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Motores de corrente contínua
Linha D
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Motores de corrente contínua Manual de Instalação, Operação e Manutenção
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
Antes de 2010
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Compartilhado em 18/06/2009
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Motores de corrente contínua
Linha D
Manual de Instalação, Operação e Manutenção
Motores de corrente contínua l 1
Manual de Instalação, Operação e Manutenção
Nº do documento: 9300.
Material: 10218369
Modelos: DNF, DND, DNS, DNE, DNX, DNA, DNX,
DCF, DCD, DCS, DCE, DCX, DCA, DCW
Idioma: Português
Revisão: 4
Janeiro, 2009
Motores de corrente contínua l 3
Prezado Cliente,
Obrigado por adquirir o motor de corrente contínua da WEG. É um produto desenvolvido com níveis
de qualidade e eficiência que garantem um excelente desempenho.
Como exerce um papel de relevante importância para o conforto e bem-estar da humanidade, o
motor elétrico precisa ser identificado e tratado como uma máquina motriz, cujas características
envolvem determinados cuidados, dentre os quais os de armazenagem, instalação e manutenção.
Todos os esforços foram feitos para que as informações contidas neste manual sejam fidedignas as
configurações e utilização do motor.
Sendo assim, leia atentamente este manual antes de proceder à instalação, operação ou
manutenção do motor, para permitir a operação segura e contínua do motor e também para garantir
a sua segurança e de suas instalações. Caso as dúvidas persistam, solicitamos contatar a WEG.
Mantenha este manual sempre próximo ao motor, para que possa ser consultado quando necessário
ATENÇÃO
- É imprescindível seguir os procedimentos contidos neste manual para que a garantia tenha validade;
- Os procedimentos de instalação, operação e manutenção do motor deverão ser feitos por pessoal qualificado.
NOTAS
- A reprodução das informações deste manual, no todo ou em partes, é permitida desde que a fonte seja citada;
- Caso este manual seja extraviado, o arquivo eletrônico em formato PDF está disponível no site www.weg.net ou poderá ser solicitada outra cópia impressa.
WEG EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS S.A.
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Motores de corrente contínua l 7
1 INTRODUÇÃO
Este manual visa atender todos os motores de corrente contínua da WEG. Motores com especialidades podem ser fornecidos com documentos específicos (desenhos, esquema de ligação, curvas características, etc.). Estes documentos devem ser criteriosamente avaliados juntamente com este manual, antes de proceder a instalação, operação ou manutenção do motor. Para os motores com grandes especialidades construtivas, caso seja necessário algum esclarecimento adicional, solicitamos contatar a WEG. Todos os procedimentos e normas constantes neste manual deverão ser seguidos para garantir o bom funcionamento do equipamento e segurança do pessoal envolvido na operação do mesmo. A observância destes procedimentos é igualmente importante para que o termo de garantia constante no final deste manual seja aplicado. Aconselhamos, portanto, a leitura detalhada deste manual, antes da instalação e operação do motor e, caso permaneça alguma dúvida, favor contatar a WEG.
AVISOS DE SEGURANÇA NO MANUAL
Neste manual são utilizados os seguintes avisos de segurança:
PERIGO A não consideração dos procedimentos recomendados neste aviso pode levar à morte, ferimentos graves e danos materiais consideráveis.
ATENÇÃO
A não consideração dos procedimentos recomendados neste aviso pode levar a danos materiais.
NOTA
O texto objetiva fornecer informações importantes para o correto atendimento e bom funcionamento do produto.
Motores de corrente contínua l 9
As regras seguintes indicam a ordem de grandeza dos valores que podem ser esperados em máquina limpa e seca, a 40ºC, quando a tensão de ensaio é aplicada durante 1 minuto, fornecida pela curva da figura 2.1, conforme NBR 5165. A resistência Rm do isolamento é dada pela fórmula:
Rm = Un + 1
Onde: Rm - Resistência de isolamento mínima recomendada em Mega Ohm com o enrolamento à temperatura de 40ºC; Un - Tensão nominal da máquina, em kV.
Se o ensaio for feito em temperatura diferente, será necessário corrigir a leitura para 40ºC, utilizando-se uma curva de variação da resistência do isolamento em função da temperatura, levantada com a própria máquina. Se não se dispõe desta curva, pode-se empregar a correção aproximada fornecida pela curva da figura 2.1, conforme NBR 5165.
Figura 2.1: Coeficiente de variação da resistência de isolamento com a temperatura.
Em máquinas novas, muitas vezes podem ser obtidos valores inferiores, devido à presença de solvente nos vernizes isolantes que posteriormente se volatilizam durante a operação normal. Isto não significa necessariamente que a máquina está inapta para operação, uma vez que a resistência do isolamento se elevará depois de um período em serviço. Em máquinas velhas, em serviço, podem ser obtidos freqüentemente valores muito maiores. A comparação com valores obtidos em ensaios anteriores na mesma máquina, em condições similares de carga, temperatura e umidade serve como uma melhor indicação das condições da isolação do que o valor obtido num único ensaio, sendo considerada suspeita qualquer redução grande ou brusca. Geralmente a resistência do isolamento é medida com um MEGÔHMETRO. Se a resistência do isolamento for menor que os valores obtidos pela fórmula acima, os motores terão que ser submetidos a um processo de secagem.
2.4 MANUSEIO
Para levantar o motor, use somente os olhais existentes no mesmo. Caso se faça necessário, use uma travessa para proteger partes do motor. Observe o peso indicado. Não levante o motor aos socos ou o coloque no chão bruscamente para assim evitar danos aos mancais. Olhais nas tampas, mancais, radiador, etc., servem apenas para manusear estes componentes e não o motor completo. Nunca use o eixo para levantar o motor por meio de cabos, etc.
10 l Motores de corrente contínua
3 INSTALAÇÃO
Máquinas elétricas devem ser instaladas em locais que permitam fácil acesso para inspeção e manutenção, principalmente no que se refere aos mancais (relubrificação), inspeção das escovas... Se a atmosfera ambiente for úmida, corrosiva ou contiver substâncias ou partículas abrasivas, é importante assegurar o correto grau de proteção. Em nenhuma circunstância os motores poderão ser cobertos por caixas ou outras coberturas que possam impedir ou diminuir a livre circulação do ar de ventilação. As máquinas dotadas de ventilação externas, devem ficar, no mínimo, a 50 mm de altura do piso a fim de deixar margem para a entrada de ar. As aberturas para entrada e saída de ar jamais deverão ser obstruídas ou diminuídas por objetos, paredes, colunas, etc. O ambiente no local de instalação deverá ter condições de renovação de ar da ordem de 20m³ por minuto para cada 100 kW de potência da máquina.
3.1 ASPECTOS MECÂNICOS
3.1.1 Fundações
A fundação onde está colocado o motor deve ser plana e, se possível, isenta de vibrações. Recomenda-se, portanto, uma fundação de concreto. O tipo de fundação a escolher dependerá da natureza do solo no local da montagem, ou da resistência dos pisos. No dimensionamento da fundação do motor, deve ser considerado o fato de que o motor pode, ocasionalmente, ser submetido a um torque maior que o torque nominal. Se este dimensionamento não for criteriosamente executado poderá ocasionar sérios problemas de vibração do conjunto fundação, motor e máquina acionada.
ATENÇÃO Na base de concreto deverá ser prevista uma placa metálica para apoio do parafuso de nivelamento.
Blocos de ferro ou de aço, placas com superfícies planas e com dispositivos de ancoragem, poderão ser fundidos no concreto para receber e fixar os pés do motor, conforme sugestões na figura 3.1. Importante observar que todos os equipamentos da estrutura deverão ser adequados para transmitir as forças e torques que ocorrem durante a operação.
12 l Motores de corrente contínua
3.1.2 Tipos de bases
a) Bases de concreto (ou chumbadas no concreto) Conforme mencionado no item anterior, as bases de concreto são as mais usuais para acomodar estes motores. O tipo e o tamanho da fundação - ressaltos e/ou reentrâncias, parafusos de ancoragem com placas de ancoragem solta ou fundida no concreto dependem do tamanho e do tipo do motor.
b) Bases deslizantes Em acionamento por polias o motor deve ser montado sobre a base deslizante (trilhos) e a parte inferior da correia deve preferencialmente estar tracionada. O trilho mais próximo da polia motora é colocado de forma que o parafuso de posicionamento fique entre o motor e a máquina acionada. O outro trilho deve ser colocado com o parafuso na posição oposta como mostra a figura 3.2.
Figura 3.2: Motor com base deslizante
O motor é parafusado nos trilhos e posicionado na fundação. A polia motora é então alinhada de forma que seu centro esteja no mesmo plano do centro da polia movida e os eixos do motor e da máquina estejam paralelos. A correia não deve ser demasiadamente esticada, (ver figura 3.11). Após o alinhamento, os trilhos são fixados.
c) Bases metálicas A base deverá ter superfície plana contra os pés do motor de modo a evitar deformações na carcaça. A altura da superfície de apoio deve ser determinada de tal modo que debaixo dos pés do motor possam ser colocadas chapas de compensação numa espessura total de 2 mm. As máquinas não devem ser removidas da base comum para alinhamento; a base deve ser nivelada na própria fundação, usando níveis de bolha (ou outros instrumentos niveladores). Quando uma base metálica é utilizada para ajustar a altura da ponta de eixo do motor com a ponta de eixo da máquina, esta deve ser nivelada na base de concreto. Após a base ter sido nivelada, os chumbadores apertados e os acoplamentos verificados, a base metálica e os chumbadores são concretados.
3.1.3 Alinhamento / nivelamento
A máquina elétrica deve estar perfeitamente alinhada com a máquina acionada, especialmente nos casos de acoplamento direto. Um alinhamento incorreto pode causar defeito nos rolamentos, vibrações, ruptura do eixo, trepidações e faiscamento nas escovas. Uma maneira de conseguir um alinhamento correto é usando relógios comparadores, colocados um em cada semi-luva, um apontado radialmente e outro axialmente. Assim é possível verificar simultaneamente o desvio de paralelismo, (figura 3.3) e o desvio de concentricidade (figura 3.4), ao dar uma volta completa nos eixos. Os mostradores não devem ultrapassar a leitura de 0,05mm. Se o montador dispuser de experiência suficiente, pode conseguir as condições de alinhamento com um calibrador de folgas e uma régua de aço, desde que as luvas estejam perfeitas e centradas (figura 3.5).
Figura 3.3: Folga angular (paralelismo).
Figura 3.4: Folga radial (concentricidade) MAX. 0,05mm.
Figura 3.5: Folga axial de 3 a 4 mm (luvas centradas).
No alinhamento/nivelamento deve-se considerar o efeito da temperatura sobre o motor e a máquina acionada. As diferentes dilatações das máquinas acopladas podem significar uma alteração no alinhamento/nivelamento durante o funcionamento da máquina. Após o alinhamento do conjunto e verificação do perfeito alinhamento (tanto a frio como a quente) deve-se fazer a pinagem do motor, conforme figura 3.6. Existem instrumentos que realizam o alinhamento utilizando raio laser visível e computador próprio com programas específicos que conferem alta confiabilidade e precisão ao alinhamento de máquinas.
Motores de corrente contínua l 13
Figura 3.6: Pinagem
ATENÇÃO Os pinos, porcas e arruelas serão fornecidas com o motor quando solicitados.
3.1.4 Acoplamentos
a) Acoplamento direto Deve-se preferir sempre o acoplamento direto, devido ao menor custo, reduzido espaço ocupado, ausência de deslizamento (correias) e maior segurança contra acidentes. No caso de transmissão com relação de velocidade, é usual também o acoplamento direto através de redutores.
ATENÇÃO Alinhar cuidadosamente as pontas de eixos, usando acoplamento flexível, sempre que possível.
b) Acoplamento por engrenagens Acoplamento por engrenagens mal alinhadas dão origem a solavancos que provocam vibrações na própria transmissão e no motor. Cumpre cuidar, portanto, para que os eixos fiquem em alinhamento perfeitos, rigorosamente paralelos no caso de engrenagens retas e em ângulo certo no caso de engrenagens cônicas ou helicoidais. O engrenamento perfeito poderá ser controlado com inserção de uma tira de papel, na qual apareça após uma volta, o decalque de todos os dentes.
c) Acoplamento por meio de polias e correias Quando uma relação de velocidade é necessária, a transmissão por correia é a mais freqüentemente usada.
MONTAGEM DE POLIAS: para montagem de polias em ponta de eixo com rasgo de chaveta e furo roscado na ponta, a polia deve ser encaixada até na metade do rasgo da chaveta apenas com esforço manual do montador. Para eixos sem furo roscado recomenda-se aquecer a polia à 80oC (figura 3.7). Deve ser evitado o uso de martelos na montagem de polias evitando a formação de marcas nas pistas dos rolamentos. Estas marcas, inicialmente são pequenas, crescem durante o funcionamento e podem evoluir até danificar totalmente o rolamento
Figura 3.7: Montagem de polias.
DESMONTAGEM DE POLIAS: Para desmontagem de polias recomenda-se o uso de dispositivos como o mostrado na figura 3.8, procedendo-se com cuidado para não danificar a chaveta e o assento da polia.
Figura 3.8: Desmontagem de polias.
O posicionamento correto da polia é mostrado na figura 3.9.
Figura 3.9: Posicionamento correto da polia no eixo.
FUNCIONAMENTO: evitar esforços radiais desnecessários nos mancais, situando os eixos paralelos entre si e as polias perfeitamente alinhadas (figura 3.10).
Figura 3.10: Correto alinhamento das polias.
Motores de corrente contínua l 15
Tabela 3.1: Variação da resistência calibrada de platina (Pt100)
ºC 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 100.00 100.39 100.78 101.17 101.56 101.95 102.34 102.73 103.12 103.
10 103.90 104.29 104.68 105.07 105.46 105.95 106.24 106.63 107.02 107.
20 107.79 108.18 108.57 108.96 109.35 109.73 110.12 110.51 110.90 111.
30 111.67 112.06 112.45 112.83 113.22 113.61 113.99 114.38 114.77 115.
(^40) 115.54 115.93 116.31 116.70 117.08 117.47 117.85 118.24 118.62 119.
50 119.40 119.78 120.16 120.55 120.93 121.32 121.70 122.09 122.47 122.
60 123.24 123.62 124.01 124.39 124.77 125.16 125.54 125.92 126.31 126.
70 127.07 127.45 127.84 128.22 128.60 128.98 129.37 129.75 130.13 130.
80 130.89 131.27 131.66 132.04 132.42 132.80 133.18 133.56 133.94 134.
(^90) 134.70 135.08 135.46 135.84 136.22 136.60 136.98 137.36 137.74 138.
100 138.50 138.88 139.26 139.64 140.02 140.39 140.77 141.15 141.53 141.
110 142.29 142.66 143.04 143.42 143.80 144.17 144.55 144.93 145.31 145.
120 146.06 146.44 146.81 147.19 147.57 147.94 148.32 148.70 149.07 149.
130 149.82 150.20 150.57 150.95 151.33 151.70 152.08 152.45 152.83 153.
(^140) 153.58 153.95 154.32 154.70 155.07 155.45 155.82 156.19 156.57 156.
150 157.31 157.69 158.06 158.43 158.81 159.18 159.55 159.93 160.30 160.
NOTA Quando houver previsão de caixa de ligação para acessórios, nesta caixa estarão os terminais de ligação dos protetores térmicos e outros acessórios. Caso contrário, os terminais dos acessórios estarão na caixa principal.
ATENÇÃO Lembre-se que os motores somente estarão protegidos quando os detectores estiverem corretamente conectados aos dispositivos de controle e estes estejam operando perfeitamente.
IDENTIFICAÇÃO GERAL DOS BORNES DE ACESSÓRIOS (ESTATOR E MANCAL)
16 a 19 = Resistências de aquecimento 20 a 27 = Termosensores nos enrolamenos de comutação (Pt100) 28 a 35 = Termosensores nos enrolamentos de excitação 94 a 101 = Termosensores nos enrolamentos de compensação 36 a 43 = Termistores no pólo de comutação (PTC) 44 a 51 = Termistores no pólo de excitação (PTC) 52 a 59 = Termostatos no pólo de comutação (Klixon, Compela) 60 a 67 = Termostato no pólo de excitação 110 a 117 = Termostatos nos pólos de compensação 68 a 71 = Termosensores nos mancais 72 a 75 = Termistores nos mancais 76 a 79 = Termostatos nos mancais 80 a 82 = Dínamos taquimétricos 83 a 87 = Geradores de pulso 92 e 93 = Freios
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ESQUEMAS DE LIGAÇÕES DOS TERMOSTATOS (Klixon, Compela)
No pólo de comutação (um por pólo) - Cód. 9225.
No pólo de excitação (um por pólo) - Cód. 9226.
Um no pólo de comutação e um no pólo de excitação (ligados em série) - Cód. 9227.
Um por mancal - Cód. 9230.
Um no enrolamento de comutação, um no enrolamento de excitação e um no enrolamento de compensação (ligados em série) - Cód. 9228.
No enrolamento de compensação (um por pólo) - Cód.
ESQUEMAS DE LIGAÇÕES DOS TERMISTORES (PTC)
No enrolamento de comutação (um por pólo) - Cód.
No enrolamento de excitação (um por pólo) - Cód. 9223.
Dois no enrolamento de comutação e um no enrolamento de excitação - Cód. 9224.
Um por mancal - Cód. 9239.
No enrolamento de compensação (um por pólo) - Cód.
Um no enrolamento de comutação, um no enrolamento de excitação e um no enrolamento de compensação - Cód. 9238.
ESQUEMAS DE LIGAÇÕES DOS TERMOSENSORES (Pt100)
No enrolamento de comutação (um por pólo) - Cód.
No enrolamento de comutação (a 3 fios) - Cód. 9219.
No enrolamento de excitação (um por pólo) - Cód. 9220.
No pólo de excitação (a 3 fios) - Cód. 9221.
Um no pólo de comutação e um no pólo de excitação - Cód. 9228.
No enrolamento de comutação (um por pólo) - Cód.
18 l Motores de corrente contínua
4 MANUTENÇÃO
Em uma manutenção de motores de corrente contínua, adequadamente aplicados, deve-se inspecionar periodicamente níveis de isolamento, lubrificação dos rolamentos, vida útil dos mancais, níveis de vibração, desgastes de escovas, comutador e condições dos porta-escovas. A carcaça deve ser mantida limpa, sem acúmulo de óleo ou poeira na sua parte externa para facilitar a troca de calor com o meio. As não observâncias de um dos itens anteriormente relacionados podem significar paradas não desejadas do equipamento. A freqüência com que devem ser feitas as inspeções, depende do tipo do motor e das condições locais de aplicação.
Perigo
Antes de tocar qualquer parte interna da máquina, esteja certo de que ela está desenergizada.
4.1 LIMPEZA/RESISTÊNCIA DE
ISOLAÇÃO
Uma inspeção regular em intervalos dependentes das condições de serviço é o melhor meio de evitar paradas anti-econômicas e reparos demorados. A máquina deve ser mantida livre de poeira, sujeira e óleo por meio de uma limpeza periódica. Muita atenção deve ser dada à limpeza dos suportes dos porta-escovas e dos terminais, que podem ficar cobertos de pó. Devem-se remover as escovas e limpá-las, para assegurar que se movam livremente no alojamento. Sujeira e pó sobre os enrolamentos podem ser removidos com uma escova dura (não metálica) e o óleo pode ser removido com um solvente adequado. Os filtros de tela deverão ser limpos regular e freqüentemente, assim como os feltros. Em caso de trocadores de calor ar/água, é necessária uma limpeza periódica nas tubulações do radiador a fim de que se retirem quaisquer incrustações. O comutador deve ser conservado livre de sujeiras, óleos, etc.. A resistência de isolação deve ser verificada regularmente para monitorar os enrolamentos. Aconselha-se a utilização de um megôhmetro de 500 V. Considera-se satisfatório o enrolamento que apresenta o valor de isolação igual a:
RM = Un+1, onde Un em kV (conforme item 2.3.2).
4.2 PORTA-ESCOVAS
Os alojamentos devem permitir a livre movimentação das escovas, porém, folgas excessivas provocam trepidações e conseqüente faiscamento. A pressão das molas deverá variar entre 200 e 250 g/cm², salvo casos especiais. A distância entre o porta-escovas e a superfície do comutador deverá ser aproximadamente 2 mm, para evitar quebra das escovas e danos ao comutador.
Figura 4.1: Porta-escovas
Os conjuntos dos porta-escovas são ajustados na fábrica na posição mais favorável para a comutação. Esta posição (zona neutra) é indicada por marcas de referência no suporte dos porta-escovas. Uma vez estando ajustado o conjunto porta-escovas, não deverá ser mudado de posição, pois serve para qualquer valor de carga. Em caso de necessidade de desmontagem do conjunto, respeitar a marcação para a montagem.
4.3 AJUSTE DA ZONA NEUTRA
Quando for substituído ou recondicionado o rotor, é provável que a posição do porta-escovas tenha que ser alterado. Para ajustar as escovas na posição neutra (calagem das escovas) proceder da seguinte forma (método prático):
AJUSTE GROSSO
- Afrouxar os parafusos que prendem o anel do porta- escovas;
- Energizar a armadura (50 a 80% da corrente nominal no máximo por 30 segundos), campo permanece desligado. Para limitar a corrente, usar uma tensão baixa, por exemplo, de bateria;
ATENÇÃO
O tempo máximo de 30 segundos deve ser respeitado, sob pena de danificar o comutador.
- Se a zona neutra estiver desajustada, o rotor tenderá a girar. Para o ajuste da posição neutra, girar o anel dos porta-escovas no sentido contrário ao sentido de giro do motor;
- A zona neutra estará ajustada, quando o rotor ficar parado.
NOTA Se ao girar o anel dos porta-escovas para a direita o rotor girar ao contrário, os cabos dos pólos de comutação que são ligados ao porta-escovas estão invertidos. Ligar corretamente os cabos e proceder conforme itens 1, 2 e 3.
Motores de corrente contínua l 19
AJUSTE FINO
- Após ajustada a zona neutra (ajuste grosso), ligar o motor com tensão nominal (se possível corrente nominal);
- Verificar os dois sentidos de rotação, a diferença não poderá ser maior que 1%;
- Caso a diferença seja maior que 1%, observar em que sentido a rotação está maior. Para diminuir a rotação, girar o anel dos porta-escovas no mesmo sentido de giro do rotor;
- Para aumentar a rotação, em um determinado sentido, girar o anel dos porta-escovas no sentido contrário de giro do rotor.
4.4 VERIFICAÇÃO DA COMUTAÇÃO
Uma comutação bem sucedida é definida como a qualidade de comutação que não resulta em prejuízos ao comutador e às escovas, o que prejudicaria o bom funcionamento do motor. A ausência total de um faiscamento visível não significa essencialmente uma comutação bem sucedida. Para verificação da comutação deve-se aplicar carga ao motor e observar o faiscamento procurando determinar se este é normal ou não. No caso de faiscamento anormal a partir do nível 1 3/4 (ver tabela 4.2), deve-se determinar a causa ou causas e eliminá-las. As faíscas resultantes de uma comutação insatisfatória podem ter causas mecânicas, como vibrações na máquina, deformação no comutador, pressão inadequada nas escovas, etc.. Causas elétricas como mau contato entre escovas e comutador, problemas no enrolamento dos pólos de comutação ou na armadura, picos de corrente, entreferro desajustado, etc.. e aspectos físico-químicos, como umidade do ar excessiva e a existência de vapores ou gases corrosivos no ambiente ou a deposição de óleos ou poeira sobre o comutador.
O entreferro dos pólos de comutação (para máquinas com pólos extraíveis) é ajustado na fábrica, assim como a zona neutra.
ATENÇÃO
Em caso de necessidade de extrair os pólos, obrigatoriamente deve-se respeitar o entreferro original no momento da montagem, assim como o anel dos porta-escovas deve ser ajustado na posição neutra (ver itens 4.3 e 4.4).
Figura 4.2: Níveis de faíscamento
4.5 ESCOVAS
A cada máquina de corrente contínua é destinada previamente uma qualidade de escova, devendo ser usado sempre o mesmo tipo e quantidade de escova fornecida originalmente (atentar para o descrito no item 4.5.1). Escovas de tipos diferentes não deverão ser misturadas. A escolha do tipo de escova é feita em função das características de cada máquina tais como: velocidade, tensão, corrente, etc.
NOTA
Qualquer mudança no tipo e quantidade das escovas, deverá ser feita sob orientação da WEG, pois diferentes tipos de escovas provocam modificações no comportamento da máquina quando em serviço.