Como aumentar a confiabilidade dos motores elétricos

O que é um Motor Elétrico

Um motor elétrico é uma máquina capaz de transformar energia elétrica em energia mecânica, utilizando normalmente o princípio da reação entre dois campos magnéticos. O motor de indução é o mais usado de todos os tipos de motores.

Como é construído um motor elétrico! O motor é elétrico basicamente é composto principalmente pelo estator e o rotor e outras partes descritas abaixo;

1- O estator é a parte de um motor ou gerador elétrico que se mantém fixo à carcaça e tem por função conduzir o fluxo magnético, nos motores para rotacionar e nos geradores para transformar a energia cinética do induzido. Nas máquinas assíncronas e nas máquinas síncronas pequenas é nele que, assim como nas bobinas, é formado o campo magnético capaz de induzir no rotor uma corrente. É formado basicamente por ferro tratado termicamente e dotado de ranhuras (também chamados de canais) no seu interior onde são alojadas as bobinas, e na sua face externa observa-se que possui aletas para melhor dissipação do calor.

2- Rotor é tudo que gira em torno de seu próprio eixo produzindo movimentos de rotação. Qualquer máquina rotativa, como turbinas, compressores, redutores, entre outros, possuem eixos rotativos apoiados em mancais de deslizamento, rolamento ou magnéticos. Esse conjunto é denominado de rotor. . O dimensionamento do rotor é feito considerando-se o conjugado exigido na partida e as condições de operação do motor. Na fabricação do eixo são utilizados os materiais Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 1045, 1524 ou 4140 tratados termicamente.

3- Carcaça: é o componente estrutural do motor, alojando, suportando e protegendo a parte magnética ativa do motor, confeccionada em liga especial de alumínio injetado sob pressão ou em ferro fundido cinzento, proporcionam excelente rigidez ao motor, baixos níveis de vibração assegurando unidades leves e de construção sólida e robusta;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
3.1 – A carcaça do motor tem que estar limpa e com pintura de alta temperatura e com todas as aletas de radiação inteiras, carcaça deve ser bem instalada e sem folgas nos parafusos e alinhadas.

4 – Tampas: elementos de união do conjunto servem de apoio aos rolamentos, atuando como caixas de mancais, são fabricadas em alumínio injetado sob pressão ou em ferro fundido, garantido ao motor elevada resistência mecânica;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
4.1 – As tampas devem estar corretamente fixadas e limpas e com pintura de alta temperatura, quando se abre o motor deve marcar a posição das tampas defletoras, dianteiras e traseiras.

5 – Ventilador ou Ventoinha: projetado para obter um sistema de ventilação forçada onde o motor obtenha o máximo de resfriamento possível, associado a um reduzido nível de ruído, pode ser de polipropileno ou de alumínio não faiscante;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
5.1 – VENTOINHAS PARA MOTORES ELÉTRICOS TRAZ MUITOS BENEFÍCIOS. As ventoinhas para motores elétricos, tem que estar limpas e instaladas corretamente não se devem ser adaptadas nos motores e sim instaladas adequadamente a cada tipo de motor específico. Além de serem imprescindíveis para o funcionamento seguro dos mais diversos tipos de equipamentos, também são verdadeiras peça que contribuem para reduzir os riscos de intercorrências com panes, falhas, entre outros. A Tampa Defletora: direcionam o ar sobre a superfície do motor, guarnecendo fisicamente de um possível contato acidental com a ventoinha. São fabricadas em alumínio injetado sob pressão, polipropileno ou em ferro fundido, dependendo da aplicação do motor.

7 – Eixo: transmite potência mecânica desenvolvida pelo motor, é tratado termicamente para evitar problemas como empenamento e fadiga, podem suportar esforços radiais e axiais, confeccionado em aço (SAE) 1045 “SocietyofAutomotiveEngineers”;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
7.1 – Usar ferramentas adequadas para sacar ou instalar os rolamentos e até o rotor no eixo do do motor.

8 – Bobinagem: os fios utilizados nos enrolamentos dos motores são de cobre, isolados por um verniz à base de poliéster. Os isolantes do estator podem ser de classe de isolação B (130 graus Celsius [°C], F (155°C) ou H (180°C));
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
8.1 – Usar fios corretamente e com verniz de alta qualidade para evitar problemas de mal contato ou curto circuito.

9 – Caixa de ligação: serve de alojamento dos cabos de alimentação, guarnecendo do ambiente externo e de um possível contato físico acidental. Pode ser de chapa de aço ou de alumínio injetado sob pressão, permite um deslocamento a cada 90°, para facilidade no momento da montagem;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
9.1 – Manter a caixa de ligação limpas e usar bolsas de desumidificador (sílica gel) dentro do caixa de ligação, manter todos os parafusos apertados e verificar o anel junta de borracha de vedação da caixa de ligação ele não pode estar faltando ou cortado

10 – Placa de bornes: Para uma perfeita ligação dos motores, as placas de bornes são confeccionadas em material auto extinguível não higroscópico, resistente à corrente de fuga e de alta rigidez dielétrica;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
10.1 – Reapertar todos os bornes de ligação e verificar os parafusos e arruelas se estão em bom estado, o efeito da manutenção preventiva gera um desgaste nessas partes da placa de bornes.

11 – Mancais: elemento mecânico de fundamental importância para os motores tanto na fase construtiva como em operação, tem a função de apoiar os elementos móveis internos do motor e auxiliar a transmissão do movimento com o menor atrito possível, mantém os limites de folgas entre estator e rotor pré-determinadas em função do elemento de ligação magnética (gap de ar). Podem ser fornecidos com mancais de rolamentos lubrificados a graxa ou mancais de deslizamento com lubrificação a óleo, tal definição e dada com base no tipo de motor desejado;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
11.1 – Os mancais devem estar instalados corretamente alinhados e lubrificados.

12 – Passador de fios: (Prensa cabos) é utilizado para assegurar uma perfeita vedação entre a caixa de ligação e ambiente externo;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
Manter o prensa cabos em dia, e reapertados e fixados evitando qualquer liquido ou pó se adentre na caixa de ligação pelo cabo de alimentação.

13 – Chaveta: projetada para garantir a perfeita fixação do cubo do elemento de carga ao eixo do motor, sendo confeccionada em aço SAE 1045;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
13.1 – Instalar ou retirar a chaveta com ferramentas corretas e usar a chaveta correta para cada tipo de eixo e tamanho do motor.

14 – Olhal de suspensão: tem por finalidade facilitar a movimentação, transporte e instalação, são instalados nos motores conforme o tipo de carcaça, podendo ser fixos ou de aço forjado rosqueados na própria carcaça;
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
14.1 – Manter o olhar de suspenção fixada no motor conforme entregue pelo fabricante.

15 – Placa de identificação: é o elemento mais rápido utilizado para coleta das principais informações para sua instalação e manutenção adequada.
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
15.1 – Manter a placa de identificação motor limpa e com condições e fazer as leituras das especificações do fabricante para instalação e manutenção adequada.
Todas as informações contidas nas placas de identificação são estabelecidas conforme a
Norma Brasileira (NBR) 7094.

16 – Aterramento: os motores possuem terminais para aterramento localizados no interior da caixa de ligação, confeccionados em latão assegurando desta forma um perfeito contato elétrico.
Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
16.1 – É necessário e importante o aterramento do motor para segurança das maquinas e equipamentos e dos mantenedores e operadores de uma modo geral

Princípio de funcionamento

Todos os motores elétricos valem-se dos princípios do eletromagnetismo para entrarem e manterem seu funcionamento, mediante os quais condutores situados num campo magnético e atravessados por correntes elétricas sofrem a ação de uma força mecânica, ou eletroímãs exercem forças de atração ou repulsão sobre outros materiais magnéticos.

O rotor do motor precisa de um torque para iniciar o seu giro, este torque (momento) normalmente é produzido por forças magnéticas desenvolvidas entre seus polos magnéticos e aqueles do estator, forças de atração ou de repulsão, puxam ou empurram os polos móveis do mesmo, que fazem com que este gire mais rapidamente, até que os atritos ou cargas ligadas ao eixo reduzam o torque resultante ao valor zero, após esse ponto, o rotor passa a girar com velocidade angular constante.

Desgaste

É o processo de evolução da perda de materiais da superfície de um corpo sólido, resulta do efeito em conjunto de todos os elementos envolvidos no sistema. Pode aparecer de diferentes formas (mecanismos de desgaste), para a medição e comparação da evolução do desgaste, são usadas grandezas características, através da ajustagem e otimização de todos os elementos envolvidos no processo de desgaste. Com a aplicação de técnicas específicas, este desgaste pode ser minimizado (TEXACO BRASIL LTDA, 2004).

Minimização do desgaste

Atrito gera, através do aquecimento, perda de energia e desgaste por perda de material, eventualmente, com sua evolução uma destruição posterior das peças da máquina. Através da escolha de um lubrificante adequado, existe um grande potencial para otimizar o atrito e reduzir o desgaste, além disso, em casos excepcionais, quando os lubrificantes existentes não são adequados para as exigências, podem ser desenvolvidos novos lubrificantes através de uma formulação tomando como bases a sua aplicação, nesses casos os custos devem ser analisados (CENTRO TÉCNICO PROFISSIONALIZANTE GLOBALTECH, 2005).

Lubrificação

Consiste em introduzir uma substância apropriada entre superfícies sólidas que estejam em contato entre si e que executam movimentos relativos a fim de reduzir o atrito entre as mesmas e minimizar os efeitos do desgaste, isso pode ser feito através de um filme compacto de óleo ou graxa com capacidade de carga (lubrificação hidrodinâmica) ou através de um revestimento superficial (lubrificação com lubrificantes sólidos) nos componentes de máquinas com contatos tribológicos (MOLYKOTE, 1995).

Dicas de para aumentar a confiabilidade dos motores elétricos:
Como fazer uma correta lubrificação

Uma lubrificação só poderá ser considerada correta quando o ponto de lubrificação recebe o lubrificante certo, no volume adequado e no momento exato. Qualquer falha de lubrificação provoca, na maioria das vezes, desgastes com consequências a médio e longo prazos, afetando a vida útil dos elementos lubrificados (SKF do Brasil, 2003).

Aplicação de Técnicas preditivas

O conceito de preditiva engloba tarefas de manutenção preventiva que visam acompanhar a máquina ou peças, através de monitoramento, medições ou por controle estatístico e tentam predizer a proximidade da ocorrência da falha.
a) O equipamento, sistema ou instalação deve permitir algum tipo de monitoramento;
b) O equipamento, sistema ou instalação deve ter a escolha por este tipo de manutenção justificada pelos custos envolvidos;
c) As falhas devem ser originadas de causas que possam ser monitoradas e ter sua progressão acompanhada;
d) Adoção de um programa de acompanhamento, análise e diagnóstico, sistematizado;
e) É fundamental que a mão-de-obra da manutenção responsável pela análise e diagnóstico seja bem treinada. (Não basta medir; é preciso analisar os resultados e formular diagnósticos e resolver o problema raiz).
O objetivo deste tipo de manutenção é determinar o tempo correto da necessidade da intervenção da manutenção, evitando desmontagens desnecessárias dos equipamentos e procurando utilizar o componente até o máximo de sua vida útil, o objetivo da preditiva, é “prevenir falhas nos equipamentos ou sistemas através de acompanhamento de parâmetros diversos, permitindo a operação contínua do equipamento pelo maior tempo possível”.

As técnicas preditivas mais utilizadas são:
a) Ensaios não destrutivos (END) – ultrassom, radiografia, etc;
b) Análise de vibrações mecânicas;
c) Radiometria e termografia – análise de temperatura;
d) Ferrografia – análise da qualidade do óleo e lubrificantes;
e) Análise de ligas;
f) Monitoramento de variáveis operacionais.

Análise de vibrações e temperatura

A análise de vibrações é uma das técnicas utilizadas na manutenção preditiva para a avaliação de máquinas rotativas (ventiladores, redutores, bombas, turbinas, etc.) que apresenta um melhor custo/benefício, em relação às demais, fornecendo dados que possibilitam prolongar a vida dos equipamentos, com base nas informações obtidas durante a operação. Todos os equipamentos emitem sinais vibratórios, que através de equipamentos adequados, podem ser captados, transformados e analisados, definindo-se quais são normais ao seu funcionamento e quais aparecem apenas quando o equipamento tende a uma falha ou se encontra nessa condição.

Principais Fontes deste artigo :
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