Motor elétrico , segundo o Wikipédia , é qualquer dispositivo que transforma energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica ( baixo custo) , facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando . Com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.
Motor elétrico
A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um gerador ou por um dínamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção.
Um bom exemplo disto são os motores de tração usados em locomotivas, este dispositivos executam frequentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com os freios dinâmicos. Normalmente também esta aplicação se dá a caminhões fora de estrada, chamados eletrodiesel.
Principais tipos de motores elétricos
Motores CC ou DC são motores por corrente contínua e podem ser enumerados como motor por imãs permanentes, campo série, campo paralelo (shunt), excitação independente ou composto .
Motores AC são motores por corrente alternada e podem ser enumerados como motores monofásicos ( síncronos e assíncronos ), lineares e trifásicos ( síncronos e assíncronos ).
Existem ainda os chamados motores universais e os motores de passo .
Motores de corrente contínua CC
Motores CC são máquinas elétricas de alto custo de instalação que podem funcionar com velocidade ajustável dentro de limites amplos . Este tipo de motor é indicado para casos em que é necessário partir com toda a carga. Por isso, ele é usado em guindastes, elevadores e locomotivas, por exemplo.
Funcionamento do motor de corrente contínua
O funcionamento do motor de corrente contínua baseia-se no princípio da reação de um condutor, colocado num campo magnético fixo, ao ser percorrido por uma corrente elétrica. A interação entre o campo magnético fixo e o campo magnético produzido pela corrente, que circula no condutor, provoca o aparecimento de uma força. Essa força expulsa o condutor para fora do campo magnético fixo e com isso produz o movimento .
Motores de corrente alternada CA
Os motores acionados por corrente alternada (ou motores de CA) são menos complexos que os motores de CC (corrente contínua). Além disso, a inexistência de contatos móveis em sua estrutura garante seu funcionamento por um grande período, sem a necessidade de manutenção. A velocidade dos motores de CA é determinada pela frequência da fonte de alimentação, o que resulta em excelentes condições para seu funcionamento a velocidades constantes.
Os motores de CA, como são conhecidos, podem ser classificados em dois grandes grupos, dependendo do critério usado em sua classificação. Quando essa classificação leva em conta se a velocidade de rotação do motor está sincronizada ou não com a frequência da tensão elétrica fornecida para fazer o motor funcionar, eles podem ser motores de CA síncronos e motores de CA assíncronos (ou de indução).
Motor ou gerador síncrono
Trata-se de uma importante máquina elétrica rotativa que pode ser usada como gerador, quando converte energia mecânica em energia elétrica, ou como motor, quando transforma energia elétrica em energia mecânica. O motor síncrono é o motor elétrico cuja velocidade de rotação é sincronizada com a frequência da sua alimentação. O motor síncrono pode ser usado para geração de potência reativa, para corrigir o fator de potência gerado por outros motores de indução. Assim, havendo a possibilidade, é frequentemente preferível a utilização de motores síncronos para a geração de potência reativa de forma controlável, graças a seu alto fator de potência.
Motores assíncronos
O motor assíncrono (ou motor de indução) é um motor que gira a uma velocidade muito próxima à velocidade síncrona, ou seja, muito próximo ao sincronismo com a frequência da rede de alimentação em corrente alternada , no Brasil esta frequência é de 60 Hz.
Principais ferramentas de teste para motores em campo
( Clique nos hiperlinks para conhecer mais sobre os instrumentos de teste )
O trabalho de levantamento em campo das condições de motores elétricos requer um pouco de experiência prática, tal como a capacidade de identificação característica do tipo de carga que está sendo acionada. Podemos identificar três tipos básicos de cargas ; contínuas de velocidade contínua; variáveis de velocidade contínua e variáveis com velocidades variáveis.
Para aplicações de carga contínua e velocidade contínua, são recomendados instrumentos de teste tais como um multímetro de campo ou preferencialmente um alicate amperímetro com funções de multímetro , um megômetro para avaliação de isolamento, um analisador de vibração global , um alinhador de eixos, um termômetro a laser ou se possível um termovisor para levantamento de dados para a determinação da condição de carga, de parâmetros referentes a alimentação, temperatura, rendimento e fator de potência . Dependendo do sistema de alimentação e acionamento do motor seria recomendado um osciloscópio com canais isolados .
Nas aplicações de carga variável e velocidade contínua, é imprescindível o uso dos chamados analisadores de energia, que permitem o registro ao longo do tempo de uma série de parâmetros elétricos para uma posterior análise.
Multímetros digitais
Um bom multímetro digital tem a capacidade necessária para efetuar uma série de medições, desde a verificação da presença de energia em todos os pontos de motores trifásicos até a verificação do capacitor do arranque de um motor monofásico . Hoje existem multímetros digitais capazes de medir temperatura , frequência e até mesmo resistência de isolação substituindo megohmetros em alguns casos .
Alicates amperímetros
A corrente nominal é aquela que o motor solicita da rede elétrica para uma dada tensão nominal e frequência nominal alimentando uma carga nominal. Ou seja, é o que o motor precisa para trabalhar. Ela expressa a melhor condição de trabalho para o motor. Corrente fora do valor nominal pode indicar sobrecarga , isto significa que apesar do motor apresentar funcionamento aparentemente normal, há sobreaquecimento e a medição com o alicate amperímetro indica uma corrente superior à corrente nominal informada na placa identificadora do motor. Isso pode levar à queima do motor. Outra possibilidade é o funcionamento com pouca carga, nesta condição a leitura do alicate amperímetro indicará uma corrente abaixo da recomendada. Nesse caso, existe a possibilidade de o motor estar superdimensionado, o que gera a potência reativa. Em termos de garantia de eficiência energética, há um desperdício de energia .
Muitos alicates possibilitam além de medidas de correntes AC e DC , medidas de tensões , resistência , continuidade substituindo em alguns casos os multímetros digitais .
A corrente de partida é diferente: é cinco a oito vezes superior à corrente nominal e isso é necessário para vencer a inércia e os fenômenos inerentes à partida do motor. É um dado importante quando se dimensiona o sistema de acionamento do motor.
Megômetro para avaliação de resistência de isolamento
Ao medir a resistência dos enrolamentos do motor entre si, é possível detectar a deterioração devido aos fatores de envelhecimento, corrosão, sujeira, umidade e vibração excessiva antes que o motor falhe. Desligue o motor da alimentação e conecte um megômetro entre os enrolamentos.
Para medir a resistência alta, aplique uma tensão elevada, até o dobro da tensão útil. Em um motor de 480 V, por exemplo, você pode aplicar 1000 V. Faça a sua leitura em megohms. Em um motor para 240-480 V, a resistência mínima aceitável é de 1 K ohms. Diferentes empresas têm níveis mínimos diferentes de resistência de isolamento nos equipamentos utilizados, variando de 1 a 10 megohms. A resistência em novos equipamentos deve ser muito maior, de 100 a 200 megohms. Como a resistência de isolamento varia com a temperatura e a umidade, pode ser necessário realizar várias medições de resistência ao longo de um período de tempo para obter um resultado preciso. As medições periódicas da resistência de isolamento indicarão a condição dos seus motores e quando eles devem ser substituídos ou reenrolados.
Analisador de vibração global
O movimento vibratório de um motor é o resultado das forças dinâmicas que excitam este dispositivo . Essa vibração se propaga por todas as partes da máquina, bem como para as estruturas interligadas a ela. Geralmente, uma máquina vibra em várias frequências e amplitudes correspondentes. Os efeitos de uma vibração severa são o desgaste e a fadiga, que certamente são responsáveis por quebras definitivas dos equipamentos.
Toda máquina apresenta um determinado nível de ruído e vibração devido a operação e a fontes externas. Entretanto, uma parcela destas vibrações é causada por pequenos defeitos mecânicos ou excitações secundárias perturbadoras, que atuam na qualidade do desempenho da máquina. Qualquer acréscimo no nível de vibração de uma máquina é o primeiro sinal de agravamento de um defeito: desalinhamento, empenamento do eixo, desgaste do rolamento, etc… O fato de que os sinais de vibração de uma máquina trazem informações relacionadas com o seu funcionamento, indica a saúde da máquina e a decisão sobre uma intervenção ou não nesta máquina.
Alinhador de eixo a laser
As máquinas rotativas tendem a sofrer desalinhamentos. Máquinas alinhadas corretamente e verificadas regularmente reduzem consideravelmente os custos de operação e manutenção. Os métodos convencionais de alinhamento de eixos, como régua guia, calibre apalpador ou medidor, são muito morosos. E a qualidade dos resultados destes métodos depende da experiência do operador.
Os desalinhamentos aumentam as forças de reação do acoplamento, as quais são transferidas para o eixo e para os componentes das máquinas. Muitos dos problemas das máquinas devem-se a eixos mal alinhados: estudos comprovaram que o alinhamento fora das tolerâncias aceitáveis é responsável por 50% de todos os danos em peças rotativas de máquinas.
Termômetro infravermelho
Um termômetro infravermelho capaz de apresentar uma imagem térmica é muito mais barato que uma câmera termográfica e uma excelente ferramenta para manutenção de motores elétricos .
Osciloscópios com canais isolados
Em muitas aplicações envolvendo controle de velocidade de motores elétricos é necessária a comparação entre sinais com referencias de terra diferentes . Nestes casos um osciloscópio com canais isolados é indispensável para atividade de manutenção .
Analisador de Qualidade de energia
Como já vimos em aplicações de motores com carga variável e velocidade contínua, é recomendado o uso de analisadores de qualidade de energia, que permitem o registro ao longo do tempo de uma série de parâmetros elétricos para uma posterior análise. Estes equipamentos se justificam pelo uso contínuo em trabalhos de análise não só de motores como também de redes de alimentação, na análise de potências ativa, reativa e aparente, desbalanceamentos de tensão e correntes, análise de harmônicos, etc.
O analisador de energia pode ser utilizado em aplicações de cargas e velocidades variáveis e, também, nas aplicações de cargas e velocidades contínuas.
Ferramentas de teste para motores
Ferramentas de teste para motores e outros produtos para manutenção podem ser encontrados na PerCon Tecnologia que atua como canal de distribuição dos melhores fabricantes mundiais de soluções de teste e medição e é sediada no Rio de Janeiro na Rua Dias da Cruz 188 – Sub solo – Méier (percon@acessopercon.com.br) / Fone : 21-2596-8369
