORRENTE. • RESISTÊNCIA DE ISOLAÇÃO. • ÍNDICE DE POLARIDADE. • RIGIDEZ DIELÉTRICA (HIPOT). • SURGE TEST. • ENSAIO DE PERDA TG. • TERMOGRAFIA. 1.3.3. ANÁLISE ESPECTRAL(PREDITIVAS) 1.3.3.1. Importância da aplicação de análises espectral A análise espectral surge das exigências produtivas da empresa moderna: • As indústrias de processo contínuo devem manter seus motores em movimento. • Isto é obtido implementando um programa de manutenção preditivo (MP). • O MP requer investigações das falhas no estado incidente. • As falhas incidentes não se detectam por medições convencionais. • Para conseguir tais dados deve-se recorrer a análise espectral.


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1.3.3.2. 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. Fig 9-1 Transdutos

Coletor de dados

As vibrações são medidas fixando ao motor transdutos chamados acelerômetro que transforma a vibração em sinal de tensão que logo são filtradas e armazenadas.

O software complementar se encarrega de recolher as informações, melhorar, analisar e apresentar um relatório. 1.3.3.3. 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. Fig 12-1

Coletor de dados

Sonda de Corrente

As correntes são medidas por meio de uma sonda convencional de corrente, e são filtradas e armazenadas por um coletor de dados.

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% MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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A verificação de um isolante consiste basicamente em aplicar uma tensão (continua ou alternada) e verificar os valores da forma da corrente que passa através dela. Fig 15-2

Fig 15-1

VCC-VCA

ooo

Gerador de CC o CA

Isolante bobina

de

O isolante trabalha com dielétrico de um condensador (placas de cobre e ferro ou cobre e cobre), deixando passar a soma de duas correntes: • Por fora do dielétrico, camada de dispersão; • Por dentro do dielétrico, camada de condição.

Ensaio de verificação dos Isolantes. Ensaios com Corrente Contínua. Megôhmetro • Se aplica aos isolantes 500 VCC em máquinas de 380 V; • Em máquinas de maiores tensões pode-se chegar até 5000 V. Os megôhmetros de última linha são programados e são coletores de dados. Permitem trabalhar com software de resolução e realizar todos os ensaios com VCC: • Resistência de Isolação = VCC/ isolante; • Índice de polarização = M Ω a 10 minutos / M Ω a 1 minuto; • Saltos de tensão = tensões que se adicionam por escalas; • Obtenção de descargas, capacidades e correntes de condução. Resistência de isolação(M Ω) < KV+1. Índice de polarização > 2. As correntes não de devem subir. As capacidades devem ser iguais. Isolantes danificados ou contaminados As medidas com VCC não prejudicam os isolantes e permitem diagnosticar com certeza, salvo sobre aquecimento e falhas de origem mecânica. Ensaios de verificação do Isolamento. Ensaios de corrente alternada. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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Ensaios de Rigidez Dielétrica • A RD é a resistência do isolamento para suportar altas tensões sem danificar. • Utiliza-se para uma prova elevada tensões alternadas VCA= 2 x UN +1000. • É um ensaio destrutivo (passar ou não passar)e se usa na fábrica do motor. • Em caso de verificação de motores em serviços, usa-se a tensão nominal. Sinais de isolamentos danificados Nestes casos, ao realizar um ensaio de RD, as correntes que circulam pelo isolamento são medidos pela VCA, são instáveis ou aumentam em distintas proporções em três fases. µ A

Fase 1 ↓

Fase 2 ↓

Fase 3 ↓

Surge Test Utiliza-se um gerador de ondas de choque, que são pulsos de tensão e aplicam-se aos enrolamentos. A elevação se observa no osciloscópio e permite comparar as impedâncias das três fases.

Das bobinas distintas s

1.4. 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: MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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• 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. 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 1.5. LIMPEZA 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.


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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. 1.6. CLASSES TÉRMICAS:

15º

Acréscimo p/o ponto mais quente

15º

º

65

75

10º

5

8

10

12

∆T médio

(resist.)

75º

60º 4

4

40º

40º

A (105º)

E (120º)

80º 4

º

º

4 40º

B (130º)

4 40º

40º

F (155º)

H (180º)

TEMP. AMB.

1.7. REBOBINAMENTO 1.7.1. PROCEDIMENTOS E CUIDADOS a) Ter os dados de rebobinamento fornecidos pelo fabricante ou levantá-los com base no enrolamento queimado. b) Retirar o enrolamento. b.1) Cortar a cabeça de bobina do lado de saída dos cabos de ligação. b.2) Aquecer o estator em estufa até 200ºC no máximo (Não Queimar). b.3) Retirar as bobinas pelo lado não cortado. b.4) Fazer limpeza completa do estator (usar espátulas, lixas, imãs, etc. - Não usar jatos de areia ou granalha e queima com maçarico). b.5) Caso tenha ocorrido curto dentro das ranhuras, verificar se não tem chapas soldadas entre si. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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c) Providenciar materiais conforme dados de placa. d) Rebobinar o motor. e) Impregnar por imersão ou a vácuo (não usar gotejamento). f) Limpar ou pintar o motor. I - TESTES NO ESTATOR A) Fazer teste passagem (continuidade) Usar Ohmímetro/Multiteste Ohmímetro/Multiteste B) Teste de Tensão Aplicada (Verificar fuga de corrente para o estator) - 2 x Tensão nominal + 500 V antes Impregnação + 1000 1000 V após Impregnação Impregnação C) Medir a resistência do isolamento (usar megôhmetro). II) TESTE APÓS MONTADO A) Equilíbrio de corrente entre as fases. fases. B) Medir rotação do motor. O QUE OCORRE QUANDO O NÚCLEO DO CAMPO FOR DANIFICADO: ferro. • Aumento das perdas no ferro. • Aumento da temperatura temperatura final do motor. • Aumento da corrente a vazio. • Menor rendimento. • Alteração no fator de potência. • Redução da vida útil do motor. • Prováveis causas dos rolamentos devido à correntes no eixo. • Pontos quentes no estator. ORIENTAÇÕES PARA ARMAZENAMENTO DE ROLAMENTOS: 1 - Manter na embalagem embalagem original. 2 - Ambiente limpo, limpo, seco, isento de vibrações, goteiras. 3 - Temperatura 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 Empilhamento máximo 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). MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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10 - Rotatividade em estoque. 11 - Quando o rolamento estiver instalado no motor, girar mensalmente o eixo para renovar a lubrificação das pistas e esferas. 1.8. MANUTENÇÃO DOS ROLAMENTOS A) MOTORES SEM GRAXEIRA: 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 MOTORES COM COM GRAXEIRA: • Limpar o pino da graxeira. graxa indicada na relubrificação. • Adicionar metade da graxa • Funcionar motor. • Colocar o restante da graxa. OBS.: NÃO OBS.: NÃO RELUBRIFICAR MAIS QUE A QUANTIDADE INDICADA E EM MENOR TEMPO QUE O PREVISTO. • Não misturar tipos diferentes de graxas. 1.9. GRAXA LUBRIFICANTE LUBRIFICANTE 1- CARACTERÍSTICAS Existem grandes variedades de graxas com composição química diferente, formadas de óleo + sabão, onde temos: A - TIPO DE SABÃO SABÃO B - TIPO DE ÓLEO ÓLEO - Lítio - Mineral - Complexo de Lítio - Silicone - Comp Comple lexo xo de Cálc Cálcio io - Sint Sintét étic icoo - 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; MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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• Outros;

3 - CUIDADOS: • Não misturar graxas de composições diferentes. • Observar a graxa para cada ambiente e aplicação dos motores. recipiente da graxa evitando sua contaminação. contaminação. • Após utilizar, fechar o recipiente 4 - QUANTIDADE DE GRAXA: Para lubrificação de rolamentos, podemos usar a formula:

G = DXB  g  200

Onde: D = Diâmetro Externo do Rolamento [ mm]. B = Largura do Rolamento [ mm].

1.9.1. 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. 1.9.2. GRAXA PADRÃO WEG POLYREX EM - GRAXA DE POLIURÉIA ESPECIALMENTE DESENVOLVIDA DESENVOLV IDA 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 mancais operando a altas temperaturas. temperaturas. • Excepcional desempenho desempenho em mancais 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.


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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 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. 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. 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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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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. 1.10. RESISTÊNCIA DE ISOLAÇÃO 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 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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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Limites orientativos da resistência de isolamento em máquinas elétricas: Valor da resistência do isolamento 2MΩ ou menor

Avaliação do isolamento Ruim

< 50MΩ

Perigoso

50...100M Ω

Regular

100...500M Ω

Bom

500...1000M Ω

Muito Bom

> 1000MΩ

Ótimo

Figura 2.1.

Índice de polarização (relação entre 1 e 10 minutos): Índice de Avaliação do polarização 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


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1.11. MONTAGEM/DESMONTAGEM DE MANCAIS DE DESLIZAMENTO 1.11.1. 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. 1.11.2. 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 1.11.2).


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Figura 1.11.2. 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;

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.

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). - 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). MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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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. - 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.


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1.11.3. 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. NOTA: Carcaça ou casquilho são intercambiáveis desde que considerados completos (metades individuais não são intercambiáveis). 1.12. ALINHAMENTO/NIVELAMENTO A máquina elétrica deve estar perfeitamente alinhada com a máquina acionada, especialmente nos casos de acoplamento direto. Um alinhamento incorreto pode causar defeito nos rolamentos, vibrações e mesmo, ruptura do eixo. Uma maneira de conseguir-se um alinhamento correto é usando relógios comparadores, colocados um em cada semi-luva, um apontado radialmente e outro axialmente. Assim é possível verificar simultaneamente o desvio de paralelismo (Figura 12a) e o desvio de concentricidade (Figura 12b), ao dar-se uma volta completa nos eixos. Os mostradores não devem ultrapassar a leitura de 0,05 mm. Se o montador dispuser de experiência suficiente, pode conseguir as condições de alinhamento com um calibrador de folgas e uma régua de aço, desde que as luvas estejam perfeitas e centradas.(Figura 12c). Uma medição em 4 diferentes pontos de circunferência não poderá apresentar uma diferença maior que 0,03mm. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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Fig. 12a - Folga angular (paralelismo).

Fig. 12b - Folga radial (concentricidade).

Fig. 12c - Folga axial. No alinhamento/nivelamento deve-se considerar o efeito da temperatura sobre o motor e a máquina acionada. As diferentes dilatações das máquinas acopladas podem significar uma alteração no alinhamento/nivelamento durante o funcionamento da máquina. Após o alinhamento do conjunto e verificação do perfeito alinhamento (tanto a frio como a quente) deve-se fazer a pinagem do motor, conforme figura 12.1. Existem instrumentos que realizam o alinhamento utilizando raio laser visível e computador próprio com programas específicos que conferem alta confiabilidade e precisão no alinhamento de máquinas.

Figura 12.1. OBS: Os pinos, porcas e arruelas serão fornecidos com o motor quando solicitados.


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1.13. ACOPLAMENTOS 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 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). DESMONTAGEM DE POLIAS: Para desmontagem de polias recomenda-se o uso de dispositivos como o mostrado na figura 13.1., procedendo-se com cuidado para não danificar a chaveta e o assento da polia.

Figura 13 - Montagem de polias.

Figura 13.1. - 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 13.2. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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Figura 13.2. FUNCIONAMENTO: Evitar esforços radiais desnecessários nos mancais, situando os eixos paralelos entre si e as polias perfeitamente alinhadas (figura 13.3.). 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 13.4. - Tensões na correia. Figura 13.3. - Correto alinhamento das polias. A tensão na correia deverá ser apenas suficiente para evitar o escorregamento no funcionamento (figura 13.4.). 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). MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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-

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). DPMV − DPMT  = π −    1    ε ( MIxALFA) + 1 K = 1.1 x    ε ( MIxALFA) − 1 2 K x[1 − COS ( ALFA] + 1.21 x[1 + COS ( ALFA)] 18836,25 χ N FR = x ALFA

2

DPMTxRPM

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.

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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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1.13.1. 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 14 18

4+4=8 5 + 5 = 10 7,5 + 7,5 = 15

22 28

12 + 12 = 24 12 + 12 = 24

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. 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. A figura abaixo mostra um detalhe do mancal dianteiro coma a configuração básica do conjunto eixo / mancal e a folga axial.

A figura abaixo mostra em detalhes a carcaça do mancal, com a seta de indicação do centro magnético e as 03 marcas no eixo.

Fol a axial

Axial GAP

Fol a axial

Eixo Casquilha


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1.14. LUBRIFICAÇÃO FORÇADA – CONFIGURAÇÃO PADRÃO WEG UM SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO FORÇADA PARA MANCAIS DE DESLIZAMENTO

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.


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1.15. (*) SISTEMA ERMETO DE CONEXÕES

1.16. TEMPERATURA DOS ENROLAMENTOS Classe de Isolamento

A

B

E

F

H

Temperatura Ambiente

40

40

40

40

40

Elevação de Temperatura Método da Resistência

60

75

80

105

125

Diferença entre o ponto mais quente e a temperatura média

5

5

10

10

15

Temperatura do Ponto mais Quente

105

120

130

155

180


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1.16.1. AJUSTE DAS PROTEÇÕES TÉRMICAS DOS ENROLAMENTOS Recomenda-se que os relés sejam ajustados conforme indicado abaixo: CLASSE F: CLASSE H: ALARME: 140°C ALARME: 155°C DESLIGAMENTO: 155°C DESLIGAMENTO: 180°C Os valores de alarme e desligamento podem ser definidos em função da experiência, porém não devem ultrapassar aos indicados anteriormente. 1.16.2. AJUSTE DAS PROTEÇÕES TÉRMICAS DOS MANCAIS MANCAIS DE ROLAMENTOS Medida do anel de fixação ou mais próxima possível do mancal. ALARME: 90°C DESLIGAMENTO: 100°C MANCAIS DE DESLIZAMENTO Temperatura medida no casquilho ou no alojamento previsto para colocação da sonda. ALARME: 100°C DESLIGAMENTO: 120°C 1.17. PROTETORES TÉRMICOS PARA MOTORES 1.17.1. 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.

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) MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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1.17.2. 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. 1.17.3. TERMORESISTÊNCIA Aplicações: Monitorar temperatura dos mancais e dos enrolamentos. Características : - Tempo de resposta <5s. - 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.


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Resistências Calibradas: - PT 100 , NI 100 , CU 100. ºC 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

0 100.00 103.90 107.79 111.67 115.54 119.40 123.24 127.07 130.89 134.70 138.50 142.29 146.06 149.82 153.58 157.31

1 100.39 104.29 108.18 112.06 115.93 119.78 123.62 127.45 131.27 135.08 138.88 142.66 146.44 150.20 153.95 157.69

Fórmula: Ω - 100 = °C 0,386 2 100.78 104.68 108.57 112.45 116.31 120.16 124.01 127.84 131.66 135.46 139.26 143.04 146.81 150.57 154.32 158.06

3 101.17 105.07 108.96 112.83 116.70 120.55 124.39 128.22 132.04 135.84 139.64 143.42 147.19 150.95 154.70 158.43

4 101.56 105.46 109.35 113.22 117.08 120.93 124.77 128.60 132.42 136.22 140.02 143.80 147.57 151.33 155.07 158.81

5 101.95 105.95 109.73 113.61 117.47 121.32 125.16 128.98 132.80 136.60 140.39 144.17 147.94 151.70 155.45 159.18

6 102.34 106.24 110.12 113.99 117.85 121.70 125.54 129.37 133.18 136.98 140.77 144.55 148.32 152.08 155.82 159.55

7 102.73 106.63 110.51 114.38 118.24 122.09 125.92 129.75 133.56 137.36 141.15 144.93 148.70 152.45 156.19 159.93

8 103.12 107.02 110.90 114.77 118.62 122.47 126.31 130.13 133.94 137.74 141.53 145.31 149.07 152.83 156.57 160.30

1.18. DEFEITOS NOS ROLAMENTOS

Nesta foto, podemos observar os efeitos da corrosão por corrente elétrica nos roletes.


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9 103.51 107.40 111.28 115.15 119.01 122.86 126.69 130.51 134.32 138.12 141.91 145.68 149.45 153.20 156.94 160.67

Corrosão elétrica em toda a pista do anel interno.

Marcas da corrosão elétrica em uma parte da circunferência da pista do anel externo.

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. 1.19. 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. ÚNICO EQUIPAMENTO QUE CONSEGUE DETECTAR CURTOESPIRA ANTES DO TESTE.


32


33

1.20. RESISTÊNCIAS 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 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.

1.21. 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.


34

MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO


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2. 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 co rrente 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. 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 MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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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. 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 1.1. - Evolução do motor trifásico AEG - Relação - Peso/Potência (motor trifásico de 4kW e 02 pólos).


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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. 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 1.2. - Universo tecnológico em motores elétricos - Aplicabilidade de motores elétricos.


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MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

e rotor.

O motor de indução trifásico (figura 2.5a) é composto fundamentalmente de duas partes: Estator

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. 











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). 











Figura 2.5b - Motor indução trifásico (partes componentes - caixa de ligação).

Figura 2.5a - Motor indução trifásico (partes componentes).


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IDENTIFICAÇÃO DO MOTOR LINHA M M

G

F

560

A

LINHA DO MOTOR M - Linha Master TIPO DO ROTOR G - Gaiola A - Anel (Bobinado) SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO A - Aberto (Auto-Ventilado) F - Trocador de Calor Ar-Ar W - Trocador de Calor Ar-Água I - Ventilação Forçada (Independente) com Trocador de Calor Ar-Ar D - Auto-Ventilado por Dutos T -Ventilação Forçada (Independente) por Dutos L - Ventilação Forçada (Independente) com Trocador d e Calor Ar-Água V -Ventilação Forçada (Independente) Aberto CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 355 A 1000) FURAÇÃO DOS PÉS S, M, L, A, B, C, D, E

LINHA MASTER

• • • • •

POTÊNCIAS: 135 CV a 30.000 CV; CARCAÇAS: 355 a 1.000 (IEC); TENSÕES: 230 V a 13.800 V, 50 ou 60 Hz; GRAU DE PROTEÇÃO: IP23 a IPW55; ROTAÇÃO: 3.600 rpm até 300 rpm.

APLICAÇÕES:

• • • • • • •

MINERAÇÃO: britadores, moinhos, correias transportadoras, compressores, ventiladores, bombas, etc.; SANEAMENTO: bombas; PAPEL E CELULOSE: picadores, misturadores, desfibradores, refinadores, etc.; REFRIGERAÇÃO: compressores; CIMENTO: fornos e moinhos, transportadores, ventiladores, equipamentos vibratórios, etc; PETROQUÍMICA: bombas e compressores; SIDERURGIA.


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SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO (Carcaças 355 a 500) Trocador de calor ar-ar (MGF, MAF)

Trocador de calor ar-água (MGW, MAW)

SISTEMAS DE VENTILAÇÃO VENTILAÇÃO AXIAL (Carcaças 355 a 500)

• • • • •

Sem canais de ventilação radial; Menos cobre e chapas; Perdas Joule minimizadas; Ventilador centrífugo uni-direcional; Altos rendimentos e baixo nível de ruído.

VENTILAÇÃO RADIAL (Carcaças 560 a 1000)

•

Dois ventiladores internos que propiciam máxima refrigeração;

• •

Ventilação bi-direcional;

• •

Alta capacidade de dissipação térmica;

Carcaça em formato quadrado de fabricação mais rápida;

A colocação do estator na carcaça é feita de modo a reduzir problemas de vibração em potencial.


41

SISTEMAS DE VENTILAÇÃO (Carcaças 355 a 500)

Ventilação independente com trocador de calor ar-ar (MGI, MAI)

Ventilação independente motor aberto (MGV, MAV)

Ventilação independente com trocador de calor arágua (MGL, MAL)

Ventilação independente por dutos (MGT, MAT)

IDENTIFICAÇÃO DO MOTOR LINHA H H

G

F

450

A

LINHA DO MOTOR H - Linha High Performence TIPO DO ROTOR G - Gaiola SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO A - Aberto (Auto-Ventilado) F - Fechado (Ventilação Externa) CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 315 A 630) FURAÇÃO DOS PÉS L, A, B, C, D, E


42

APLICAÇÕES:

• • • • • • •

MINERAÇÃO: Britadores, moinhos, correias transportadoras, compressores, ventiladores, bombas, etc.

• • • • •

Resistência a corrosão;

SANEAMENTO: Bombas. PAPEL E CELULOSE: Picadores, misturadores, etc. REFRIGERAÇÃO: Compressores. CIMENTO: Fornos e moinhos, transportadores, ventiladores. PETROQUÍMICA: Bombas. SIDERÚRGICA: Bombas.

Construção robusta proporcionando alta resistência mecânica; Perfeito alinhamento entre estator e rotor, evitando vibrações; Tampa aletada em ferro fundido melhorando a dissipação térmica do mancal; Elemento de fixação/montagem zincados.

SISTEMA DE ENFRIAMENTO

IDENTIFICAÇÃO DO MOTOR LINHA AGA A

G

A

315

A

LINHA DO MOTOR A - Linha Aberto TIPO DO ROTOR G - Gaiola SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO A - Aberto (Auto-Ventilado) CARCAÇA (ALTURA DE EIXO 280 A 355) FURAÇÃO DOS PÉS L,A,B,C,D,E MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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IDENTIFICAÇÃO

• • • • • •

Número de série rastreável com marcação em relevo na placa de identificação e na carcaça; Placas adicionais indicando; Esquema de ligação; Sentido de rotação do motor; Identificação dos mancais; Dados de lubrificação dos mancais (tipo, intervalo de lubrificação e quantidade de lubrificante).

CAIXA DE LIGAÇÃO “OVERSIZED”

• • • • • •

Caixa de ligação com dimensões internas que excedem as exigidas pelas normas IEC; NEMA e ABNT; Girável em etapas de 90 em 90 graus; Terminal de aterramento interno; Grau de proteção IP55; Vedação de borracha para evitar entrada de umidade e poeira no interior do motor; Usar sempre prensa cabos.

CAPACITORES E PARA-RAIOS

• •

Instalação de capacitores e para-raios para proteção contra surtos de tensão; Grau de proteção IP55.

PICOS DE TENSÃO NA PARTIDA DO MOTOR

• •

O fechamento dos disjuntores causa um pico de tensão que pode ser prejudicial ao motor; Os capacitores e pára-raios instalados na caixa. De ligação do motor filtram o pico, protegendo o motor.

PICOS DE TENSÃO NA PARTIDA DO MOTOR

•

O fechamento dos disjuntores causa um pico de tensão que pode ser prejudicial ao motor;

•

A amplitude dos picos registrados nesse caso foi de até 2,8 vezes z tensão nominal.


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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). Esquema de ligação geral para motores de gaiola.

Esquema de ligação geral para motores de anéis.

Esquema de ligação geral para motores com pára-raios e capacitores.

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.


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ESQUEMA DE LIGAÇÃO DO ESTATOR

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. 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.

C1

Partida Fechado

Regime Fechado


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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. Partida

Regime

C1 C2

Fechado Aberto

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.

C1 C2 C3

Partida Fechado Fechado Aberto

Regime Fechado Aberto Fechado


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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 Fechado Aberto

C1 C2

Regime Fechado Fechado

d2) (Y/ ∆) Tensão menor.

C1 C2

Partida Fechado Aberto


C3

Fechado

Aberto

d3) (Y/ ∆) Tensão maior.

C1 C2

Partida Fechado Aberto


C3

Fechado

Aberto


48

E) PARTIDA SÉRIE-PARALELO e1) Partida série-paralelo ∆ / ∆∆ (12 cabos). Partida

Regime

C1

Fechado

Fechado

C2

Aberto

Fechado

C3 C4

Aberto Fechado

Fechado Aberto

e2) Partida série-paralelo ∆ / ∆∆ (9 cabos).

C1

Partida Fechado

Regime Fechado

C2 C3

Aberto Aberto

Fechado Fechado

C4

Fechado

Aberto

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.

C1

Partida Fechado

Regime Fechado

SIMBOLOGIA: C1, C2, C3 = Contatores. F1, F2, F3 = Fusíveis. FT1 = Relé de sobrecarga.


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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.

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


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ESQUEMA DE LIGAÇÃO DOS TERMOSTATOS

ESQUEMA DE LIGAÇÃO DOS TERMOSENSORES (PT100)

ESQUEMA DE LIGAÇÃO DOS TERMISTORES (PTC)


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ESQUEMA DE LIGAÇÃO NOS MANCAIS

RESISTÊNCIAS 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 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.

ACOPLAMENTOS

• 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 à 80°C.


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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.

•

FUNCIONAMENTO: evitar esforços radiais desnecessários nos mancais, situando os eixos paralelos entre si e as polias perfeitamente alinhadas.

A tensão na correia deverá ser apenas suficiente para evitar o escorregamento no funcionamento. NOTA: Correia com excesso de tensão aumenta o esforço na ponta de eixo, causando vibração e fadiga, podendo chegar até a ruptura do eixo. Deve ser evitado o uso de polias demasiadamente pequen estas provocam flexões no motor devido ao fato que a tra na correia aumenta à medida que diminui o diâmetro da poli

VIBRAÇÃO Pontos de medição


53

ROTOR Aspecto do espectro de corrente com presença de barras interrompidas.

ROTOR Variação de corrente devido a barras interrompidas no rotor. Proteção em função da corrente

Causas de sobreaquecimento 1. Sobrecarga nominal.

com

corrente

1,2

Só fusível corrente

Proteção com sondas térmicas Fusível e no motor protetor térmico

não protegido

protegido

protegido

não protegido

semi-protegido

protegido

não protegido

semi-protegido

protegido

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

não protegido

não protegido

protegido

não protegido

não protegido

protegido

2. Regimes de carga S1 a S8 EB 120. 3. Frenagens, reversões e funcionamento com partidas freqüentes. 4. Funcionamento com mais de 15 partidas por hora.

10. Aquecimento externo provocado rolamentos, correias, polias, etc. 11. Obstrução na ventilação.

por

MOTOR COM ROTOR BOBINADO FALHA NO ESTATOR

• •

Curso entre espiras na entrada da bobinagem devido a picos de tensão do contator a vácuo. Curto entre espiras pode ser identificado por sobre aquecimento em somente uma bobina da bobinagem.


54

ROLAMENTO SOBRE-AQUECIDO

•

Rolamento de rolo usado em uma aplicação da movimentação de correia sem conectar o RTD (PT100), causando uma falha maciça.

DANOS COMUNS A MOTORES DE INDUÇÃO 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.

DANOS CAUSADOS AO ENROLAMENTO

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.


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Curto entre fases: Esta foto mostra um defeito típico causado por uma falha de isolação entre as cabeças de bobinas de fases diferentes.

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.

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 semicondutores. 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. MOTOR COM ROTOR BOBINADO FALHAS TÍPICAS ESCOVAS

•

Face da escova mostra marcas de desgaste indicando pista dos anéis coletores inrregulares. PORTA ESCOVAS

•

Porta escovas queimadas pelo falseamento; Sobre aquecimento nas molas, dependendo das propriedades mecânicas. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

56

ANÉIS COLETORES

• •

Marcas de faíscamento na pista dos anéis coletores; A patina já está formada, mas esta marcada com sulcos e estrias.

ROTOR BOBINADO

• • •

Sinal de roçamento do lado traseiro, provavelmente por uma cunha solta; Curto circuito na bobinagem do rotor perto do ventilador; Pó preto espalhado pelo fluxo de ar para dentro dos canais de ventilação.

LINHA MASTER FALHA NO ESTATOR

• •

Falha à terra na bobinagem do estator Algumas cunhas estão levantadas pelo curto circuito gerando arraste entre rotor e estator.

PORTA-ESCOVAS Os alojamentos devem permitir a livre movimentação das escovas, porém folgas excessivas provocam trepidações e conseqüente faíscamento. A pressão das molas deverá variar entre 200 e 250g/cm2, salvo casos especiais. A distância entre o portaescovas e a superfície do comutador deverá ser aproximadamente 2mm, para evitar quebra das escovas e danos ao comutador.

•

Pressão das escovas de 200 à 250 g/cm².

ESCOVAS Para a escolha da qualidade de escova mais adequada a uma determinada aplicação consideram-se:

• • • •

Características da máquina (subcarga, carga normal, sobrecarga); Densidade de corrente; Velocidade periférica do coletor; Tipo de máquina; MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

57

• • • • •

Umidade (8 a 15g de água/m3 de ar. crítica abaixo de 2 e acima de 25g/m3); Pressão aplicada (eletrografite 250 gf/cm2); Ausência de vapores, graxas ou ácidos; Ausência de impurezas contidas na atmosfera; Vapores de silicone. (proibido em máquinas fechadas).

CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO

• • • •

Certifique-se que todas as escovas são da mesma qualidade; Certifique-se que todas as escovas tenham as cordoalhas de mesmo tamanho; V se as escovas se movem livremente nos porta-escovas; Assentar as escovas com uma lixa fina.

PATINA 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.

TROCA DAS ESCOVAS

• •

Limpar os porta escovas para retirar o pó de escova; Escova deve movimentar livremente no porta escovas.

DESEMPENHO DAS ESCOVAS/ANÉIS

• • • • •

Umidade relativa do ar de 8 à 15 g/cm³; Densidade de corrente de 10 à 14A/cm²; Temperatura das escovas de 70 à 100ºC; Pressão das escovas 200 à 250 g/cm²;

Uma patina perfeita reduzirá o atrito e consequentemente o desgaste.


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ASPECTOS DAS FACES DE CONTATO DAS ESCOVAS

S1 - Aspecto: Superfície impecável, uniforme, brilhante.

Boa condição de funcionamento

S3 - Aspecto: Superfície impecável, levemente porosa, brilhante.


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).

S15 - Aspecto: Formação de crateras.

Causas prováveis: sobrecarga elétrica, interrupções de contato.

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 portaescovas e/ou excesso de folga da escova no alojamento.

S21 - Aspecto: Depósitos de bronze.

Causas prováveis: incrustrações em conseqüência, p.ex.:, do arraste de bronze.

S23- Aspecto: Lascamentos.

Causas prováveis: forte ovalização dos anéis, as escovas trepidam operando em vazio.


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ESCOVAS ADEQUAÇÃO A CARGA Quando a máquina trabalhar continuamente com uma corrente de armadura inferior a nominal, deve-se determinar a densidade de corrente nas escovas através da fórmula: Je = I2 ( A/cm 2 ) ONDE: ____________________ I 2 - Corrente do rotor (A) nte x T x a nte - Número total de escovas ______ T - Medida tangencial da escova (cm) 3 a - Medida axial da escova (cm) PORTA ESCOVAS LEVANTÁVEL ESQUEMA DE LIGAÇÃO 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. 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


60

33 34 35

33 34 35 36 37 38 21 22 23 24 25 26 30 31

R

S T

6 7 8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

333435 3 6373 8 21 22 23 24 25 26 30 31

R

S T

6 7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

6

8

363738

21 22 23

R S T

2425 26

1

2

7

9 10 11

12 13 14

15 16 17

18 19 20

CLE

CCD

CCE

CLR

3

3 M

CLD

B C

A

Resistencia de Aquecimento 108W

C

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.


61

3 3343 5

2 4252 6 30 31 33 3 435 36 3 73 8 2 1 22 23

R

S T

6

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

33 34 35 36 37 3 8 21 2 223 2 4 252 6 30 31

R

S T

6

7

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

36 37 38

21 22 23

R

2 4 252 6

S

1

2

T

6 7

8

9 10 11

12 13 14

15 16 17

18 19 20

CLE

CCD

CCE

CLR

3

3

CLD

M

Resistencia de aquecimento 108W

OPERAÇÃO MANUAL:

SIMBOLOGIA CLD = Chave de torque para desligamento em sobre carga durante o abaixamento das escovas (ou inversão de fases). Se houver falha no CCD.


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CLE = Chave de torque para desligamento em sobre carga durante o levantamento das escovas (ou inversão das fases). Se houver falha no CCE.

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.

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. 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 curtocircuitamento 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). 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). MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

63

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.


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MONTAGEM 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.

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.


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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. 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.

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.


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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.

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.

PORTA-ESCOVAS LEVANTÁVEL TAMPA DE INSPEÇÃO


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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 BALANCEAMENTO

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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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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


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INSTRUÇÕES PARA A DETERMINAÇÃO DA CAUSA E ELIMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES ANORMAIS NO MOTOR NOTA: As 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 -

Não dá partida nem acoplado e nem desacoplado.

POSSÍVEIS CAUSAS CAUSAS -

-

Motor parte a vazio, mas falha ao se aplicar carga. Parte muito lentamente e não atinge rotação nominal.

-

corrente do estator oscila em carga com o dobro de freqüência de escorregamento, o motor apresenta zumbido na partida.

No mínimo dois cabos de alimentação estão interrompidos, sem tensão. Rotor está bloqueado. Problemas nas escovas. Mancal danificado.

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.

- A

-

Corrente a vazio muito alta.

- Aquecimentos

localizados no enrolamento do estator.

- Aquecimentos

rotor.

-

localizados no

Ruído anormal durante operação em carga.

Quando acoplado aparece ruído, desacoplado o ruído desaparece.

- Verificar

o painel de comando, os cabos cabos de alimentação, os bornes, o assentamento das escovas. gastas, sujas ou - As escovas podem estar gastas, colocadas incorretamente. - Substitua o mancal. 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 curtocircuito (anéis). - Verificar os cabos de alimentação. -

- Verificar

e consertar o enrolamento do rotor e dispositivo de curto-circuito. - As escovas podem estar gastas, gastas, sujas ou colocadas incorretamente.

-

Enrolamento do rotor está interrompido. Problemas nas escovas.

-

Tensão de alimentação muito alta.

-

Medir a tensão de alimentação e ajustála no valor correto.

-

-

Rebobinar. Refazer a ligação.

-

Curto-circuito entre espiras. Interrupção de fios paralelos ou fases do enrolamento do estator. Ligação deficiente.

-

Interrupções no enrolamento do rotor.

-

Consertar enrolamento do rotor ou substituí-lo.

-

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.

-

-

Causas mecânicas. Causas elétricas.

-

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. -

-

CORREÇÃO

- 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.


70

ANORMALIDADE

POSSÍVEIS CAUSAS CAUSAS 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. -

-

Enrolamento do estator esquenta muito sob carga.

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. -

-

Operação ruidosa quando desacoplado.

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. -

-

Motor de anéis funcionando a uma velocidade baixa com resistência externa desligada.

- Escovas mal assentadas. - Pressão baixa entre escovas e anéis. - Sobrecarga. - Anéis coletores em mau estado -

Faíscamento.

(ovalizados, superfícies ásperas, estrias...). - Escovas presas nos alojamentos. - Vibração excessiva. - Baixa carga provocando danificação aos anéis coletores.

CORREÇÃO - Abrir

e limpar os canais de passagens 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. - 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. -

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 condição de carga. - Assentar corretamente as escovas. -

Corrigir o assentamento da escovas e estabelecer a pressão normal. - Adequar a carga às características 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 condição de carga e usinar os anéis coletores. -


71

MANUTENÇÃO DE GERADORES


72

3. 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.

Fig. 3.1.1. - 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 Para N espiras teremos: e = B.l.v.sen(B^v) e = B.l.v.sen(B^v).N 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.


73

Fig. 3.1.2 - Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura fixa). Fig. 3.1.3 - Distribuição da Indução Magnética sob um Pólo. 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) f = freqüência (Hz) p = número de pólos 120 n = rotação síncrona (rpm) 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 4 6 8

3600 1800 1200 900

3000 1500 1000 750

10 720 600 Tabela 3.1.1 - Velocidades Síncronas.


74

ALTERNATIVAS DE GERAÇÃO OS NOVOS DESAFIOS PARA O PESSOAL DE MANUTENÇÃO Hidrelétricas

Termelétricas

Pequenas e mé dias centrais hidráulicas 30.000 KVA

Pequenas e mé dias centrais à vapor até 20.000 KVA

Co-geração Energia elétrica + vapor p/ processo Refrigeração, cozimento, etc. Motores ou turbinas à gás

          

Eólica

Grupo Geradores

Turbinas-geradores à vento Até 1 500 KVA

Gás (Base - 8 horas/dia) Diesel (Emergência / Ponta) até 1.900 KVA

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. FORNECIMENTOS:

1 3

ESTATÍSTICAS (MW PRODUZIDOS) - até Maio/00 UANTIDADE POTÊNCIA MVA TIP HIDRAULICAS 5 14 TÉRMICAS 10 22 EÓLICAS 12 8 26.12

DIESEL TOTAL

4.42 4.878


75

26.120 4.426

53

1

142

105

228

120

2

3

UANTIDADE

82

4

POTÊNCIA MVA

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 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. 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.


76

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; • 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. GTA.315MI31S04 • NÚMERO DE PÓLOS.


77

1,0 0,9 0,8 g n i t a r e D e d r o t a F

0,7 0,6 0,5

0

5

10

15

20

25

30

Distorcão Harmônica Total da Corrente da Carga (%)

Factor de Derating para alimentação de cargas não lineares (no breaks, conversores, ...) 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;

• • • •

Regulador de tensão encapsulado, apto a operar sob níveis elevados de vibração;

Facilidade de manutenção da corrente de curto circuito, devido a presença de bobina auxiliar para alimentação do regulador de tensão; Facilidade de manutenção (máquinas mais robustas, acesso aos diodos e regulador de tensão); 50 e 60hz; Mancal único.

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.


78

Gerador Modelo GTA com Bobina Auxiliar (padrão)

Regulador de Tensão

Gerador Modelo GPA com Excitatriz Auxiliar (especial - sob pedido) Regulador de Tensão

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

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

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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

79

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 Esquemas de Ligação Verifique a seguir os esquemas de ligação possíveis dos bornes principais (força) acessórios e proteções. PROTEÇÃO DOS MANCAIS

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. PROTEÇÃO DOS ENROLAMENTOS

Para sensores do tipo PTC e termostatos troca-se a numeração conforme consta na legenda. sensores 2 por fase serão acrescidos sufixos sendo: “a” para alarme, e “d” para desligamento.


80

Para

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

Atenção

para a localização dos cabos de ligação E1 e E3/4 (tensão de referência do regulador de tensão).

60Hz

50Hz

L-L L-N E1 - E3/4 L-L L-N E1 - E3/4

Triângulo Série 2

TENSÃO ( V ) 220 – 240 127 – 139 220 – 240 190 – 200 110 – 115 190 – 200

380 - 415 440 - 480 220 - 240 254 - 277 190 - 207 220 - 240 380 – 400 220 – 230 190 – 200

220 – 240 – 220 – 240 200 – 220 – 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. - 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). MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

81

Ligações Possíveis para Geradores com 6 Terminais Tensão única (carcaças 400 a 560) Estrela

Triângulo

Atenção para a localização dos cabos de ligação E1, E2 e E3/4 (tensão de referência do regulador de tensão).

60Hz

50Hz

L-L L-N E1 - E3/4 L-L L-N E1 - E3/4

220 - 240 127 - 138 220 - 240

380 - 415 220 - 239 380 - 415 380 - 400 220 - 230 380 - 400 (E2)

TENSÃO (V) 440 - 480 254 - 277 440 - 480

220 - 240 220 - 240 (E1) 190 - 220 190 - 220 (E1)

PLACA DE

BORNES

- E1 e E3/4 - Tensão de Referência para o Regulador de Tensão (Ver Manual do Regulador de Tensão).


82

Ligações Monofásicas Possíveis para Geradores Trifásicos com 12 Terminais Monofásico Zig-zag

Monofásico Zig-zag Série

Monofásico Triângulo

Atenção

para a localização dos cabos de ligação E1 e E3/4 (tensão de referência do regulador de tensão).

L-L E1 ou E2 - E3/4 L-L 50Hz E1 ou E2 - E3/4 60Hz

TENSÃO (V) 440 - 480 440 - 480 380 - 400 380 - 400

200 - 240 200 - 240 190 - 220 190 - 220

220 - 240 220 - 240 190 - 220 190 - 220

PLACA DE BORNES

- E1 e E3/4 - Tensão de Referência para o Regulador de Tensão (Ver Manual do Regulador de Tensão).


83

REGULADOR DE TENSÃO GRT7-TH4 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. 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. 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 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.


84

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Modelo 4 H T 7 T R G

Característica Corrente nominal de operação Corrente de pico (máx. 10s.) Entrada analógica ±9Vcc Ajuste Droop p/ operação paralela Certificação CSA Realimentação Alimentação da potência Tensão de saída¹ Resistência de campo @ 20ºC Regulação estática Resposta dinâmica ajustável Freqüência de operação Proteção de subfreqüência (U/F) Ajuste interno de tensão Ajuste externo de tensão Temperatura de operação Supressão de EMI Peso aproximado

7A 10A

P 4 H T 7 T R G

10A 16A não

E 4 H T 7 T R G

7A 10A

E P 4 H T 7 T R G

5 H T 7 T R G

10A 16A

7A 10A sim não sim não sim não não não não 170 a 280Vca ou 340 a 560Vca 170 a 280Vca (1∅ ou 2∅) 76.5 a 126Vcc 6 até 50Ω 0,5% 8 a 500ms 50 ou 60Hz ajustável ± 15% ± 15% 0° a + 60ºC Filtro EMI 480g

ETIQUETA DE IDENTIFICAÇÃO

Modelo Alimentação da Potência Tensão de Excitação Freqüência de Operação

Corrente Nominal Realimentação de Tensão

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.


85

DIAGRAMA DE BLOCOS Valor de referência

Campo de excitação

PID

+ +-+

Entrada analógica ± 9 Vcc¹

Escorvamento automático

Estágio de potência

U/F

Realimentação

DROOP²

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 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 (5k Ω /3W) nos bornes 6 e 7. OPERAÇÃO 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


86

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. 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. 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. ) a c V ( a d í a s e d o ã s n e T

) a c V ( a d í a s e d o ã s n e T

Un

U/f

Un

U/f

Freqüência (Hz) 50

45

Freqüência (Hz) 54

60

Fig. 1 - Modo de operação U/F 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. S

IS

Fig. 02

R

RT

T

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.

¹ Somente nos modelos TH4


87

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. DIAGRAMA DE CONEXÃO Conexão do gerador sem bobina auxiliar N

N R

TC de paralelismo relação In/5A ¹ P2 P1

Gerador

S1

Gerador

S

S2

R

TC de paralelismo relação In/5A ¹ P2 P1 S1

S

S2

T

T

F-

Campo da Excitatriz

Chave singelo/paralelo ¹

F+ E1 E2 3 E3/4

F+ FEntrada ± 9V ³

1

2

GRT7-TH - +

7 6

J1

A B

F-

Aberta: paralelo Fechada: singelo

Campo da Excitatriz


F+ E1 E2 3 E3/4

F+ FPotenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² 5kΩ/3W

Entrada ± 9V ³

Ligação em gerador de 170 a 280 Vca

1


2

GRT7-TH - +

7 6

J1

A B

Potenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² 5kΩ/3W

Ligação em gerador de 340 a 480Vca

Conexão do gerador com bobina auxiliar N TC de paralelismo relação In/5A ¹ P2 P1

Gerador

S1

S2

N

R

TC de paralelismo relação In/5A ¹ P2 P1

Gerador

S

S1

S2

T

F-

Campo da Excitatriz

F+

Bobina auxiliar

F+ FEntrada ± 9V ³

1

GRT7-TH - +

A B

F-


2 7 6

J1

S T


E1 E2 3 E3/4

R

Campo da Excitatriz

F+

Bobina auxiliar


E1 E2 3 E3/4

F+ FPotenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² 5kΩ/3W

Entrada ± 9V ³

Ligação em gerador de 170 a 280 Vca

1


2

GRT7-TH - + A B

7 6

J1

Potenciômetro de ajuste externo de tensão¹ ² 5kΩ/3W

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.


88

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)

Vista de cima

Vista de frente 115,0 39,0

P1

1

2

7

6

F+ F-

3

E3/4

50Hz 60Hz

P4 P3

164,0

E1 E2

100,0

P5

Detalhe do furo de fixação

P2 A B

a n E a n l t r ó g a + c i d a a

-

E1 E2

5,5mm ∅ 1

2

7

6

F+

F-

3

E3/4

145,0

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 6e7 : 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

¹Presente somente nos modelos TH4 ²Somente nos modelos TH4 E e TH4 PE


89

DEFEITOS, CAUSAS E SOLUÇÕES Defeito

Causa

- Seqüência das fases (R-S-T) - Há circulação de reativos entre conectados errados; os geradores quando operando - TC conectado invertido; em paralelo. - Ajuste do Droop muito baixo;

Solução - Conectar a seqüência das fases corretamente; - Polarizar TC na fase corretamente, conforme abaixo: S1

S2 Carga

Gerador P1

P2

- Aumentar o ajuste do Droop girando P2 para o sentido horário; - 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;

- Tensão residual muito baixa; - Bornes I (+) e K (-) invertidos;

- Com o regulador ligado, usar bateria externa (12Vcc) para para forçar excitação; (*) - Inverter I (+) e K (-);

- Dinâmica desajustada; - Tensão de excitação do gerador muito pequena;

- Ajustar trimpot´s P3 e P4; - Colocar resistor 10Ω /100W em série com o campo; 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;

- Tensão gerada diminui quando aplicada carga e, não retorna.

- Gerador não escorva.

- Tensão gerada oscila a vazio.

(*) 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 Gerador Weg Linha G.


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REGULADOR DE TENSÃO BASLER AVC63-7 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.

I

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”) ( “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 tensão (queima do elemento de potência) ou falha de referência. referência. 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 51 512 a 20 2000kVA-Baixa te tensão

27,32,40,46,49,52,59,81,87

Até 2000kVA

52.59 (*)

Até 2000kVA operando operando em paralelo

32,49,59 e 52 (*)


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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

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. ENSAIOS

• •

100% das máquinas são ensaiadas; Cada máquina é ensaiada com seu respectivo regulador de tensão que já sai ajustado de fábrica.

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 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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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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 GRAU DE QUALIDADE

ROTAÇÃO NOMINAL (rpm)

N

De 600 até

1800 Maior que 1800 até 3600 De 600 até R 1800 Reduzido Maior que 1800 até 3600 De 600 até S 1800 Especial Maior que 1800 até 3600

VALORES MÁXIMOS DA VELOCIDADE EFICAZ DE VIBRAÇÃO PARA UMA ALTURA DE EIXO H (mm) H De 56 até 132 Maior que 132 Maior que 225 até 225 até 400 1,8 1,8 2,8

Normal

1,8

2,8

4,5

0,71

1,12

1,8

1,12

1,8

2,8

0,45

0,71

1,12

0,71

1,12

1,8

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 %. RENDIMENTO: - Define a eficiência na qual está sendo transformada a energia mecânica em elétrica. EQUILIBRIO DE FASES: - Verifica o equilíbrio das tensões geradas.


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COLOCAÇÃO DO CALÇO DE BOBINA BOBINA AUXILIAR - FIO ENCAPADO 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.

CALÇO DA CABEÇA DE BOBINA DO ROTOR CRIA CANAIS DE VENTILAÇÃO E AUXÍLIA NO ESTILAMENTO DAS BOBINAS. OS CALÇOS SÃO DE POLIAMIDA 6.6 COM 33% DE FIBRA DE VIDRO.

ROTOR DA EXCITATRIZ

BOBINAGEM CONTÍNUA IMPREGNADO POR GOTEJAMENTO COM RESINA POLIESTER

MANCAIS Mancal único

Mancal duplo


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ACABAMENTO - MEDIDA G MUITO IMPORTANTE PARA GARANTIR AS FOLGAS DO CONJUNTO MOTOR DIESEL E GERADOR. M EDIDA G DISCO DE AC OPLA M ENTO

SA E

G (MM)

PA (MM)

8

61,9

263,4

10

53,9

314,2

11,5

39,6

352,3

14

25,4

466,6

18

15,7

571,4

TROCA DOS DISCOS DE ACOPLAMENTO NOVO PROJETO PARA A TROCA DOS DISCOS.

NÍVEIS DE VIBRAÇÃO


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OPERAÇÃO EM PARALELO 1º PASSO: Um TC (IN/5A) deve ser instalado na fase S e ligado aos terminais 1 e 2 do regulador.

U 1 U2 W2 V1 V W1

V2

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. 5º PASSO: Colocar em operação. SITUAÇÃO

POSSÍVEIS CAUSAS

SOLUÇÃO PROPOSTA

Dificuldade para compensar reativos (P2 – Ajuste de Droop).

TC invertido, conectado em fase Verificar a ligação do TC, em que fase diferente de S ou Relação de está ligado e se a especificação está Transformação ≠ In: 5 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 reativos pelo sistema.

Ajustar o potenciômetro de droop (P2) no regulador de tensão certificando-se que a tensão entre as máquinas sejam exatamente iguais.

Circulação de Corrente pelo Neutro.

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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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ANORMALIDADES O Gerador não excita CAUSA

SOLUÇÃO

Fusível queimado.

Troca do fusível.

Ligação dos cabos da excitatriz principal f+ e f- Inverta a ligação. invertida. Regulador de tensão não funciona.

Verifique as ligações, ajuste ou troque o regulador. Verifique os enrolamentos e os diodos e se o resultado indicar que os geradores tem problemas, consulte o manual do mesmo.

Diversos

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 Ligação da tensão de referência invertida.

SOLUÇÃO 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.


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MANUTENÇÃO DE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA


98

4. 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.


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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) TIPOS DE VENTILAÇÃO


100

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. - 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.


101

- 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.

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.

Figura 2.1.1. - Principais partes construtivas.


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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 acionado 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


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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 (C1C2), 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.

Figura 2.4.1. - Construção de uma Máquina de Corrente Contínua.

Figura 2.4.2. - Ligação de uma Máquina de Corrente Contínua.

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. 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. Tornase então, necessário a inversão da corrente na espira para que tenhamos um movimento contínuo. 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.


104

Figura 2.5.1. - Forças que atuam em uma espira imersa num campo magnético, percorrida pela corrente de armadura.

Figura 2.5.2. - Circuito equivalente de uma Máquina CC.

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. n - rotação. Φ - fluxo magnético. E = n . Φ . CE CE - constante. (1) A soma das forças que atuam sobre os condutores do induzido cria o conjugado eletromagnético dado por: IA - corrente de armadura. C = Cm . Φ . IA Cm - constante. (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: UA - E - I A R A = 0

(3)

RA - resistência do circuito da armadura. UA - tensão de armadura. IA - corrente de armadura.

Das equações (1) e (3) pode-se obter uma relação que fornece a velocidade da máquina em função das outras grandezas envolvidas. n=

E

= UA - I A R A

(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. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

105

TIPOS BÁSICOS DE EXCITAÇÃO 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). UE - tensão de campo. IE - corrente de campo. Figura 2.6.1. - Diagrama elétrico de uma Máquina CC ligação independente.

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 - rotação nominal. nN Pn - potência nominal. No controle de campo, para IA = constante, o torque é inversamente proporcional à rotação e a potência é constante. C = Cn nN Cn - conjugado nominal. 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 2.6.2. - 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.


106

Excitação Série Na figura 2.6.3. 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.

Figura 2.6.3. - Diagrama elétrico de uma máquina CC ligação série.

Figura 2.6.4. - Curva característica do motor série.

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 2.6.4). 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. 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 2.6.5). Na maioria dos casos os dois enrolamentos são acoplados de forma que os fluxos magnéticos se adicionem.

Figura 2.6.5. - Diagrama elétrico de uma máquina CC de excitação composta.

Figura 2.6.6. - Curva característica do motor de excitação composta.

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 2.6.6). MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 1 – Desconecta-se todas as ligações do motor na caixa de ligação. 2 – Levanta-se as escovas. MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

107

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.

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. 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. 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. • 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.

Entrada de ar

Ventilador • Verificar sempre o sentido correto de rotação do ventilador.

Saída de ar MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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PORTA-ESCOVAS

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.

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. 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). 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.


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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 SUP. ESC/SUP. T a

- Corrente de armadura - Número de suportes - Número esc. por suporte - Medida tangencial escova - 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.

Retirada de todas as escovas de duas pistas. Original 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.


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TIPOS DE ESCOVAS 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. 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); 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). 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.


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NÍVEIS DE FAISCAMENTO

FATORES QUE INFLUENCIAM FAISCAMENTO: • Qualidade da escova; • Pressão da mola; • Condições do Comutador; • Condições dos Porta-escovas; • Zona neutra; • Ajuste de Entreferros; • Carga; • Acionamento; • Ambiente.

NO

CARACTERÍSTICAS DOS COMUTADORES

P2

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.

P4

P6


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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.

P12

P14

P16

P22

P24

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.

P26

P28

P42

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.

P46


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QUEIMADURAS

B2

B6

B8

B10

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).

T10

T12

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).

T14

T16

T18

R2

R4

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.


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DEFEITOS NAS LAMELAS

L2 - LÂMINA SALIENTE L4 - LÂMINA RETRAÍDA L6 - ISOLAÇÃO ENTRE LÂMINAS (MICA SALIENTE L8 - REBARBA NAS ARESTAS L10 - COBRE ARRASTADO OU BATIDO

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.


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ASPECTOS DAS FACES DAS ESCOVAS

S1 - Aspecto: Superfície impecável, uniforme, brilhante


S3 - Aspecto: Superfície impecável, levemente porosa, brilhante.


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 portaescovas 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.


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ESQUEMAS DE LIGAÇÃO EXCITAÇÃO INDEPENDENTE

EXCITAÇÃO COMPOSTA

EXCITAÇÃO SÉRIE

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%. BALANCEAMENTO Sempre que o rotor sofrer algum reparo deverá ser balanceado. PRINCIPAIS CAUSAS DE QUEIMA • Falta de manutenção (sujeira); • Falta de ventilação; • Sobrecarga; • Proteções não ligadas; MANUTENÇÃO DE MOTORES DE ALTA TENSÃO, CORRENTE CONTÍNUA E GERADORES WEG

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• Sobre velocidade; • Vibração excessiva.

DEFEITOS EM MOTORES CC DEVIDO A FALTA DE MANUTENÇÃO BASE NÃO APROPRIADA • Base de aço com pouca rigidez, provocando amplificação de vibração. • Base de ferro fundido, mostra melhor rigidez. 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. LIMPEZA • Excesso de pó e sujeira no interior do motor. • Excesso de pó no filtro de ar. • Excesso de pó nas pás do ventilador. 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. ANTES E DEPOIS • Motor sem qualquer manutenção preventiva. • Excesso de sujeira no seu interior. • Após devida manutenção o interior do motor limpo. VERIFICAÇÃO DAS ESCOVAS • Escova gasta demais riscando o comutador. • A cordoalha da escova risca o comutador. MOTOR CC – DISPAROU


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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).


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PLANO DE MANUTENÇÃO COMPONENTE SEMANALMENTE

MENSALMENTE

SEMESTRALMENTE

CADA 3 ANOS (revisão completa)

- 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 - Examinar as reposição. - Verificar se o desgaste é normal e escovas quanto Escovas e ao desgaste e a a mobilidade no porta-escova. portamobilidade e o Escovas lascadas ou quebradas escovas. estado dos devem ser substituídas. porta-escovas. - Remover algumas escovas e verifique a superfície em contato com o comutador. Áreas escuras indicam problemas na comutação. - Limpar as escovas e os portaescovas aspirando o pó ou com jato de ar seco. - Verificar a formação da pátina, devendo estar com uma coloração levemente enegrecida e brilhante. - Sentir a trepidação das escovas - Verificar o com um bastão de fibra colocado estado e o Comutador. sobre a escova. Escovas saltando desgaste do provocam faíscamento, comutador. aquecimento e desgaste excessivo do comutador e escovas. - Neste caso o comutador deverá ser usinado. - Observar se não há vazamentos de graxa nos assentos dos rolamentos. Se houver, corrigir antes de pôr a máquina em funcionamento. Rolamentos/ - Verificar o ruído nos rolamentos. mancais. Se o rolamento apresenta ruídos progressivos, deve ser substituído na próxima parada. - Relubrificar, se for o caso, conforme tabela II. - Limpar conforme item 4.8. Filtro de ar. - Trocar quando necessário.

ANUALMENTE (revisão parcial)

- Verificar

o desgaste da superfície e o estado da pátina.

- Verificar

o ruído em todos os rolamentos. Retirar os anéis externos e inspecionar o estado da graxa. Respeitar tabelas de período de lubrificação.

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. - Verificar pressão, vazão, filtros, etc. - 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.

-

Controle minucioso dos mancais, respeitar as tabelas de período de lubrificação.

-

-

Enrolamentos de carcaça e armadura.

- Ventilação.

-

Motor completo.

- Verificar

os níveis de vibração, valores de até 4,0mm/seg são admissíveis. Observar se existe algum ruído anormal.

-

-

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.


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3 - Apostila Manutenção Motores Elétricos.pdf

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