3. Falha do motor

Ver item 7.7 da norma ABNT NBR 16.929.

A desmontagem do rotor é uma operação que aparenta ser simples, e por isso a correta retirada costuma ser totalmente desprezada. Mas ao ser feita incorretamente pode inutilizar, por um descuido, todo o motor. Por isso atente-se ao processo de retirada do rotor e se possível utilize a ferramenta de sacar rotor. 

Alguns pontos que devem ser observados no rotor:

• os batimentos indicados na extensão do eixo do rotor, nos assentos ou nas superfícies de montagem dos mancais e vedações;
• o diâmetro externo do rotor deve estar concêntrico com relação aos assentos ou superfícies de montagem do mancal;
• a posição exata de cada elemento do conjunto de sapatas deve ser anotada, quando da desmontagem do rotor;
• quaisquer serviços de recuperação ou usinagem do rotor, realizados anteriormente, devem ser verificados com relação à acuracidade e tolerâncias;
• qualquer sinal de atrito entre o estator e o rotor deve ser verificado. As lâminas do núcleo do rotor devem ser examinadas com relação a potenciais pontos quentes;
• a fixação das cunhas das ranhuras deve ser verificada se existente);
• o eixo, os ventiladores de resfriamento e outros acessórios do eixo do rotor devem ser verificados com relação à existência de trincas e à rigidez mecânica de suas conexões com o eixo;
• o eixo deve ser verificado com relação ao seu alinhamento e linearidade, desgaste, trincas e ausência de danos nas extremidades do eixo;
• a orientação do eixo deve ser anotada em relação à caixa de ligação principal e aos cabos de ligação;
• Para motores com rotor de gaiola:
  • o núcleo do rotor deve ser corretamente encaixado no eixo, luva ou costela, sobre o qual o núcleo é montado.
  • o diâmetro externo do rotor deve ser verificado quanto a fricções, danos mecânicos, peças faltantes e queima do isolamento das lâminas devido a curto-circuito.
  • barras e anéis devem ser inspecionados quanto à integridade;
  • ensaio com indutor eletromagnético ensaio de growler), também conhecido como ensaio “tatu”;
  • avaliação do aperto das barras do rotor instaladas em suas ranhuras;
  • verificação do anel de retenção do rotor quanto a trincas, se instalado;
  • verificação das cunhas da ranhura do rotor, quanto a rachaduras, quando instaladas.
• Para motores com rotor bobinado:
  • resistência de isolamento para a massa e entre fases, se possível;
  • ensaio de comparação de surtos surge test) para confirmar a simetria do enrolamento;
  • inspeção da bandagem das cabeças da bobina quanto a rachaduras e folgas;
  • inspeção das conexões entre os terminais do enrolamento e os anéis coletores;
  • aplicação de uma elevada corrente c.a. ou c.c. no enrolamento, para verificar qualquer ponto frio detectado por uma câmera de imagem térmica, que indicará barras do rotor quebradas ou rachadas.
• Para motores com polos salientes, observar:
  • peças soltas nos polos e evidência de movimentação do polo;
  • conectores trincados;
  • laminações danificadas nas partes do polo;
  • sinais de danos localizados devido a sobreaquecimento ou falhas entre espiras;
  • deformação das faces do polo de campo ou das faces das sapatas polares;
  • integridade do isolamento da bobina de campo, incluindo anéis isolantes;
  • rigidez mecânica e integridade dos parafusos de fixação dos polos, porcas ou construção alternativa;
  • integridade dos polos e seus blocos de travamento, isolamento destes blocos, parafusos ou construções alternativas.
• Para motores com polos lisos:
  • os dentes do rotor, as cunhas da ranhura e os anéis de retenção devem ser verificados quanto a trincas, usando o ensaio de ultrassom ou o equipamento de ensaio de partículas magnéticas;
  • o eixo do rotor deve ser verificado quanto a trincas, usando inspeção boroscópica, se necessário, equipamento de ensaio de ultrassom, partículas magnéticas, líquido penetrante ou corrente parasita;
  • as cabeças de bobina sob os anéis de retenção devem ser verificadas quanto a trincas e danos de isolamento e rigidez mecânica. A resistência de isolamento do bobinado deve estar dentro dos limites aceitáveis;
  • devem ser verificadas as movimentações da bobina, os movimentos ou trincas dos calços e a inspeção das conexões das bobinas, usando inspeção boroscópica, se requerido.

Ver item 7.9 da norma ABNT NBR 16.929.

Cuidados com escovas e porta escovas para motores que possuem esta peça:

• os porta-escovas devem estar limpos e livres de qualquer sujeira ou óleo. Todas as partes móveis devem estar livres;
• a distância entre o porta-escovas e o anel coletor deve ser de 1,5 mm a 3 mm, dependendo do tamanho da máquina. As especificações do fabricante devem ser aplicadas;
• a pressão da mola deve ser verificada de acordo com as especificações do fabricante, conforme a aplicação e o tipo de escova, e ajustada, se requerido, para fornecer a pressão correta;
• a pressão na escova deve ser determinada pela tensão da mola, área da escova, composição do material e peso da escova, quando aplicável;
• tipos das escovas conforme as instruções do fabricante;
• desgastes das escovas e características do desgaste;
• as escovas e os porta-escovas podem ser identificados com um quadrado, para dimensões métricas, ou com um triângulo, para dimensões em polegadas. As escovas de substituição feitas nas dimensões de polegada, encaixadas nos porta-escovas métricos, ou vice-versa, podem causar problemas com um ajuste inadequado no porta-escovas;
• a folga da escova no porta-escovas deve ser verificada em relação aos valores de acordo com a IEC 60136; a folga excessiva requer uma troca de escova ou porta-escovas ver 10.4.2 e Tabela 5);
• o isolamento do pino de sustentação do conjunto escova/porta-escova não pode estar carbonizado, rachado ou danificado;
• um ensaio de isolamento deve ser aplicado aos porta-escovas e às conexões na tensão de ensaio recomendada.

Ver item 7.10 da norma ABNT NBR 16.929.

O acionamento manual do eixo pode revelar problemas relacionados com os mancais. Uma dificuldade ou irregularidade no giro do eixo pode indicar a existência de problemas relacionados com, por exemplo:

• lubrificação inadequada;
• fadiga do mancal;
• vibração;
• alinhamento ou montagem incorretos;
• correntes de fuga pelos mancais;
• carga insuficiente;
• sobrecarga;
• contaminação por umidade ou materiais estranhos.

Ver item 8.2 da norma ABNT NBR 16.929.

O Loop test é um ensaio usado para identificar falhas no núcleo. Esse teste é realizado pós retirada correta do enrolamento do estator.

Procedimento para a realização do Loop Test:

Enrolar condutor ao redor do núcleo, com uma corrente de controle e tensão de controle de forma que seja ofertado ao motor uma densidade de fluxo magnético total de 1,32 tesla. Após deixar alguns minutos para estabilização da temperatura (aprox. 30min) para a realização da termografia. Se entre o ponto mais frio e o ponto mais quente do motor a diferença de temperatura for maior que 10°C este motor está com avarias. Solução: verificar se o motor ainda tem possibilidade de recuperação com a mudança de localização de chapas do núcleo.

Um exemplo a seguir de aplicação do loop test, à esquerda como é montado o loop test e à direita uma imagem da câmera termográfica com a coletagem de temperatura média do núcleo e da temperatura do ponto quente.

Caso o dano ultrapasse 20% do núcleo do motor, o pacote de núcleo está condenado. Se não tiver acima desse valor, algumas soluções de re-isolamento e troca de posição das lâminas podem ser usadas para diminuição do ponto quente.

A quantidade de espiras para determinação do ponto quente pode ser encontrada a seguir:

Z é a quantidade de voltas que serão enroladas no núcleo, V é a tensão a ser aplicada, f a frequência da tensão e L é o comprimento do pacote do núcleo.

• Um ensaio de perda no núcleo ou loop test também deve ser realizado, se houver qualquer evidência de arraste no núcleo devido à falha do mancal, sobrecarga radial excessiva, dano de falta à terra, corrosão ou deterioração do isolamento da chapa do núcleo devido ao envelhecimento. O ensaio deve ser realizado com densidade de fluxo total de 1,32 tesla. Um valor acima de 12 W/kg 50 Hz) ou 10 W/kg 60 Hz) necessita de ação corretiva para reduzir as perdas totais no núcleo;
• todas as áreas do núcleo identificadas com pontos quentes devem ser reparadas, isoladas novamente, ter novas chapas instaladas ou um novo pacote de núcleo;
• pode ser necessário desmontar e fazer o embaralhamento das chapas do núcleo pela reutilização das chapas existentes ou utilização de novas chapas. Se as chapas existentes forem reutilizadas, as chapas danificadas devem ser novamente isoladas;
• se as superfícies das chapas no entreferro forem irregulares, ou unidas por danos mecânicos, pode ser possível reparar o dano com a separação das chapas e a regularização adequada das suas superfícies. O núcleo não pode ser submetido à remoção de material e lixamento excessivos. Deve-se ter cuidado para que isso não aumente as perdas nem afete a eficiência da máquina;
• uma comparação das leituras de perda do núcleo antes e depois da queima deve também ser verificada. Um aumento de mais de 20 % nas perdas do núcleo requer medidas corretivas para reduzir o aumento destas perdas;
• os enrolamentos devem ser removidos de uma maneira que não danifiquem as chapas, e convém que cuidados sejam tomados ao cortar a cabeça da bobina normalmente o lado oposto da ligação) e ao extrair os enrolamentos das ranhuras.

Ver item 6.5.4 da norma ABNT NBR 16.929.

O ensaio com indutor eletromagnético (ensaio de growler), também conhecido como “ensaio tatu”, é realizado com o motor desmontado, colocando um indutor em contato com o rotor. Quando o “tatu” for energizado, induzirá a circulação de corrente nas barras do rotor, principalmente naquelas que estão próximas a ele. A verificação do rotor falhado é feita ensaiando cada barra com uma lâmina de serra ou limalha de ferro. O ensaio consiste em segurar a lâmina paralelamente sobre a barra ou espalhar a limalha de ferro sobre o rotor. Em uma condição normal, a lâmina de serra vibra ou, se for utilizada limalha, formam-se linhas na mesma direção das barras do rotor) em função da circulação da corrente na barra do rotor. Caso a lâmina de serra não vibre, ou caso a limalha não se “prenda”, muito provavelmente a barra estará rompida, pois nesta situação não há circulação de corrente na barra. Para o ensaio utilizando limalha de ferro, é recomendada a colocação de um papel no topo do rotor para conter a limalha após a desinsetização do indutor.