01 Controlo de Condição de Motores Elétricos - uma perspetiva

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Diagnóstico de Motores Eléctricos 1

• Controlo de Condição de Motores Elétricos
• Uma perspetiva

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PROGRAMA DE FORMAÇÃO 2020
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Conteúdo do curso

• 01 Diagnóstico de Motores Eléctricos Controlo
  de Condição de Motores Elétricos uma perspetiva
• 02 Diagnóstico de Motores Eléctricos Princípio
  de Funcionamento
• 03 Diagnóstico de Motores Eléctricos Modos de
  Falha
• 04 Diagnóstico de Motores Eléctricos Frequência
  das vibrações
• 05 Diagnóstico de Motores Eléctricos Tipos de
  anomalias elétricas e suas vibrações
• 06 Diagnóstico de Motores Eléctricos Tipos de
  anomalias mecânicas e suas vibrações
• 07 Diagnóstico de Motores Eléctricos Pata coxa
• 08 Diagnóstico de Motores Eléctricos A Análise
  de Corrente
• 09 Diagnóstico de Motores Eléctricos Medição de
  tensão no Veio
• 10 Diagnóstico de Motores Eléctricos Medição de
  Temperatura
• 11 Diagnóstico de Motores Eléctricos Vibrações
  em motores DC
• 12 Diagnóstico de Motores Eléctricos Proteção
  de rolamentos em motores accionados por
  variadores de frequência.
• 13 Diagnóstico de Motores Eléctricos Introdução
  à ISO 209582013 Análise de assinatura elétrica
  de motores de indução trifásicos
• 14 Diagnóstico de Motores Elétricos pela técnica
  de comparação com modelo matemático MCM

5
Tecnologias preditivas

Vibrações
Medição de tensão em veios
Emissão acústica
Análise de motores elétricos
Termografia
Ultrassons
6
Tecnologias corretivas

Equilibragem no local
Alinhamento de veios
Proteção de rolamentos
Calibração de cadeias de monitorização de
vibrações
7
(No Transcript)
8
Controlo de Condição de Rolamentos por medição de
impulsos de choque
10 20 30 40 50
Existe desde há...
anos ...
9
E no entanto ...
10
Controlo de Condição
Motores Eléctricos Trifásicos Corrente
Alterna Rotor em Gaiola de Esquilo
11
ANOMALIAS
12
PERCENTAGEM DE AVARIAS

• - Anomalias no rotor 10
• - Anomalias no estator 35
• Chumaceiras 42
• Outros problemas - 13
• Fonte 1985 Estudo da General Electric

13
CONCLUSÃO

• Para se detectarem as múltiplas anomalias
  possíveis num motor eléctrico tem de se utilizar
  diversas técnicas de controlo de condição.
• O controlo de condição por vibrometria responde
  ás necessidades de detecção de anomalias
  mecânicas.
• A análise de corrente de alimentação detecta as
  anomalias eléctricas no rotor.
• Não existe ainda nenhuma técnica, que reúna o
  consenso dos especialistas da área, para a
  detecção, em funcionamento, de avarias no
  estator.

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Sintomas Técnicas

• Ruído
• Vibrações
• Temperatura
• Anomalias na Corrente de Alimentação
• Vector de Park
• Assimetrias do Campo Electromagnético
• Passagem de corrente nas chumaceiras
• Descargas Parciais

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Ruído
Susceptível a interferências de outras fontes
Existe uma relação estrita entre o nível de ruído
e o de vibração,
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Sintomas Vibratórios
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Técnicas de Detecção de Vibrações

• Medição do Nível Global
• Medição de banda de altas frequências em
  aceleração
• Análise por Bandas
• Envelope

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Medição do Nível Global
Desquilíbrio
Desalinhamento
Folgas
Rolamento 1
Rolamento 2
19
Medição de banda de altas frequências em
aceleração
Desquilíbrio
Desalinhamento
Folgas
Rolamento 1
Rolamento 2
20
Bandas de Frequência
Dividir o espectro em bandas de frequência de
acordo com as anomalias que possam aparecer na
máquina
21
Bandas de FrequênciaTendência individual
22
Análise por Bandas em M.E.
23
Envelope
Forma de onda antes do filtro
Forma de onda depois do filtro
24
Detecção de Anomalias Mecânicas
A implementação de tarefas de manutenção
preventiva, base tempo, para responder a
receios das avarias com origem em anomalias
mecânicas, não tem justificação técnica
25
Medição de Temperatura da Carcaça
26
Influência do sobreaquecimeto
Um desequilibrio de 5 entre fases provoca uma
subida de temperatura de 10ºC nos enrolamentos do
estator o que reduz a vida do motor para metade.
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Temperatura Normalizada
Registo da temperatura nos diferentes pontos de
medição
Tpt - Temperatura medida Tamb - Temperatura
ambiente
Tpt - Tamb
Tn
X 100
Carga
TBI
TSI
TSC
TSO
TBO
TTH
TAF
28
Análise de Corrente de Alimentação
Mediante a análise em frequência - detecção de
pontos de elevada resistência no rotor
Colocação da Pinça Amperimétrica directamente no
cabo de alimentação do motor ou no quadro
eléctrico.
29
Análise de Corrente de Alimentação
Frequência a Controlar Banda lateral de 50
Hz(FR FPP) FR - Frequência da rede 50 Hz
FPP - Frequência de passagem de pólos
( frequência de escorregamento x nº de pares de
pólos)
30
Detecção de pontos de elevada resistência no
rotor modulação da frequência a 50 Hz pela
Frequência de Passagem de Pólos
A distribuição irregular de correntegera
oscilações de binário (torção) gerando
modulações da frequência da corrente de
alimentação
31
Análise de Corrente
Uma regra Diferença de amplitude entre FR e FPP
gt55db o motor é considerado em bom estado Quanto
menor for esta diferença maior será o número de
barras partidas no motor.
32
Formula de Cálculo de Numero de Barras Partidas
n numero estimado de barras do rotor partidas dB
diferença, em dB, entre a amplitude da
frequência da rede e a banda lateral inferior à
FPP NP numero de pólos do estator R numero de
barras do rotor
33
TABELA DE SEVERIDADE
34
VECTOR DE PARK
Resulta de um tratamento matemático do resultado
das medições de corrente de alimentação do motor
efectuadas com pinças amperimétricas A
visualização do Vector de Park em condições
ideais corresponderia a um circulo perfeito As
diversas anomalias manifestam-se sobre a forma de
desvios da simetria perfeita
35
FLUXO ELECTROMAGNÉTICO
O Motor Eléctrico ideal teria um campo
electromagnético perfeitamente simétrico e
equilibrado tal motor não existe. Estas
assimetrias podem ter a ver com aspectos
construtivos quer com avarias. O seguimento da
tendência da evolução espectro de frequência do
fluxo electromagnético permite detectar o
surgimento de novas componentes correspondendo a
anomalias.
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Medição de Corrente e Tensão no Veio

• Deficiente isolamento
• A corrente passa através da chumaceira para a
  terra provocando danos nesta através de -
  Maquinagem por Descarga Electrostática ( MDE)
• Medir a tensão e a corrente presente no veio

Onde ocorre commais frequência?
Motores AC ou DCcom variadores de frequência
37
Rolamento danificado por MDE
38
Corrente e Tensão no Veiosão gerados por

• Campos electromagnéticos ( barras partidas no
  rotor, curto circuitos no estator,etc)
• Cargas electro-estáticas ( vapor em turbinas,
  correias, etc.)
• Tensão externa( soldaduras, processo, etc.)

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Parâmetros a Medir

• Tensão e Corrente RMS, AC e DC, entre o veio e a
  terra
• Tensão Pico entre o veio e a terra( um
  voltímetro não mede...)

40
DESCARGAS PARCIAIS
O fenómeno físico com esta designação consiste em
impulsos eléctricos de alta frequência originados
num sistema de isolamento eléctrico Utilizada
para detectar degradação de isolamento do estator
( motores de alta e média tensão) Os parâmetros
a acompanhar são a amplitude e taxa de repetição
das Descargas Parciais
41
CONCLUSÃO

• Para se detectarem as múltiplas anomalias
  possíveis num motor eléctrico tem de se utilizar
  diversas técnicas de controlo de condição.
• O controlo de condição por vibrometria responde
  ás necessidades de detecção de anomalias
  mecânicas.
• A análise de corrente de alimentação detecta as
  anomalias eléctricas no rotor.
• Não existe ainda nenhuma técnica, que reuna o
  consenso dos especialistas da área, para a
  detecção, em funcionamento, de avarias no
  estator.

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Sistemas de monitorização permanente

Sistemas protetivos e preditivos
Ex

• Transmissores de vibrações
• Monitorização permanente de vibrações
• Sistemas wireless
• Análise da assinatura de motores elétricos pela
  técnica do MCM

Meggitt Vibro-Meter
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Equipamentos portáteis

• Vibrometros
• Analisadores de vibrações
• Coletores de dados
• Medidores de ultrassons
• Sensores de vibrações

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Pode ver um artigo sobre este tema neste link
https//www.dmc.pt/analise-de-vibracoes-em-motores
-eletricos/
www.DMC.com
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Esperamos que esta apresentação tenho sido
interessante