03 Modos de Falha

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Diagnóstico de Motores Eléctricos 3 Modos de
Falha típicos
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manutenção preditiva
Adaptamo-nos às suas necessidades !
Apoio técnico
Relatórios
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Tecnologias preditivas

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

Equilibragem no local
Alinhamento de veios
Proteção de rolamentos
Calibração de cadeias de monitorização de
vibrações
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Conteúdo do curso (I)

• 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

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Conteúdo do curso (II)

• 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

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Distribuição de avarias em motores
Típico até 4kV
Típico acima de 4kV
Outros 6
Outros 18
Avarias nas chumaceiras 13 Película de óleo
Avarias no Estator 66
Avarias no rotor 6
Avarias mecânicas 51
Avarias no rotor 13
Avarias no Estator 25
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Avarias Típicas

• Mecânicas
• No rotor
• No estator
• Alimentação

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Avarias Tipicas- Mecânicas

• Rolamentos e chumaceiras
• Desequilibrio
• Desalinhamento
• Folgas
• Ressonância
• etc

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Avarias no rotor

• Barras partidas ponto de alta resistência
• Excentricidade estática
• Excentridade dinâmica

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Barras partidas no Rotor

• Arranques directos, provocam correntes rotóricas
  de elevada amplitude (umas 10 vezes maiores que a
  plena carga) que provocarão grandes esforços
  mecânicos, vibrações, um aumento significativo da
  temperatura provocando gradientes térmicos nas
  barras.
• O trabalho em sobrecarga, provocado por grandes
  oscilações de carga ou arranques consecutivos,
  podem provocar o mesmo efeito

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Barras partidas no Rotor

• Uma barra partida gera calor, devido a aumento de
  resistência, e expansão térmica
• As barras adjacentes suportam corrente adicional
• Estas tensões, especialmente quando agravadas por
  arranques frequentes, podem causar que barras
  adjacentes se partam, empeno de origem térmica ou
  desaperto da barra partida
• Se a barra partida se soltar pode causar uma
  avaria catastrófica

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Barras partidas no Rotor

• Uma barra partida não conduz corrente
• Quando passa numa zona de elevado fluxo magnético
  as forças estão desequilibradas
• Sintomas portanto semelhantes á excentricidade no
  rotor
• O aquecimento local devido ao mau contacto
  provoca empeno no rotor
• À medida que o motor aquece manifesta-se um
  desequilíbrio
• Podem surgir vibrações á frequência de passagem
  de barras do rotor (FPBR)

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Outras anomalias no rotor a provocarem os mesmos
sintomas

• Fendas nas barras
• Mau contacto entre barra e anel de fecho
• Barras soltas no rotor
• Fendas no anel de fecho
• Juntas de alta resistência em rotores bobinados
• Porosidades de fundição em rotores de alumínio
  fundidos
• ....qualquer ponto de elevada resistência

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Curto circuitos nas lâminas do rotor
Provocam aquecimentos localizados gerando
deformações e logo desequilíbrios
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Avarias Típicas no Rotor

• A existência de assimetrias na gaiola de
  esquilo, origina uma distribução não uniforme de
  fluxo magnético no entreferro, provocando um
  desequilibrio de forças radiais, sendo a altura
  mais crítica o momento do arranque.
• Excentricidade, correspondendo a um problema
  significativo nos motores de indução, provocado
  por um entreferro não uniforme.
• Excentricidade Estática
• Excentricidade Dinâmica
• As possiveis causas podem ser devidas a
  tolerâncias inadequadas dos componentes,
  posicionamento incorrecto do rotor relativamente
  ao estator, deformações do veio, avarias
  relativas a rolamentos, desalinhamentos,
  desequilibrios do rotor, ressonâncias...

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Avarias Típicas no Estator

• A maioria dos problemas encontrados no Estator
  são devidos a defeitos localizados nos bobinados,
  sendo menos frequentes os localizados no núcleo.
• Os problemas nos bobinados do Estator são
  causados normalmente por contaminação, abrasão,
  vibração e sobretensões.
• Os problemas nos bobinados podem ser
• Curto-circuito entre Espiras
• Curto-circuito entre Bobinas
• Curto-circuito entre fases
• Bobina a terra
• Circuito aberto

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Anomalias no Estator

• Resultam de falha do isolamento
• Curto circuito entre espiras
• Curto circuito entre espiras numa bobine
• O isolamento entre fios é deficiente
• Quanto mais longe estiverem as espiras , pior a
  avaria
• Causa aquecimento adicional entre enrolamentos

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Curto-circuito entre Espiras
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• Anomalias no Estator

• Curto circuito numa bobine
• Um vazio no isolamento das espiras
• Resultam de tensões térmica de curto circuito
  entre espiras

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Curto-circuito entre Bobinas
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Curto-circuito entre Fases
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Curto-circuito entre Bobina e a terra
Falha no isolamento da ligação á terra Sai fumo
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Circuito aberto

LIGAÇÃO ESTRELA
LIGAÇÃO TRIÂNGULO
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Avarias Típicas no Estator

• Desequilíbrios no sistema de alimentação, podem
  provocar temperatura elevada no interior do
  motor, produzindo danos no isolamento.

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• Anomalias no Estator

• Quando ocorre degradação do isolamento do estator
  , a assinatura magnética muda, e estas mudanças
  podem ser detectadas na análise de fluxo de dados
  recolhidos com uma bobine de fluxo

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Avarias Típicas no Estator

• Arranques directos de motores, sem utilização de
  circuitos estrela-triângulo (em aplicações como
  centrais de produção de energia e plataformas
  petrolíferas), produzem-se valores de corrente 4
  a 10 vezes maiores que a corrente a plena carga.
• Atendendo às caracteristicas constructivas da
  máquina, as cabeças de bobina constituem a parte
  mais fraca onde incidem as forças
  electrodinamicas.
• Motores submetidos a arranques consecutivos,
  deverão suportar estas forças para além da
  impossibilidade de dissipar todo o calor gerado
  no interior nas fases de arranque, provocando uma
  maior deterioração.

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Avarias Típicas no Estator

• Sobretensões no circuito de alimentação
  provocadas por condições atmosféricas, ou de
  funcionamento da aparelhagem de manobra ou de
  protecção, constituem outra ameaça para o
  isolamento das espiras do Estator.
• Agentes Ambientais, como contaminação provocada
  por humidade, óleo, productos químicos,
  temperaturas ambientais elevadas.
• Descargas parciais, constituindo um factor de
  degradação dos isolamentos das bobines,
  principalmente em motores de tensões nominais
  elevadas. As Descargas Parciais, genralmente
  assossiam-se à existência de um campo eléctrico
  local cuja intensidade excede a rigidez
  dieléctrica do meio, provocando neste a sua
  ionização. As causas que provocam este fenómeno,
  são a formação de cavidades na estructura
  isolante.

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Factores penalizantes da fiabilidade de um Motor
Eléctrico
Numero de arranques a corrente no arranque 5 a
8 vezes o normal gerando-se fortes tensões
mecânicas e térmicas Aquecimento - uma subida de
temperatura de 10ºC nos enrolamentos do estator
reduz a vida do motor para metade.
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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