Manuntenção Preventiva e Preditiva de Motores.pdf

Prévia do material em texto

02/11/2016 
1 
Manutenção Preventiva e 
Preditiva de Motores 
Elétricos 
Prof. Fábio Cruz 
Engenharia Elétrica - UESC 
Sumário 
Apresentação 
Importância da manutenção 
Tipos de manutenção 
Partes do motor de indução 
Falhas comuns 
Ensaios mais comuns 
Rebobinagem de motores 
Análise de carregamento 
 Programas de incentivo à substituição 
2 
02/11/2016 
2 
Apresentação 
Pesquisas na área de Eficiência Energética 
e Geração de Energia. 
Graduação e mestrado em Engenharia 
Elétrica – UFBA 
Técnico em Operações de Equipamentos 
- Petrobras 
Ex -Professor do SENAI / IFBA (curso 
técnico em Eletrotécnica). 
Técnico em Inspeção de Equipamentos e 
Instalações – Transpetro 
 
 
3 
Importância da manutenção 
 
Objetivo da manutenção 
◦ Disponibilizar o equipamento à produção pelo 
máximo de tempo ao custo mínimo. 
◦ Qual o plano de manutenção mais adequado ? 
4 
02/11/2016 
3 
Importância da manutenção 
Curva da banheira 
É uma curva mostra o ciclo de vida de um equipamento segundo a relação taxa de falhas 
(λ) versus tempo (t). 
 
• O período de falha prematura 
• O período de operação normal 
• O período de cansaço 
5 
Tipos de manutenção 
Não Planejada Corretiva não planejada 
 
Planejada 
Corretiva planejada 
Preventiva 
Preditiva 
Manutenção produtiva total 
6 
02/11/2016 
4 
Tipos de manutenção 
Manutenção corretiva não planejada 
◦ Manutenção efetuada após a ocorrência de uma 
pane. 
 
Em alguns casos o plano é exatamente corrigir após o defeito. 
Exemplo: substituição de lâmpadas em escritório, 
transformadores de distribuição. 7 
Tipos de manutenção 
Manutenção Corretiva Planejada 
◦ Correção baseada na verificação sistemática da 
condição da máquina, ou seja, no método de 
manutenção preventiva ou preditiva. 
 
 
 
 
 
 Manutenção Preventiva 
• Realizada em intervalos 
predeterminados, ou de 
acordo com critérios 
prescritos. 
• Parada do equipamento. 
• Exemplos ... 
 
8 
02/11/2016 
5 
Tipos de manutenção 
 
 Manutenção Preditiva 
 
◦ Técnicas de análise, utilizando-se de meios de supervisão 
centralizados ou de amostragem que não exige a parada do 
equipamento. 
◦ Executar a manutenção preventiva em equipamentos no ponto 
exato em que eles interferem na confiabilidade do sistema 
(ponto preditivo). 
 
 
9 
Tipos de manutenção 
 
Manutenção Preditiva – VANTAGENS 
◦ Maximização dos intervalos entre reparos por quebras 
(manutenção corretiva) e reparos programados (manutenção 
preventiva). 
◦ Melhora na segurança de processos, equipamentos, instalações e 
pessoas. 
◦ Elimina as desmontagens desnecessárias para inspeção. 
 
 
10 
02/11/2016 
6 
Tipos de manutenção 
 
Manutenção Preditiva -Desvantagens 
◦ Requer investimento significante em 
equipamento de monitoramento; 
 
◦ Exige pessoal capacitado para avaliar o 
desempenho do sistema; 
 
◦ Não elimina a necessidade de inspeções 
periódicas, pois não se sabe como monitorar 
todas os processos de falha que pode ocorrer 
em uma máquina. 
 
 
12 
Tipos de manutenção 
 
Manutenção Produtiva Total (“Total 
Productive Management) 
◦ Busca a eficiência máxima do Sistema de 
Produção com a participação de todos os 
funcionários. 
 
◦ Objetivo de engajar um senso de união e 
responsabilidade entre os supervisores, 
operadores e técnicos de manutenção. 
 
 13 
02/11/2016 
7 
Partes do motor de 
indução trifásico (MIT) 
 
14 
Partes do motor de 
indução trifásico 
CARCAÇA 
15 
02/11/2016 
8 
Partes do motor de 
indução trifásico 
CARCAÇA 
Elevação da eficiência 
16 
Partes do motor de indução 
trifásico 
NÚCLEO DO ESTATOR 
17 
02/11/2016 
9 
Partes do motor de indução 
trifásico 
SISTEMA ISOLANTE 
Composição: fio magnético, isolação de fundo de ranhura, isolação de 
fechamento de ranhura, isolamento entre fases, verniz e/ou resina de 
impregnação, isolação do cabo de ligação, isolação de solda. 
18 
Partes do motor de indução 
trifásico 
SISTEMA ISOLANTE 
Papel isolante Nomex 
Mylar 
Classe de isolação: Agrupamento de materiais que determinam a máxima elevação de 
temperatura permitida em determinado motor. 
De acordo com a Norma IEC 60085, as classes de isolação podem ser tipo A, E, B, F e H. 19 
02/11/2016 
10 
Partes do motor de indução 
trifásico 
 
• Condutor de cobre redondo ou retangular, isolado com a aplicação de 
uma película termorígida (esmalte), com fibras, ou ainda com papel. 
 
• Garantir boa isolação mecânica, térmica e elétrica (elevada rigidez 
dielétrica) dos fios. 
CONDUTORES 
20 
Partes do motor de indução 
trifásico 
21 
02/11/2016 
11 
Partes do motor de indução 
trifásico 
Rotor gaiola de esquilo 
22 
Partes do motor de indução 
trifásico 
ROTOR GAIOLA DE ESQUILO 
23 
02/11/2016 
12 
Classes térmica 
◦ A durabilidade da isolação de um produto 
eletromecânico é afetada por: 
 Temperatura (fator preponderante) 
 Esforços elétricos e mecânicos 
 Vibração 
 Atmosfera agressiva 
 Umidade 
 Pó 
 
Apresentar tipos de isolação 
 
 
 
24 
Classes térmicas 
Elevação da temperatura/ Classe de isolamento 
Limites de temperatura 
25 
Motores comerciais WEG são padronizados para classe B. 
Motores industriais são fornecidos com classe F. 
Opcionalmente pode ser solicitada classe H. 
02/11/2016 
13 
Grau de proteção contra penetração 
de corpos sólidos estranhos e contato acidental. 
1o Algarismo 
Algarism
o 
Indicação 
0 Sem proteção 
1 Corpos estranhos acima de 50mm 
2 Corpos estranhos acima de 12mm 
3 Corpos estranhos acima de 2,5mm 
4 Corpos estranhos acima de 1,0mm 
5 Proteção contra acúmulo de poeiras prejudiciais ao 
motor. 
6 Totalmente protegido contra poeira. 
Grau de proteção contra penetração 
 de água no interior do motor. 
2o Algarismo 
Algarismo Indicação 
0 Sem proteção 
1 Pingos de água na vertical. 
2 Pingos de água até a inclinação de 15o com a vertical. 
3 Pingos de água até a inclinação de 60o com a vertical. 
4 Respingos em todas as direções. 
5 Jatos de água em todas as direções. 
6 Água de vagalhões. 
7 Imersão temporária. 
8 Imersão permanente. 
02/11/2016 
14 
Partes do motor de indução 
trifásico 
 Placa de Identificação 
28 
Falhas comuns 
CURTO DE ESPIRAS 
Contaminações, abrasão 
 ou oscilação de tensão. 
BOBINA 
CURTO-CIRCUITADA 
Contaminações, abrasão 
 ou oscilação de tensão. 
CURTO CONTRA MASSA 
NA SAÍDA DA RANHURA 
contaminações, abrasão 
 ou oscilação de tensão. 
30 
02/11/2016 
15 
Falhas comuns 
CURTO, CONTRA MASSA 
 DENTRO DA RANHURA CURTO NA CONEXÃO 
Contaminações, abrasão 
 ou oscilação de tensão. 
QUEIMA POR 
SOBRECARGA 
(TODAS AS FASES ) 
• Sobrecarga do motor. 
• Subtensões 
• Sobretensões. 
Contaminações, abrasão 
ou oscilação de tensão. 
31 
QUEIMA POR ROTOR 
BLOQUEADO 
 (todas as fases do motor) 
FALTA DE FASE 
• Interrupção numa fase da rede de alimentação do 
motor. 
• Fusível queimado, 
• Contator aberto, 
• Linha de força interrompida. 
• Conexão deficiente. 
•Normalmente é motivada por 
correntes muito altas no 
enrolamento do estator, devido à 
condição de rotor bloqueado. 
 
• Partidas e reversões excessivas. 
Falhas comuns 
32 
02/11/2016 
16 
Manutenção preventiva 
de motores 
 
 NBR-5383-1: Máquinas elétricas girantes - Parte1 
 Motores de indução trifásicos- Ensaios 
 
 Objetivo 
Esta Norma prescreve os ensaios aplicáveis para a 
determinação das características de desempenho 
de motores de indução trifásicos e verificação de 
sua conformidade. 
 
  Medição da resistência de isolamento 
 Teste de resistência ôhmica 
34 
Manutenção preventiva 
de motores 
Folha de registro de manutenção 
 
◦ Exemplo 
◦ Importante ter histórico do equipamento. 
◦ Necessário a escrita de procedimentos que 
permitam a comparação entre ensaios 
realizados em diferentes inspeções. 
◦ Facilita execução da manutenção. 
◦ Interessante ter software de gestão de 
manutenção. 
35 
02/11/2016 
17 
Manutenção preventiva 
de motores 
 Quociente do potencial CC aplicado, 
dividido pela corrente de fuga em um 
certo tempo. 
 
 Problemas detectados 
 Sujeira e umidade na máquina. 
 Localizar falha no isolamento. 
 
 Instrumento – Megômetro (Megger) 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
36 
Tipos de Megger 
Eletrônico Digital Manual 
Eletrônico Analógico 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
37 
02/11/2016 
18 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
Deve ser registrada: 
• A temperatura ambiente; 
• Umidade relativa; 
• Temperatura do enrolamento; 
• Tempo fora de serviço; 
• Tensão de teste; 
• Arranjo das conexões utilizado no teste. 
38 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
 
• A leitura da resistência de isolamento deve ser realizada após a tensão 
ser aplicada pelo período de um minuto (1 min). 
39 
02/11/2016 
19 
Manutenção preventiva 
de motores 
 Antes de iniciar o teste 
◦ 1.O motor deve estar parado, frio e 
completamente desconectado da rede 
elétrica. 
◦ 2. Verificar a temperatura do equipamento. 
◦ 3. Conectar o cabo Guard caso necessário. 
 
Obs.: Caso o motor possua capacitores, estes 
devem ser descarregados. 
 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
 
 
 
40 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
 
 
 
 
 
 CORREÇÃO DA RESISTÊNCIA COM A TEMPERATURA 
 
• A resistência de isolamento diminui consideravelmente à medida que a 
temperatura se eleva. 
• Todos os resultados devem ser acompanhados da tomada de 
temperatura do equipamento testado e deve ser corrigida para um valor 
base. 
• Permite a comparação da resistência para testes feitos em diferentes 
épocas. 
 
As medições de resistência de isolação devem ser corrigidas 
para 40ºC. 
 
 
41 
02/11/2016 
20 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
42 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
43 
02/11/2016 
21 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
44 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
CORREÇÃO DA RESISTÊNCIA COM A TEMPERATURA 
Manutenção preventiva 
de motores 
45 
02/11/2016 
22 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
 
AVALIAÇÃO 
 
• Valores de referência. 
• Sugere-se manter o histórico da resistência de isolamento do motor durante 
toda a sua vida. 
46 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA 
RESISTÊNCIA DE 
ISOLAMENTO 
47 
02/11/2016 
23 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
48 
Manutenção preventiva 
de motores 
Ações corretivas 
◦ A resistência pode ser aumentada nos pontos 
em que ela estiver baixa (em consequência de 
poeira e umidade excessiva) por meio da 
remoção da poeira e uma secagem da 
umidade do enrolamento. 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
49 
02/11/2016 
24 
Teste da resistência 
de isolamento 
 Índice de polarização 
• O índice de polarização é a razão entre a 
resistência de isolamento de 10 min e a 
de 1 min. 
 
 
• O índice de polarização pode ser útil na 
avaliação do enrolamento para a secagem 
e para os ensaios dielétricos. 
 51 
Teste da resistência 
de isolamento 
 Índice de polarização 
• Aplicar a tensão do Megger entre todos os 
enrolamentos juntos e a carcaça do motor. 
 
52 
02/11/2016 
25 
Teste da resistência 
de isolamento 
 Índice de polarização 
 
 
Fonte: NBR - 5383 53 
Ações corretivas – Limpeza do 
enrolamento 
◦ Limpar com aspirador de pó industrial com 
ponteira fina não metálica ou pano seco. 
◦ Condições extremas de sujeira, poderá ser 
usado solvente líquido apropriado (risco aos 
enrolamentos). 
◦ Medir a resistência de isolamento e o IP para 
determinar se o enrolamento está 
completamente seco. 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DE ISOLAMENTO 
54 
02/11/2016 
26 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DO ENROLAMENTO 
 OBJETIVO 
◦ Os valores encontrados, quando comparados com os da 
fábrica, se disponíveis, podem fornecer informações sobre: 
 Existência de espiras em curto-circuito 
 Conexões e contatos em más condições. 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
55 
Manutenção preventiva 
de motores 
MEDIÇÃO DA RESISTÊNCIA DO 
ENROLAMENTO 
 
◦ Para a medição da resistência dos enrolamentos utiliza-se 
o seguinte procedimento: 
 
a) aplicar uma fonte de c.c. aos terminais do enrolamento, 
cuidando para que a corrente que circule não seja 
superior a 15% do valor nominal do enrolamento 
considerado o tempo máximo de 1 min (para evitar a 
elevação de temperatura do enrolamento durante o 
ensaio); 
 
b) com as indicações estabilizadas dos instrumentos, tomar 
as leituras simultaneamente de corrente e tensão; 
56 
02/11/2016 
27 
Medição da resistência 
do enrolamento 
 Correção para temperatura de referência 
◦ Resistências devem ser corrigidas para uma temperatura ambiente de 25 °C (permite comparações). 
 
 
 
 
onde: 
Rs : resistência do enrolamento, corrigida para uma temperatura especificada, ts, em ohms; 
ts : temperatura especificada para correção da resistência, em graus Celsius. 
 Normalmente 25 °C. 
Rt : resistência do enrolamento obtida no ensaio, à temperatura tt, em ohms; 
tt : temperatura do enrolamento por ocasião da medição da resistência, em graus Celsius; 
k igual 234,5 para cobre eletrolítico com 100% de condutividade ou 225 para alumínio com condutividade em 
volume de 62%. 
NOTA - Para outros materiais do enrolamento, um valor adequado de k deve ser utilizado. 
57 
 MICROHMÍMETRO 
 DIGITAL DE 10A / 100 A 
◦ Bateria interna 
recarregável selada, para 
as medições com 
corrente de teste de até 
10 A. 
◦ Rede de energia elétrica 
– 100 A. 
 
 Folheto técnico MPK 102e 
 
Medição da resistência 
do enrolamento 
58 
02/11/2016 
28 
MANCAIS 
◦ Dispositivo mecânico sobre o qual se apoia um eixo girante (no 
caso do motor elétrico), deslizante ou oscilante, e que lhe permite 
o movimento com um mínimo de atrito. 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
59 
Devido a grande importância dos mancais para o motor como um 
todo, segue abaixo alguns fatores que determinam a sua durabilidade, a 
saber: 
 • Velocidade de operação; 
 • Esforços axiais e radiais aplicados aos mesmos; 
 • A correta manutenção e lubrificação; 
MANCAIS 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
Elementos rolantes 60 
02/11/2016 
29 
MANCAIS 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
Quanto à Vedação:Abertos, Selados (em um ou ambos os lados) e Blindados. 
61 
MANCAIS 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
62 
02/11/2016 
30 
LUBRIFICAÇÃO 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
63 
LUBRIFICAÇÃO 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
• Durante a relubrificação dos 
rolamentos, a graxa velha é 
expelida automaticamente pelo 
dreno. 
 
• Os dados dos rolamentos, 
quantidade e tipo de graxa e 
intervalos de lubrificação são 
encontrados na placa do motor 
e manuais. 
 
• Aconselhável fazer a 
relubrificação com o motor em 
operação. 
 
 
64 
02/11/2016 
31 
LUBRIFICAÇÃO 
 
Manutenção preventiva 
de motores 
 
65 
Há rolamentos que não necessitam lubrificação (vida útil < tempo de relubrificação). 
 
TERMOGRAFIA 
 
• A Termografia é a técnica que estende a visão humana através do espectro 
infravermelho. 
 
• O Infravermelho é uma freqüência eletromagnética naturalmente emitida 
por qualquer corpo, com intensidade proporcional a sua temperatura. 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
68 
02/11/2016 
32 
TERMOGRAFIA - EQUIPAMENTO 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
69 
TERMOGRAFIA – APLICAÇÃO 
 
• Localizar pontos quentes, determinar a severidade do problema e ajudar a 
estabelecer o período de tempo do qual o reparo pode ser realizado. 
• Inspeção de componentes em interiores tais como: 
Centro de controle de motores, painéis elétricos em geral, conectores, 
disjuntores, seccionadoras, interruptores etc. 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
Exemplo: superaquecimento de CCM dos C-5225. 
70 
02/11/2016 
33 
◦ Inspeção de painéis - Janela de Inspeção 
 Mais segurança ao profissional; 
 Economiza tempo da análise de risco. 
Manutenção preditiva de 
motores 
https://www.getrotech.com.br/media/catalog/product/cache/1/image/650x/040ec09b1
e35df139433887a97daa66f/f/_/f_cv300_19a_328x220.jpg 
Acesso em 27/05/2016 
71 
VIBRAÇÃO 
 
• Identifica características do sinal vibratório que possam ser utilizadas 
para conhecimento das características do sistema. 
 
• A análise direta da vibração no tempo, normalmente, não apresenta 
muita informação útil (transformada de Fourier). 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
72 
02/11/2016 
34 
 VIBRAÇÃO – EQUIPAMENTO 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
73 
VIBRAÇÃO – APLICAÇÃO 
 
• Rolamentos deteriorados; 
• Engrenagens defeituosas; 
• Acoplamentos desalinhados; 
• Rotores desbalanceados; 
• Eixos deformados; 
• Lubrificação deficiente; 
• Problemas aerodinâmicos; 
• Problemas elétricos 
 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
74 
02/11/2016 
35 
ANÁLISE DE VIBRAÇÃO 
 
EXECUÇÃO DO ENSAIO 
 
As localizações dos pontos de medição e direções para as quais se aplicam os níveis de 
severidade ou magnitude de vibração são os seguintes: 
 
 
 
 
 
 
Vertical 
Horizontal 
Axial 
Manutenção preditiva de 
motores 
75 
Manutenção preditiva de 
motores 
ANÁLISE DE VIBRAÇÃO 
 
Medição contínua de vibração 
Pontos para medição periódica de vibração 
76 
02/11/2016 
36 
 ANÁLISE DE ASSINATURA DE CORRENTE 
 
 Leitura de sinais de corrente e tensão 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
79 
 Análise de assinatura de corrente 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
80 
02/11/2016 
37 
 Análise de assinatura de corrente 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
81 
 Análise de assinatura de corrente 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
82 
02/11/2016 
38 
Analisador de motores elétricos – Aplicação 
 
• Qualidade da alimentação 
• Qualidade do circuito 
• Condição do isolamento 
• Rotor 
• Estator 
• Entreferro 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
83 
Analisador de energia 
 
 
 
Manutenção preditiva de 
motores 
84 
02/11/2016 
39 
Rebobinagem de 
motores 
 ◦ Rebobinagem pode reduzir a vida útil do motor. 
 
 
 
85 
Linha W22 IR2 - WEG 
Análise de 
carregamento 
86 
02/11/2016 
40 
BD Motor 
Análise de 
carregamento 
Software fornece 
informações sobre: 
 
- Carregamento do motor 
- Dimensionamento 
 
Fazer análise para 
condições de carregamento 
pela corrente, potência de 
entrada e escorregamento 
 
Fazer comparação entre 
motores. 
 
87 
Programas de incentivo à 
substituição 
◦ Projeto Bônus Para Motores Eficientes 
 Chamada Pública REE 001 2016 
 Público: unidades consumidoras que pretendem 
substituir seus motores elétricos antigos e pouco 
eficientes por motores mais modernos, mais 
eficientes e que atendam a regulamentação vigente 
de padrões mínimos de eficiência. 
◦ Prazo: 05/11/2016 
 
 
88 
02/11/2016 
41 
DÚVIDAS 
89 
 OBRIGADO PELA ATENÇÃO! 
 
Contato: 
 
◦ E-mail: fabiocruz28 @yahoo.com.br 
◦ fccruz@uesc.br 
90