Defeitos de sobrecarga em motores eléctricos industriais e como resolvê-los

Uma das causas mais comuns de falha do motor elétrico é a sobrecarga. Quer se trate de uma falha de sobrecarga mecânica ou eléctrica, independentemente do tipo, a sobrecarga do motor elétrico ocorre quando o binário de saída do motor não é suficiente para mover a carga. Este artigo abordará a forma de detetar uma sobrecarga em motores eléctricos, o que causa a sobrecarga e como substituir corretamente um motor sobrecarregado.

Como saber se o seu motor foi sobrecarregado

Um motor elétrico pode funcionar numa situação de sobrecarga durante um período de tempo, dias ou mesmo semanas. De facto, muitos motores têm uma classificação designada por fator de serviço que permite sobrecargas curtas e periódicas, mas não sobrecargas prolongadas. A sobrecarga do funcionamento do motor por um período prolongado fará com que o motor acabe por falhar. Os principais sintomas de sobrecarga nos motores eléctricos são o consumo excessivo de corrente, o binário insuficiente e o sobreaquecimento. Eis algumas formas de detetar uma sobrecarga num motor elétrico:

• Cheiro: O motor pode cheirar a quente ou a queimado durante e após o funcionamento.
• Ouvir: o motor pode fazer mais barulho e ter vibrações adicionais, uma vez que o veio trabalha mais para rodar a carga.
• Observar: o próprio motor, os enrolamentos do estator, o rotor ou a cablagem podem parecer queimados.

Avarias em motores eléctricos sobrecarregados

Se já tiver implementado medidas de sobrecarga, verificará que o motor já não arranca devido a um disjuntor disparado ou a um fusível queimado.

Se tiver notado uma alteração na eficiência de funcionamento e pretender testar a sobrecarga antes de ocorrer uma avaria no motor elétrico, existem alguns testes diferentes para experimentar. A utilização de um multímetro com um acessório de fixação permitirá testar situações de corrente excessiva, insuficiente ou flutuante que conduzam a uma sobrecarga do motor elétrico. A análise de vibrações também pode ser utilizada para testar rolamentos gastos e pode mesmo ajudar a detetar o desalinhamento do veio. Também pode tentar testar a temperatura durante o funcionamento do motor para procurar flutuações e aumentos.

Causas de falhas de sobrecarga do motor elétrico

Agora que sabemos que a sobrecarga é uma das mais importantes principais causas de avaria nos motores eléctricos. Sabemos que a sobrecarga ocorre quando o binário de saída disponível do motor não corresponde ao que é necessário para a aplicação. E agora que sabemos como reconhecer danos por sobrecarga em motores eléctricos, vamos analisar os factores que fazem com que um motor elétrico funcione em sobrecarga.

Sobrecarga mecânica de motores eléctricos

As sobrecargas mecânicas são os problemas não eléctricos que fazem com que um motor elétrico funcione em excesso e absorva corrente adicional para compensar. Esta corrente adicional danifica os enrolamentos e provoca a avaria do motor elétrico.

Algumas das causas de falhas por sobrecarga mecânica em motores eléctricos são

• Quando a carga é demasiado pesada, exigirá uma saída de binário do motor que excede a classificação do motor.

• Rolamentos desgastados ou danificados devido a contaminantes, lubrificação antiga e decomposta, vibração ou sobreaquecimento exercerão pressão sobre o eixo rotativo, exigindo uma corrente mais elevada para manter o motor em funcionamento.

• O desalinhamento dos rolamentos no eixo ou o desalinhamento do eixo do motor em relação à carga também fará com que o motor funcione numa situação de sobrecarga.

Passos para a deteção de falhas de sobrecarga em motores eléctricos e soluções

Alguns dos principais domínios que podem ser responsáveis pelas sobrecargas do motor e que podem necessitar de uma investigação mais aprofundada são

• É possível que exista uma sobrecarga mecânica no motor que provoque disparos repetidos e até danos no enrolamento do motor elétrico. Neste caso, é importante reduzir a carga o mais rapidamente possível, uma vez que a compra de um novo motor pode ser uma proposta dispendiosa e aumentar os custos de funcionamento.

• A fonte de alimentação principal do motor deve ser desligada imediatamente para que seja efectuada uma investigação para identificar a razão exacta do disparo. Também é benéfico garantir que o sistema de relé de sobrecarga está definido corretamente. Geralmente, este está definido para 110% da capacidade total de potência do motor.

• Em muitos casos, pode ser necessário alinhar corretamente os componentes da transmissão com o motor para evitar contratempos desta natureza.

• A tensão exacta que está a ser fornecida ao motor deve ser verificada periodicamente, incluindo a possibilidade de haver contactos soltos que possam causar disparos ou fusíveis queimados.

• A fonte real do ponto de disparo do relé deve ser localizada e substituída, se estiver defeituosa.

• A cablagem eléctrica do motor deve ser verificada para garantir que todas as ligações são feitas de acordo com os requisitos. No caso de monofásico ou aberto, todas as diferentes combinações disponíveis devem ser verificadas para garantir que todas as ligações estão em ordem, especialmente as fases vermelha a azul, azul a amarela e vermelha a amarela.

• Utilize um alicate amperímetro para verificar os amperes quando o motor está a funcionar para identificar se está a ocorrer uma sobrecarga. Se os amperes registados no medidor reflectirem que existe um excesso do que é recomendado pelo fabricante do motor, então este é um sinal seguro de que existe uma sobrecarga mecânica, que deve ser reduzida o mais rapidamente possível.

• Pode haver casos em que o motor recebe menos potência ou amperes e, no entanto, ocorre um disparo. Este é um sinal claro de que existe um defeito no motor.

Sobrecarga eléctrica dos motores

A sobrecarga eléctrica ocorre quando a falha de sobrecarga do motor se deve a uma situação de tensão flutuante, excessiva ou insuficiente na fonte de alimentação ou no controlador do motor. A quantidade de sobrecarga que o motor pode suportar durante períodos curtos será indicada pela classificação do fator de serviço na placa de identificação do motor elétrico. Para funcionamento em situações de baixa tensão, a National Electrical Manufacturers Association (NEMA) recomenda o funcionamento do motor a não menos de 90 % da classificação de tensão da placa de identificação e 110 % em situações de sobretensão. Condutores em curto-circuito no interior do motor também podem causar uma falha de sobrecarga.

Ambos os tipos de sobrecarga causam a deterioração do isolamento térmico e danos em todas as fases dos enrolamentos do motor.

Outras áreas relacionadas com as avarias dos motores eléctricos e a sua resolução

Uma vez efectuado o diagnóstico correto para identificar a causa raiz do problema, mais de metade da batalha está ganha. No entanto, pode ser necessário verificar continuamente a futura tensão que está a ser fornecida ao motor.

Num motor trifásico, que é mais comummente utilizado para fins comerciais, a quantidade de energia consumida por um motor deve ser igual em todas as fases. Qualquer desequilíbrio pode causar um problema. Se houver um desequilíbrio de mais de 10% entre qualquer uma das fases, pode haver várias causas, que devem ser localizadas e corrigidas imediatamente para evitar mais contratempos.

Em alguns casos, quando um novo motor é instalado, pode recusar-se a funcionar. As razões mais óbvias podem ser uma ligação incorrecta do motor ou um problema com o próprio motor. A causa deste mau funcionamento deve ser rapidamente determinada e deve ser encontrada uma solução adequada. Pode haver casos em que o motor tenha estado a funcionar, mas se recuse a arrancar noutra altura. A razão para tal pode ser o facto de o disjuntor ou o fusível ter disparado devido a uma sobrecarga ou de o motor ter entrado em contacto com a terra e ter entrado em curto-circuito.

As outras razões que podem estar por detrás de uma falha do motor são a flutuação da tensão (principalmente baixa tensão), um condensador avariado ou um estator danificado. Os rolamentos gastos também podem ser uma causa e devem ser substituídos quando o problema é detectado.

Quaisquer que sejam as razões para um motor elétrico sobrecarregado, é essencial que chegue à raiz do problema o mais rapidamente possível para evitar mais complicações e evitar o consequente aumento de custos que pode prejudicar os seus resultados.

Substituição de um motor elétrico sobrecarregado

Depois de ter validado que o motor elétrico falhou devido a uma sobrecarga, há algumas coisas a fazer antes de comprar um motor de substituição. Terá de efetuar alguns testes para encontrar a causa exacta da sobrecarga e resolver quaisquer problemas que possam estar presentes. Compreender a aplicação pretendida é fundamental para evitar outra falha de sobrecarga no motor elétrico. Conhecer as suas capacidades de potência, compreender as possíveis limitações do controlo do motor, ler corretamente a placa de identificação do motor, compreender as capacidades do motor e conhecer a sua aplicação pretendida pode ajudá-lo a escolher o motor elétrico e o controlo do motor certos com as classificações de saída correctas.

Resumo

A maioria dos fabricantes de motores eléctricos, se não todos, não oferece garantia se o produto tiver sido danificado devido a sobrecarga. É por isso que tem de compreender o que pode causar a sobrecarga do motor, aprender a reconhecer e compreender a aplicação pretendida para que possa evitar danos nos seus bens dispendiosos. Os nossos especialistas em motores eléctricos estão constantemente a escrever neste blogue especializado sobre principais problemas eléctricos nos motores industriais para o ajudar a compreender a placa de identificação e a aplicação do motor, para que possa obter um motor de substituição duradouro.