Sobreaquecimento do motor elétrico industrial: Causas e soluções

Como qualquer máquina complexa com várias peças móveis, os motores eléctricos são vulneráveis a problemas de desempenho comuns, como desalinhamento, desgaste dos rolamentos e distorção harmónica. Um dos problemas de desempenho mais comuns é o sobreaquecimento do motor elétrico.

Os especialistas sugerem que um aumento de 10°C (18°F) na temperatura do enrolamento do motor pode afetar diretamente o isolamento do componente e reduzir a sua vida útil em 50 %. Isto tem um impacto irreversível na vida útil da sua máquina, independentemente do facto de o sobreaquecimento do motor elétrico ter sido temporário ou prolongado.

Uma vez que o calor é o inimigo mais importante que os motores eléctricos enfrentam, a questão é: como pode evitar o sobreaquecimento do seu motor elétrico e minimizar o custo da sua substituição ou reparação?

A proteção do seu motor elétrico começa com a compreensão das causas mais prováveis de sobreaquecimento.

Causas comuns de sobreaquecimento do motor elétrico.

O seu motor elétrico é uma máquina complexa e requer um bom equilíbrio de factores ambientais para funcionar sem problemas. O sobreaquecimento do motor elétrico pode ocorrer por várias razões:

As causas mais comuns de sobreaquecimento dos motores industriais incluem

• Um motor inadequado: Os motores existem numa variedade de tamanhos. Escolha um motor elétrico que possa suportar a tensão e o nível de desempenho necessários para o seu projeto. Um motor demasiado grande pode desperdiçar energia dispendiosa, e um motor demasiado pequeno não será capaz de lidar com uma carga de trabalho excessiva, resultando num aumento do stress e no sobreaquecimento da máquina.
• Tensão de alimentação incorrecta: Uma tensão demasiado alta ou demasiado baixa pode danificar um motor elétrico. Quando o seu motor não tem um suporte de tensão adequado, tem de trabalhar mais para funcionar, o que pode levar ao sobreaquecimento do motor elétrico e dos seus componentes.
• Um ambiente de trabalho desfavorável: Um motor elétrico precisa de espaço para a circulação de ar para poder funcionar com o máximo desempenho. Se a máquina estiver a funcionar num ambiente quente, terá dificuldade em arrefecer rapidamente. Dê à máquina espaço suficiente para funcionar, pois existe o risco de sobreaquecimento do motor elétrico.
• Utilização inadequada: Alguns motores eléctricos podem funcionar constantemente, enquanto outros se destinam a uma utilização intermitente. Certifique-se de que utiliza o seu motor apenas de acordo com as suas especificações. Se tentar fazer funcionar um motor de funcionamento intermitente durante demasiado tempo, este não terá o tempo necessário para arrefecer entre ciclos.
• Altitude: A localização da fábrica pode influenciar o desempenho do seu motor elétrico. A sua máquina pode não arrefecer tão eficazmente em altitudes mais elevadas porque o ar é menos denso. É importante escolher um motor adequado de acordo com a localização da instalação industrial, pois submetê-lo a temperaturas inadequadas pode provocar o sobreaquecimento do motor elétrico quando menos se espera.
• Falta de ventilação: Se algo estiver a bloquear as aberturas de ventilação do motor, o ar quente não sairá e acumular-se-á no sistema, causando danos. A manutenção regular pode ajudar a reduzir o risco de sobreaquecimento do motor elétrico.

Como evitar o sobreaquecimento do motor elétrico e mantê-lo a uma boa temperatura.

Evitar problemas associados ao sobreaquecimento do motor elétrico requer o equipamento certo, um planeamento cuidadoso e manutenção preventiva.

O primeiro passo para qualquer gestor de manutenção, engenheiro ou gestor de operações antes de comprar um motor elétrico é certificar-se de que está a comprar a máquina certa para o tipo de trabalho certo. Verifique se o tamanho, a tensão e o desempenho correspondem às suas necessidades específicas. Se não tiver a certeza dos seus requisitos, fale com um especialista.

Depois de ter escolhido o motor elétrico adequado para a sua empresa, procure o local certo para o instalar no seu espaço industrial. Lembre-se que o local onde o colocar influenciará as hipóteses de sobreaquecimento do motor elétrico. Mantenha-o afastado de outras fontes de calor, dê-lhe bastante espaço e certifique-se de que as aberturas de ventilação estão desimpedidas.

Quando começar a utilizar o motor elétrico, lembre-se de monitorizar constantemente a sua temperatura e desempenho para detetar sinais de sobreaquecimento ou deterioração. Se tiver considerado todos os problemas possíveis e a sua máquina continuar a sobreaquecer, pode ser um sinal de que algo está errado com os componentes internos.

Deve solicitar a um profissional que efectue uma verificação completa para obter uma resposta clara e minimizar o risco de sobreaquecimento do motor elétrico no futuro.

Principais razões para o sobreaquecimento do motor elétrico.

O sobreaquecimento do motor elétrico é uma das principais causas de avarias nos enrolamentos e nos rolamentos. Mas o que é que provoca este excesso de calor? Compreender as causas do sobreaquecimento do motor elétrico pode ajudá-lo a evitar o problema em primeiro lugar ou a encontrá-lo e corrigi-lo mais facilmente quando surgir, permitindo que o seu equipamento dure mais tempo e poupando-lhe tempo de inatividade e custos adicionais.

A investigação mostra que quando a temperatura de funcionamento aumenta apenas 10 °C, a vida útil do motor elétrico é reduzida para metade. Pelo contrário, quando a temperatura de funcionamento diminui em 10 °C, a vida útil duplica.

Factores relacionados com o sobreaquecimento do seu motor elétrico

Sobrecarga

A sobrecarga ocorre quando a força motriz do equipamento encontra uma resistência superior à classificação aceitável pelo fabricante e pode não ser um problema constante, uma vez que está diretamente relacionada com variações na carga do equipamento acionado pelo motor. A maioria dos motores eléctricos funciona com a máxima eficiência quando sujeitos a apenas 75% da carga nominal do fabricante. Isto permite que a máquina funcione a uma temperatura mais baixa e consuma menos energia, reduzindo assim o risco de sobreaquecimento do motor elétrico.

Ventilação

Os motores eléctricos são concebidos com um sistema para remover o calor produzido durante o funcionamento. Este sistema de arrefecimento pode consistir em condutas de ar, deflectores de ar, ventoinhas de arrefecimento e outros componentes de design, tais como aletas de arrefecimento. Muitos factores podem perturbar a capacidade do sistema de arrefecimento para desempenhar a sua função, tais como condutas de ar obstruídas, acumulação de contaminantes ou gelo, funcionamento a uma velocidade inferior à normal, etc.

Factores externos como a temperatura ambiente, a altitude e a luz solar podem afetar a capacidade do motor para se arrefecer. O funcionamento num ambiente em que a temperatura ambiente é superior à normal para a máquina provocará o sobreaquecimento do motor elétrico. Em altitudes mais elevadas, o ar é menos denso, tornando mais difícil a dissipação do calor, e a luz solar pode aquecer a caixa do motor. Alguns utilizadores até pintaram a caixa de branco e deram-lhe uma sombra adicional para reduzir a absorção de calor.

Tensão

Os motores eléctricos funcionam de forma óptima quando a tensão aplicada é igual à tensão indicada na placa de identificação do fabricante. O funcionamento de um motor com um défice de tensão requer uma amperagem mais elevada para produzir a potência necessária, e esta corrente adicional equivale a mais calor devido à resistência. Fazer funcionar o motor com uma tensão acima do ponto de saturação também resultará em corrente adicional e, consequentemente, em excesso de calor. Uma tensão desequilibrada num motor trifásico também provocará o sobreaquecimento do motor elétrico devido aos picos de tensão.

Enrolamentos

O núcleo de um motor CA é feito de muitas peças de aço laminado, e os enrolamentos são enrolados através deste núcleo. A alteração dos campos magnéticos devido à rotação do rotor pode causar um fenómeno chamado correntes de Foucault no interior do núcleo de aço. Estas correntes de Foucault são pequenas e não são mais do que perdas de energia que geram calor.

Densidade da corrente

À medida que o diâmetro do fio do enrolamento do motor diminui, a resistência eléctrica aumenta. Este aumento da resistência resulta numa perda de energia sob a forma de calor.

Correntes circulantes

Quando os grupos de bobinas em paralelo não são iguais em número, será produzida uma corrente circulante no circuito com menos bobinas. Estas correntes de circulação não aumentam o trabalho efectuado pelo motor, mas são perdas de energia sob a forma de calor.

Harmónicas

As harmónicas são a distorção da onda sinusoidal (frequência total do circuito) por formas de onda de outras frequências. Estas perturbações podem ser causadas pela adição de rectificadores, ventoinhas e bombas, etc. Os harmónicos ímpares produzidos criarão um binário negativo que está em oposição ao binário criado pelo motor. Este binário negativo aumenta a carga no motor, fazendo-o trabalhar mais e, por sua vez, produzindo mais calor, pelo que existe o risco de sobreaquecimento do motor elétrico.

Conclusão

Um motor elétrico que funcione a altas temperaturas terá uma esperança de vida reduzida. Reduzir a temperatura de funcionamento melhorando a ventilação, optimizando a conceção ou escolhendo uma máquina à altura da tarefa para a qual foi concebida resultará num equipamento mais fiável, evitando assim o risco de sobreaquecimento do motor elétrico.

Se quiser saber mais sobre o falhas comuns nos motores eléctricos contactar um dos nossos especialistas.

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