O motor elétrico é encontrado em todas as aplicações industriais e em inúmeros segmentos. Eles são a força motriz da maioria das máquinas e precisam ser capazes de resistir a todo tipo de carga de trabalho.
Um motor em curto-circuito pode interromper a linha de produção de uma fábrica inteira, causando horas ou até dias de paralisação não planejada. Tudo isso gera impactos negativos para a empresa, como perdas de receita ou até de matéria prima, dependendo do ramo de atividade.
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Em áreas industriais, não é raro encontrar um motor elétrico em curto. Mas isso não pode ser considerado normal, afinal ultrapassar os limites de operação pode danificar o equipamento total ou parcialmente.
Uma das consequências mais graves da utilização do ativo além do permitido é o curto-circuito. Esse tipo de falha acontece pelo contato direto entre dois pontos de diferentes potenciais elétricos. No motor de corrente alternada, um dos mais utilizados, o curto pode acontecer com: contato fase-fase, fase-neutro, fase-terra ou entre enrolamentos em uma fase.
Como identificar um motor elétrico AC em curto?
Se um motor estiver desarmando o disjuntor ou queimando fusíveis, por exemplo, ele pode estar em curto. Em um primeiro momento o teste mais simples é realizado usando um multímetro na escala para Ohms.
Comece desconectando completamente os terminais de ligação do motor com seu circuito de alimentação. Isso porque existe a possibilidade de ser de uma das instalações externas (cabos e painel elétrico – disjuntores, contactores, etc.)
Por que os motores elétricos queimam?
Depois verifique a continuidade de todas as pontas de cada uma das bobinas (1 e 4; 2 e 5; 3 e 6 e assim, sucessivamente). Nessa medição é possível identificar se estão abertas ou se a resistência ôhmica está fora da normalidade.
Na sequência, deve-se fazer esse mesmo teste de continuidade em todas as pontas, cada ponta com a carcaça do motor. Esse teste precisa ser realizado por profissional qualificado, já que é importante se certificar de que as pontas das bobinas em cada extremidade não estão tocando outros cabos ou qualquer outra componente que possa interferir na medição.
Motor elétrico em curto e suas causas
Os fios de cobre têm um revestimento isolante de esmalte, que possibilita a enrolação de bobinas sem que ocorra contato elétrico entre eles.
Por isso, é importante salientar que esses condutores esmaltados são cobertos com um verniz que tem o objetivo de prevenir vibrações e atritos, que poderiam prejudicar o revestimento isolante.
Uma das causas mais comuns de curto circuito do motor elétrico é a baixa resistência.
Isso ocorre quando o isolamento dos enrolamentos é degradado, por condições adversas como: superaquecimento, corrosão ou danos físicos, danos no verniz que isola os condutores, fios ou cabos soltos, partidos ou desencapados, corpos metálicos estranhos, sujidades condutoras (pó, humidade, etc).
O surgimento de um curto-circuito ocasiona um repentino aumento na corrente, podendo alcançar o valor nominal de trabalho. Para evitar o contato elétrico entre os condutores e impedir sua ocorrência, existe um sistema de isolamento nos enrolamentos.
Contudo, caso haja falha no sistema de isolamento haverá a queima do condutor, que pode ser causada por dois fenômenos.
Fenômeno térmico: um fenômeno térmico que corresponde à energia liberada no circuito elétrico atravessado pela corrente de curto-circuito (I) para o tempo (t) com base na fórmula (I2t). Este efeito térmico pode causar:
- Fusão dos contatos do condutor;
- Destruição dos elementos térmicos;
- Geração de arcos elétricos;
- Calcinação de material isolante;
- Incêndio no equipamento.
Fenômeno eletrodinâmico: acontece entre condutores onde é produzido uma tensão mecânica intensa à medida que a corrente elétrica se movimenta. Os principais problemas que aparecem são:
- Distorção dos condutores que formam os enrolamentos do motor;
- Ruptura dos suportes isolantes dos condutores;
- Repulsão dos contatos dos contactores, susceptíveis de derreter e soldá-los.
Proteção contra curto circuito em motores
É importante proteger sistemas elétricos e contra circuitos com dispositivos de proteção que possam detectar e interromper essas falhas. Dois dispositivos de proteção que podem ser utilizados são:
1. Fusíveis: interrompem o circuito por fusão e devem ser substituídos posteriormente.
2. Disjuntores magnéticos: cortam automaticamente o circuito e precisam apenas ser reinicializados.
Lembre-se: antes de acionar esses dispositivos é necessário verificar por que isso aconteceu.
Técnicas preditivas para motores elétricos
Todo mundo já ouviu falar sobre manutenção preditiva de motores elétricos. Mas o que é exatamente e como ela funciona?
A manutenção preditiva do motor elétrico é quando você usa testes não destrutivos como termografia e análise de vibração.
A termografia, por exemplo, permite identificar falhas ou degradações em máquinas ao apontar padrões de calor e radiação, uma vez que o aumento da temperatura corresponde a um aumento na emissão de radiação infravermelha.
Essas técnicas são usadas para identificar falhas potenciais e assim evitar paradas inesperadas.
Essencialmente, a manutenção preditiva de motores elétricos trabalha para predizer e corrigir falhas antes que elas se tornem graves e causem prejuízos mais graves. Esse acompanhamento pode ser realizado em intervalos regulares, com técnicas de monitoramento online.
Sensores IoT são capazes de monitorar a corrente e tensão dos motores elétricos para identificar falhas na rede elétrica que podem, ao longo do tempo, danificar o motor elétrico. Alguns exemplos são sobretensão, subtensão, baixo fator de potência e desbalanceamento de fases.
O sensor Energy Trac, da TRACTIAN, por exemplo, coleta dados de ativos industriais em tempo real e alerta as equipes ao menor sinal de falha. Ele mede dados de tensão e corrente trifásica, potência e consumo de energia e, a partir desses dados, é possível ter total controle sobre o consumo e eficiência energética de uma operação.
Algumas falhas detectadas são: curto-circuito no embobinamento, sobrecarga, sobrecorrente, picos anômalos de corrente e tensão, falha e desbalanceamento entre fases, entre outras.
Uma estratégia assertiva de manutenção preditiva de motores elétricos pode beneficiar empresas de muitas maneiras:
- Redução de custo – porque a intervenção será executada somente quando necessário e o dinheiro não é desperdiçado em serviços desnecessários;
- Redução do tempo de inatividade – o número de intervenções não planejadas é reduzido e substituído por intervenções de serviços planejadas;
- Aumento da vida útil do equipamento;
- Melhora a segurança da planta e dos trabalhadores.
Quer entender mais sobre como fazer o monitoramento de energia dos seus motores e evitar que entrem em curto? Fale com um especialistas da TRACTIAN e tire todas as suas dúvidas.
