Falhas e análises de motores elétricos

Os motores assíncronos são o tipo de motor elétrico mais utilizado atualmente no ambiente industrial. Eles são conhecidos por suas vantagens, como baixo preço de compra, alta eficiência, regulamentação fácil e construção simples, mas robusta.

Apesar de sua alta confiabilidade, os motores assíncronos sofrem de algumas falhas nas peças da máquina. Podemos dividir as falhas de um motor de indução em falhas mecânicas e elétricas, bem como falhas de estator, rotor e rolamento.

Vamos começar com as falhas de rolamentos.

Todas as partes do rolamento estão sujeitas a degradação. A causa da falha do rolamento pode ser considerada como tensão mecânica durante a rotação e as correntes elétricas no rolamento. O estresse mecânico pode ser causado por má instalação, má montagem ou uso inadequado, sobrecarga e má manutenção. As correntes elétricas no rolamento podem ser causadas por tensões potenciais (devido a circuitos assimétricos ou fontes de alimentação) e correntes capacitivas (causadas pela frequência de pulso do controle de fonte de alimentação de conversores).

Todas as falhas mecânicas (e algumas elétricas) do motor têm uma assinatura única no espectro de vibração da máquina e podem ser detectadas por análise de vibração. Falhas como desalinhamento, frouxidão, desequilíbrio e falhas de rolamento são diagnosticadas usando as mesmas regras que se aplicam a todas as outras peças de máquina.

Algumas falhas elétricas também podem ser detectadas no espectro de vibração. Você deve medir o motor com e sem fonte de alimentação para encontrá-los. Algumas assinaturas de vibração podem desaparecer quando a energia está desligada - aquelas com origem elétrica. Você também pode se concentrar na frequência exata dos picos no espectro. Se você encontrar um pico na frequência exata de sua fonte de alimentação (por exemplo, 60Hz e mais frequentemente em suas frequências harmônicas), é provavelmente um problema elétrico, porque há sempre algum deslizamento em um motor elétrico carregado e o motor não está funcionando em sua frequência de rotação exata.

As falhas elétricas (e algumas mecânicas) do motor têm uma assinatura única no espectro de frequência da corrente do motor. O método MCSA pode detectá-los. MCSA significa Análise de Assinatura de Corrente do Motor.

Os motores elétricos geram bandas laterais excessivas que distorcem o espectro de frequência. Cada falha tem sua própria assinatura específica. As falhas individuais podem ser distinguidas umas das outras por suas bandas de amplitude e frequência ou outras assinaturas.

Este método é baseado na medição da corrente do estator de uma ou mais fases no domínio do tempo e sua análise espectral subsequente.

Falhas do estator

Falhas de enrolamento de estator causam a maioria dos problemas em estatores. O isolamento de enrolamento rompido é a falha do estator mais comum. O MCSA pode detectar isolamento rompido entre as curvas, o que pode levar ao isolamento rompido entre as fases, o que é fatal para o motor. O estresse térmico tem o maior efeito na vida e na qualidade do isolamento. Outro efeito indesejável é o esforço elétrico da tensão transitória. Com o uso crescente de inversores de partida suave, pulsos de tensão de onda quadrada são modulados na saída do inversor.

Falhas do rotor

O rotor de um motor assíncrono consiste em um eixo, folhas isoladas pressionadas no eixo para formar o circuito magnético do rotor e enrolamentos. Na maioria dos casos, o enrolamento do rotor consiste em uma estrutura de gaiola formada por barras conectadas nas extremidades.

Excentricidade do rotor (ou seja, a desigualdade do espaço de ar entre o rotor e o estator) e a interrupção da barra do rotor são as falhas mais comuns. Essas falhas podem ser causadas pelo uso de materiais de baixa qualidade, sobrecarga ou partidas pesadas. No caso de barras de rotor, a falha pode aumentar a resistência da barra ou romper completamente o circuito da barra. As falhas da barra do rotor resultam principalmente na deterioração do arranque do motor e na geração de correntes parasitas. Além disso, a barra rompida causará falhas adicionais em outras barras porque a corrente nelas será maior devido ao caminho atual da barra em falha (onde uma barra está rompida).

O Analisador de vibração ADASH VA5 Pro oferece a capacidade única de analisar a vibração e a corrente em um único dispositivo. Além disso, o módulo MCSA amplia os recursos do analisador e permite analisar a assinatura atual do espectro - com base em seu conhecimento e experiência, ou você pode usar a função de detecção automática. Isso é semelhante à ferramenta de identificação automática de fonte de falhas ADASH FASIT para análise de vibração. O analisador de vibração VA5 pode detectar automaticamente as principais causas de falhas, como desequilíbrio, frouxidão, desalinhamento e falhas de rolamento. O módulo MCSA do VA5 Pro pode identificar automaticamente falhas de rotor e estator, excentricidade, barras de rotor rompidas e qualidade de energia.