Detecção de defeitos através da análise de vibração de motores elétricos

Inicialmente para detecção de defeitos através da técnica preditiva de análise de vibração de motores elétricos, é necessário a identificação das frequências de falha:

• 2x Frequência de Linha
• O campo magnético girante faz com que os pólos Norte e Sul se alternam duas vezes por ciclo, gerando uma força de atração magnética entre estator e rotor na frequência de 2xLF (120 Hz ou 100 Hz);
• No brasil a frequência de rede definida é 60 hz;
• A frequência 2xLF pode ser muito perto de 2X da rotação 
• É necessário ter resolução suficiente
• Inversor de frequência
• São utilizados para variar a velocidade de rotação do motor 
• Utiliza da variação de largura de pulsos para alterar a tensão e frequência de energia para o motor
• A frequência 2xLF não será a da rede elétrica mais, mas a do inversor
• Frequência de passagem de barras do rotor 
• Fbr = vel. Rotor * numero de barras
• Usualmente de 35 a 96 barras de rotor
• Frequência de passagem de polos 
• Fpp = freq. Escorregamento  * numero de polo

Diagnosticando Falhas:

• É comum encontrar o pico de 2xLF
• Para definir se a vibração é uma falha elétrica, pode-se desligar a energia e acompanhar a vibração no instante seguinte
• O monitoramento da condição de motores elétricos também pode ser realizado por técnicas específicas
• Análise de Espectro de Corrente do Motor [MCSA]
• Análise da Assinatura Elétrica [ESA]
• Análise de Circuito de Motores [MCA]

Estator excêntrico:

• Gera um air gap (espaçamento do entreferro) desigual 
• Espaçamento estático (estacionário) 
• Pode ser causado por problemas de pé manco 
• Espectro apresenta vibração alta em 2xlf

Enrolamentos do estator frouxo:

• Espectro apresenta vibração alta em 2xLF 
• Condição destrutiva 
• Pode causar curto-circuitos e falha do estator

Rotor excêntrico:

• Centro geométrico do rotor e eixo não coincidem 
• Gera um air gap rotativo 
• Espectro apresenta faixas laterais da frequência de passagem de polos (FPP) em torno da frequência de rotação do motor (1X) e do dobro da frequência de linha (2xLF)

Barras de rotor quebradas:

• O espectro apresenta bandas laterais da frequência de passagem de pólos em torno da frequência de rotação (1X) e harmônicos, em alguns casos com bandas laterais em 1x 2LF;

Rotor frouxo:

• Deslizamento do rotor no eixo
• Comportamento similar a folga
• Pode ocorrer devido a variação da temperatura
• Presença de harmônicos de 1X no espectro

Conectores Frouxos:

• Os conectores de alimentação frouxos geram problemas de fase de alimentação do motor;
• O espectro apresenta vibração alta em 2xLF, com faixas laterais de um terço da frequência da rede elétrica

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Sobre o autor

Wilson Duarte

Engenheiro Mecânico especialista em Manutenção Preditiva Industrial, Engenharia de Lubrificação e Inspeção em Engrenagens (ênfase em engrenagens para moinhos e fornos), treinamentos realizados no Brasil e Alemanha. Experiência de 24 anos em manutenção industrial, trabalhos realizados nas áreas de Engenharia de Manutenção, Planejamento, Inspeção, Manutenção Mecânica e Elétrica. Conhecimentos nas áreas de Instrumentação e Automação Industrial.

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