NBR 05383-1 - 2002 - Máquinas elétricas girantes - Parte 1 -

5/28/2018 NBR 05383-1 - 2002 - Mquinas eltricas girantes - Parte 1 -

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FEV 2002 NBR 5383-1

Mquinas eltricas girantesParte 1: Motores de induo trifsicos

- Ensaios

Origem: Projeto NBR 5383-1:2000ABNT/CB-03 - Comit Brasileiro de EletricidadeCE-03:002.01 - Comisso de Estudo de Motores de InduoNBR 5383-1 - Rotating electrical machines - Part 1: Polyphase induction motors- TestsEsta Norma foi baseada nas IEC 60050-411:1996, IEEE 043:1974,

IEEE 112:1991, IEEE 118:1978 e CSA-C390-M:1985Descriptor: MotorEsta Norma substitui a NBR 5383:1982Vlida a partir de01.04.2002

Palavra-chave: Motor 62 pginas

SumrioPrefcio1 Objetivo

2 Referncias normativas3 Definies4 Generalidades5 Medidas6 Medio da resistncia de isolamento7 Medio da resistncia do enrolamento8 Determinao do escorregamento9 Ensaio em vazio10 Ensaios com rotor bloqueado11 Medio da tenso rotrica12 Ensaio de partida13 Ensaio trmico14 Tipos de perdas

15 Determinao do rendimento16 Determinao do fator de potncia17 Ensaio dieltrico18 Determinao do conjugado mximo19 Ensaio de sobrevelocidade20 Ensaio de nvel de rudo21 Ensaio de tenso no eixo e medio da resistncia de isolamento do mancal22 Ensaio de vibrao23 Medio da tangente do ngulo de perdas24 Formulrios para determinao do rendimentoANEXOSA Formulrio sugerido para reportar ensaios de rotinaB Formulrio sugerido para reportar ensaios de tipoC Anlise de regresso linear

D Interpolao por polinmio cbico - Mtodo splinePrefcio

A ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas - o Frum Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujocontedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalizao Setorial(ABNT/ONS), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delasfazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).

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NBR 5383-1:20022

Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no mbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pblica entreos associados da ABNT e demais interessados.

Esta Norma, foi elaborada pela CE-03:002.01 - Comisso de Estudo de Motores de Induo, do ABNT/CB-03 - ComitBrasileiro de Eletricidade - e constitui uma reviso da NBR 5383:1982 - Mquinas eltricas girantes - Mquinas de induo -Determinao das caractersticas - Mtodo de ensaio, a qual foi dividida em duas partes, visando uma maior agilizao nasua aplicao.

A NBR 5383 consiste das seguintes partes, sob o ttulo geral de Mquinas eltricas girantes:

- Parte 1: Motores de induo trifsicos - Ensaios;

- Parte 2: Motores de induo monofsicos - Ensaios.

As partes 1 e 2 da NBR 5383 substituem a NBR 5383:1982.

Esta Norma contm os anexos A a D, de carter informativo.

1 Objetivo

1.1Esta Norma prescreve os ensaios aplicveis para a determinao das caractersticas de desempenho de motores deinduo trifsicos e verificao de sua conformidade com a NBR 7094.

1.2Ensaios adicionais no prescritos nesta Norma podem ser realizados mediante acordo entre as partes para atender anecessidades especficas de aplicao ou pesquisa.

1.3Esta Norma no se aplica a motores de induo para veculos de trao.

2 Referncias normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para estaNorma. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso,recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a convenincia de se usarem as edies maisrecentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informao das normas em vigor em um dado momento.

NBR 5117:1984 - Mquinas sncronas - Especificao

NBR 5457:1980 - Eletrotcnica e eletrnica - Mquinas girantes - Terminologia

NBR 7094:2000 - Mquinas eltricas girantes - Motores de induo - Especificao

NBR 7565:1982 - Mquinas eltricas girantes - Limites de rudo - Especificao

NBR 7566:1982 Mquinas eltricas girantes - Nvel do rudo transmitido atravs do ar - Mtodo de medio num campolivre sobre um plano refletor - Mtodo de Ensaio

NBR 11390:1990 - Mquinas eltricas girantes - Medio, avaliao e limites da severidade de vibrao mecnica demquinas de altura de eixo igual ou superior a 56 mm - Especificao

IEEE 043:1974 - IEEE Recommended practice for testing insulation resistance of rotating machinery

IEEE 112:1991 - IEEE Standard test procedure for polyphase induction motors and generators

IEEE 118:1978 - IEEE Standard test code for resistance measurements

IEC 60050 (411):1996 - International electrotechinical vocabulary - Part 411: Rotating machines

3 Definies

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as definies das NBR 5457 e NBR 7094 e as seguintes:

NOTAS

1 Os nmeros entre parnteses correspondem aos termos da publicao IEC 60050 (411), os quais foram baseados.

2 Para esta Norma, o termo "acordo" significa acordo entre o fabricante e o comprador.

3 O termo partida significa todo perodo desde a energizao at o funcionamento em carga.

3.1 medio da resistncia de isolamento (411-53-48): Ensaio realizado para medir a resistncia de isolamento, sobcondies especificadas.

3.2 medio da resistncia do enrolamento (411-53-37): Ensaio realizado para medir a resistncia de um enrolamento,utilizando corrente contnua.

3.3 ensaio dieltrico (411-53-49): Ensaio realizado mediante a aplicao de uma tenso elevada a uma isolao paraverificar se a sua rigidez dieltrica adequada.

3.4 ensaio em vazio (411-53-21): Ensaio no qual o motor de induo funciona sem fornecer potncia mecnica til na suaponta de eixo.

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3.5 ensaio com rotor bloqueado (411-53-32): Ensaio realizado em um motor de induo energizado cujo rotor mantidoimobilizado, para determinar o seu conjugado e corrente com rotor bloqueado.

3.6 medio da tenso rotrica (Somente para motores de induo com rotor bobinado): Medio das tenses entretodos os terminais do rotor com o rotor bloqueado e seu enrolamento em circuito aberto, aplicando-se ao estator tensonominal.

3.7 ensaio de partida (411-53-33): Ensaio realizado em um motor de induo enquanto est acelerando a partir dorepouso at a velocidade de regime, para determinar o seu conjugado de partida.

3.8 ensaio de elevao de temperatura (411-53-28): Ensaio realizado para determinar a elevao de temperatura de umaou mais partes de um motor de induo sob condies de funcionamento especificadas.

3.9 perdas totais (411-53-09): Diferena em um dado instante entre a potncia ativa total de entrada e a potncia ativatotal de sada.

3.10 perdas I2R no estator: Perdas no enrolamento do estator, R variando com a temperatura.

3.11 perdas I2R no rotor: Perdas no enrolamento do rotor, R variando com a temperatura, incluindo as perdas por contatocom as escovas para motores com rotor bobinado.

3.12 perdas no ncleo: Soma das perdas por histerese e das perdas causadas por correntes parasitas no ferro.(So determinadas atravs do ensaio em vazio).

3.13 perdas por atrito e ventilao: Perdas mecnicas, devidas ao atrito dos mancais e ventilao, so determinadas

atravs do ensaio em vazio.3.14 perdas suplementares: Perdas adicionais no ferro e em outras partes metlicas (exceto os condutores) introduzidaspela carga e perdas nos condutores do enrolamento do estator e do rotor causadas por correntes parasitas dependentes dapulsao do fluxo. Na medio indireta estas perdas so consideradas proporcionais ao quadrado do conjugado.

3.15 rendimento (411-53-08): Razo entre a potncia de sada e a potncia ativa de entrada, expressa em percentagemou frao decimal.

NOTA - Alternativamente podem ser utilizadas as razes:

a) potncia de entrada menos as perdas totais e a potncia de entrada;

b) potncia de sada e a potncia de sada mais as perdas totais.

3.16 ensaio ao freio (411-53-14): Ensaio no qual a potncia mecnica de sada de um motor de induo determinada

pela medio do conjugado no eixo, por meio de um freio ou dinammetro, junto com a medio da velocidade de rotao.3.17 ensaio dinamomtrico (411-53-15): Ensaio ao freio no qual utilizado um dinammetro eltrico.

3.18 ensaio com mquina auxiliar calibrada (411-53-17): Ensaio no qual a potncia mecnica de entrada ou de sada deum motor de induo calculada atravs da potncia eltrica de sada ou de entrada de uma mquina auxiliar calibrada,acoplada mecanicamente ao motor de induo sob ensaio.

3.19 ensaio em oposio mecnica (411-53-18): Ensaio no qual duas mquinas idnticas so acopladas mecanicamenteentre si, sendo as perdas totais de ambas as mquinas calculadas a partir da diferena entre a potncia eltrica de entradade uma das mquinas e a potncia eltrica de sada da outra mquina.

3.20 ensaio em oposio eltrica (411-53-19): Ensaio no qual duas mquinas idnticas so acopladas mecanicamenteentre si e ligadas eletricamente mesma fonte de alimentao, considerando-se as perdas totais de ambas as mquinascomo a potncia de entrada solicitada da fonte de alimentao.

3.21 fator de potncia: Razo entre a potncia ativa e a potncia aparente, expressa em percentagem ou frao decimal.

3.22 escorregamento: Diferena entre a velocidade sncrona e a velocidade real de um motor, expressa em percentagemou frao decimal da velocidade sncrona.

3.23 ensaio de conjugado mximo: Ensaio realizado para determinar as condies em que um motor de induodesenvolve o seu conjugado mximo, quando estiver funcionando sob tenso e freqncia especificadas.

3.24 ensaio de sobrevelocidade (411-53-39): Ensaio realizado no rotor de um motor de induo para demonstrar que elesatisfaz os requisitos de sobrevelocidade especificados.

3.25 ensaio de nvel de rudo (411-53-42): Ensaio realizado para determinar o nvel de rudo acstico produzido por ummotor de induo sob condies especificadas de funcionamento e de medio.

3.26 ensaio de tenso no eixo (411-53-43): Ensaio realizado em um motor de induo energizado para detectar a tenso

induzida suscetvel de produzir correntes no eixo da mquina.3.27 ensaio de vibrao (411-53-41): Ensaio realizado em um motor de induo para medir a vibrao de qualquer umade suas partes, sob condies especificadas.

3.28 medio da tangente do ngulo de perdas (411-53-51): Medio das perdas dieltricas da isolao sob valoresespecificados de temperatura, freqncia e tenso ou solicitao dieltrica, sendo essas perdas expressas pela tangentedo complemento do ngulo tenso-corrente.

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4 Generalidades

4.1 Os ensaios devem ser realizados em motores em perfeito estado de conservao, com todas as tampas montadascomo para funcionamento normal. Todos os dispositivos para ajuste automtico da tenso que no constituem parteintegrante do motor devem ser postos fora de operao, salvo acordo diferente.

4.2 Os motores de induo trifsicos so normalmente submetidos aos ensaios de rotina relacionados na seo Inspeoda NBR 7094. Mediante acordo prvio, esses motores podem ser submetidos a ensaios adicionais, classificados como detipo ou especiais, tambm indicados na NBR 7094. Formulrios sugeridos para reportar esses ensaios so apresentadosnos anexos A e B desta Norma. Para a realizao de alguns desses ensaios so descritos mtodos alternativos conformeos diferentes tamanhos e tipos de motores e diferentes condies, sendo indicado o mtodo preferencial. Caso o ensaioescolhido pelo comprador no seja realizado pelo mtodo preferencial, isto deve constar na sua especificao.

4.3 Ensaios com carga so realizados para determinao do rendimento, fator de potncia, velocidade, corrente e elevaode temperatura. Isto, tambm, pode ocorrer com alguns ensaios especiais. Para todos os ensaios com carga, o motor deveser alinhado adequadamente e fixado firmemente. Para leituras a serem utilizadas nas determinaes de desempenho, aelevao de temperatura do motor deve estar entre 50% e 100% da elevao de temperatura nominal. O procedimentohabitual do ensaio em carga efetuar as leituras em ordem decrescente do valor de carga.

4.4 Ensaios com rotor bloqueado, com alimentao trifsica, envolvem esforos mecnicos e taxas de aquecimentoelevados. Por isto necessrio que:

a) o meio mecnico de bloqueio do rotor tenha rigidez adequada para evitar possvel injria ao pessoal ou dano aoequipamento;

b) o sentido de rotao seja estabelecido antes do ensaio;

c) o motor esteja aproximadamente temperatura ambiente antes do incio do ensaio.

As leituras de conjugado e corrente devem ser feitas to rapidamente quanto possvel e, para obter valores represen-tativos, a temperatura do motor no deve ultrapassar o limite de elevao de temperatura nominal acrescido de 40C.As leituras para qualquer ponto devem ser feitas dentro de 5 s aps a tenso ser aplicada.

4.5 Desde que o desempenho de um motor de induo dependa no somente dos valores de tenso e freqncia, mastambm da forma de onda e do equilbrio em valor e em ngulo de fase das tenses, dados corretos podem ser obtidossomente por medio cuidadosa e utilizao de uma fonte de alimentao adequada.

Precaues: Muitos dos ensaios citados nesta Norma sujeitam o motor a esforos trmicos e/ou mecnicos alm doslimites em funcionamento normal. Para diminuir o risco de danos ao motor recomenda-se que todos os ensaios sejamrealizados sob a superviso do fabricante ou de acordo com suas recomendaes.

5 Medidas

5.1 Medidas eltricas

5.1.1 Todas as medidas de tenso e corrente so valores eficazes (valores mdios quadrticos), salvo indicao diferente.

5.1.2 A fonte de alimentao deve suprir tenses de linha praticamente equilibradas com forma de onda aproximadamentesenoidal, e apresentar um fator de harmnicos de tenso (FHV) igual ou inferior a 0,02, exceto para motores da cate-goria N, que devem apresentar um FHV igual ou inferior a 0,03. Para mais informaes sobre a fonte de alimentao domotor, ver NBR 7094.

5.1.3 A freqncia deve ser mantida dentro de 0,5% do valor especificado para o ensaio, salvo indicao diferente.Qualquer desvio do valor especificado de freqncia afeta diretamente a determinao do rendimento obtida pelosmtodos 1 e 2 (ver 15.2). Quando estes mtodos so utilizados, a freqncia mdia deve permanecer entre 0,10% dafreqncia especificada.

5.1.4 Variaes rpidas na freqncia no podem ser toleradas durante os ensaios, pois tais variaes afetam, alm domotor sob ensaio, os dispositivos para medio da potncia de sada. Variaes na freqncia durante os ensaios nodevem exceder 0,33% da freqncia mdia.

5.1.5 Instrumentao de medio de alta exatido e equipamentos acessrios calibrados devem ser utilizados. Os instru-mentos indicadores podem ser analgicos ou digitais. Fatores que afetam a exatido, particularmente dos instrumentos

analgicos no eletrnicos, so:a) carregamento da fonte de sinal;

b) calibrao dos terminais;

c) escalas, condies e calibrao do instrumentos.

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5.1.6 J que a exatido do instrumento geralmente expressa como uma percentagem do fundo de escala, a escala doinstrumento deve ser to baixa quanto possvel. Os instrumentos indicadores devem ter sido calibrados dentro dos ltimos12 meses, apresentando limites de erro no superiores a 0,5% do fundo de escala (classe de exatido 0,5 ou melhor)para os ensaios em geral, e no superiores a 0,2% do fundo de escala para o mtodo 2 de determinao do rendimento(ver 15.2), para manter a exatido e repetibilidade dos resultados deste mtodo. Quando diversos instrumentos estoconectados em um circuito simultaneamente, correes adicionais das leituras dos instrumentos podem ser necessrias.Instrumentos digitais com exatido equivalente podem ser utilizados nos ensaios.

5.1.7 Instrumentos eletrnicos so geralmente mais versteis e tm maior impedncia de entrada do que instrumentospassivos (no eletrnicos). Maior impedncia de entrada reduz a necessidade de se fazerem correes devido correntedrenada pelo instrumento. Contudo, instrumentos com alta impedncia de entrada so mais suscetveis a rudo.Fontes comuns de rudos so: acoplamento indutivo ou eletrosttico entre o instrumento e o sistema de alimentao,acoplamento da impedncia comum ou os retornos pela terra, rejeio do modo comum inadequada e interfernciaconduzida pelo sistema de alimentao. A boa prtica requer o uso de cabos de sinais tranados aos pares, aterrando ablindagem em um nico ponto, e mantendo os cabos de sinais to longe quanto possvel dos cabos de potncia. Todas aspartes metlicas expostas dos instrumentos devem ser aterradas por segurana.

5.1.8 Os requisitos para calibrao destes instrumentos so similares queles para no eletrnicos. Quando sistemas deaquisio de dados automticos ou gravadores de alta velocidade estiverem disponveis, eles podem ser utilizados.Maiores informaes sobre a utilizao destes instrumentos encontram-se na IEEE 112.

5.1.9 Quando transformadores de corrente e/ou de potencial forem utilizados, devem ser feitas correes, se necessrio,nas medidas de tenso e corrente para erros de relao de transformao e nas medidas de potncia para erros derelao de transformao e de ngulo de fase. Os erros dos transformadores utilizados no devem ser superiores a0,5% (classe de exatido 0,5 ou melhor) para ensaios em geral ou no superiores a 0,3% para o mtodo 2 dedeterminao do rendimento (ver 15.2), para manter a exatido e repetibilidade dos resultados deste mtodo. Quando ostransformadores para instrumentos e instrumentos para medio de tenso, corrente ou potncia so calibrados como umsistema, os erros do sistema no devem ser superiores a 0,2% do fundo de escala, o que requerido para o mtodo 2 dedeterminao do rendimento (ver 15.2).

5.1.10 As tenses de linha devem ser medidas nos terminais do motor. Se as condies locais no permitirem taisconexes, o erro introduzido deve ser avaliado e as leituras devem ser corrigidas. Os ensaios devem ser realizadossomente quando o desequilbrio de tenso em relao nominal no exceder 0,5%. O desequilbrio de tenso percentual igual a 100 vezes o desvio mximo da tenso em relao tenso mdia dividido pela tenso mdia.

Exemplo: Caso as tenses sejam 226 V, 215 V e 210 V, a tenso mdia 217 V e o mximo desvio em relao mdia de 9 V e o desequilbrio igual a:

4,15%217

9x100 =

5.1.11 As correntes de linha para cada fase do motor devem ser medidas e o valor da mdia aritmtica deve ser utilizadono clculo do desempenho do motor a partir dos ensaios.

5.1.12 A potncia de entrada para um motor trifsico pode ser medida por dois wattmetros monofsicos conectados comono mtodo dos dois wattmetros ou por um wattmetro polifsico, ou pelo mtodo de trs wattmetros monofsicos.Medies de potncia devem ser corrigidas para possveis perdas na medio, caso estas sejam significativas.

5.2 Medidas de resistncia

5.2.1 Para obter medidas de resistncia em c.c. do estator (e do rotor no caso de motores de rotor bobinado), os mtodos

mais utilizados constam na seo 7. Essas resistncias devem ser corrigidas para uma temperatura ambiente de 25 C.5.2.2 Para corrigir a resistncia de um enrolamento, Rt,determinada por ensaio temperatura do enrolamento, t t, para umatemperatura especificada ts, deve ser utilizada a seguinte equao:

)()(

kt

ktRR

t

sts +

+=

onde:

Rs a resistncia do enrolamento, corrigida para uma temperatura especificada, ts, em ohms;

ts a temperatura especificada para correo da resistncia, em graus Celsius;

Rt a resistncia do enrolamento obtida no ensaio, temperatura t t, em ohms;

tt a temperatura do enrolamento por ocasio da medio da resistncia, em graus Celsius;

k igual 234,5 para cobre eletroltico com 100% de condutividade ou 225 para alumnio com condutividade em volumede 62%.

NOTA - Para outros materiais do enrolamento, um valor adequado de k (temperatura para resistncia zero) deve ser utilizado.

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5.3 Medidas mecnicas

5.3.1 Potncia mecnica

As medidas de potncia mecnica devem ser tomadas com o mximo de cuidado e exatido. Se um freio mecnico,precisar ser utilizado, a tara, se presente, deve ser cuidadosamente determinada e compensada. Se as leituras do dina-mmetro so utilizadas, perdas por atrito de rolamentos e mancais devem ser compensadas. Dinammetros dimensionadosadequadamente devem ser utilizados, de tal maneira que as perdas do acoplamento e por atrito e ventilao dodinammetro eltrico1), medidas velocidade nominal do motor sob ensaio, no sejam maiores do que 15% da potncia de

sada nominal desse motor; eles devem ser sensveis a variaes de 0,25% do conjugado nominal.Quando requerido pelo Mtodo 2 de determinao do rendimento (ver 15.2) para manter a exatido e repetibilidade dosresultados do ensaio, os erros de instrumentao usada para a medio do conjugado no devem ser maiores que 0,2%do fundo de escala.

Quando um dinammetro utilizado, a potncia no eixo do dinammetro, em watts, obtida pela seguinte equao:

k

nTT! ==(W)Potncia

onde:

T o conjugado em newtons-metros;

n a velocidade, em rotaes por minuto;

kigual a 9,549;

! a velocidade angular, em radianos por segundos.

5.3.1.1 Estabilizao de perda no mancal

Alguns motores podem apresentar uma variao na perda por atrito at que os mancais atinjam uma condio de operaoestabilizada. No caso de mancais de rolamento lubrificados a graxa, a estabilizao no ocorre enquanto houver excessode graxa presente no caminho das partes mveis. Isto pode necessitar um nmero de horas de funcionamento paraestabilizar completamente a potncia absorvida em vazio. A estabilizao pode ser considerada alcanada quando apotncia absorvida em vazio (ou acoplado a um dinammetro desenergizado) no variar mais do que 3% entre duasleituras sucessivas mesma tenso, em intervalos de 30 min.

5.3.2 Escorregamento

Para determinao do escorregamento, ver seo 8.

6 Medio da resistncia de isolamento

6.1 Generalidades

6.1.1Esta Norma estabelece o procedimento recomendado para a medio da resistncia de isolamento dos enrolamentosde motores de induo de 0,75 kW ou acima, no sendo aplicvel a motores fracionrios. Ela tambm descreve ascaractersticas da resistncia de isolamento, a maneira pela qual essas caractersticas podem servir para indicar o estadodo enrolamento e indica os valores mnimos recomendados para a resistncia de isolamento e para o ndice de polarizao.

6.1.2O valor da resistncia de isolamento til para indicar se o motor est em estado adequado para ser submetido aensaios dieltricos ou para ser colocado em funcionamento ou para fins de manuteno.

6.1.3 Todos os acessrios, tais como capacitores e pra-raios contra surtos, transformadores de corrente etc., que

possuem lides conectados aos terminais do motor, devem ser desconectados durante a medio da resistncia de iso-lamento, sendo tais lides conectados juntos carcaa ou ao ncleo. Ver 6.5.4.

6.2 Resistncia de isolamento: teoria geral, utilizao e limitaes

6.2.1Resistncia de isolamento o termo geralmente utilizado para definir o quociente da tenso contnua aplicada pelacorrente em funo do tempo medido a partir da aplicao da tenso; assim ser encontrada referncia resistncia deisolamento para 1 min ou 10 min.

6.2.1.1A corrente que resulta da tenso contnua aplicada consiste em duas partes: uma sobre a superfcie da isolao eoutra no interior da isolao. Esta ltima pode ser subdividida como segue:

a) A corrente de carga capacitiva, de valor relativamente elevado e curta durao, que geralmente desaparece duranteo tempo em que os primeiros dados so tomados e que no afeta as medies.

________________1)Um dinammetro eltrico definido como um dispositivo para aplicao de conjugado parte girante do motor sob ensaio. equipadocom dispositivos para indicar o conjugado e a velocidade, e no limitado a uma construo com base basculante. Um transdutor deconjugado no eixo pode ser usado para fornecer uma medida direta do conjugado do eixo do motor ensaiado.

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b) A corrente de absoro que diminui a uma taxa decrescente desde o valor inicial relativamente elevado a quase zero.A relao resistncia X tempo uma funo exponencial que pode ser colocada num grfico log-log como uma linhareta. Geralmente a resistncia medida nos primeiros minutos do ensaio determinada principalmente pela corrente deabsoro.

c) A corrente de conduo acrescida da corrente de fuga na superfcie praticamente constante. Estas correntespredominam aps a corrente de absoro tornar-se insignificante.

6.2.1.2Aps a remoo da tenso contnua aplicada e a utilizao de um circuito de descarga adequado, haver, eviden-temente, uma descarga composta de duas partes:

a) a corrente de descarga capacitiva que diminui quase instantaneamente, dependendo da resistncia de descarga;

b) a corrente de descarga da absoro que diminui de um valor inicial elevado para quase zero como acontece com acorrente de absoro em 6.2.1.1-b.

6.2.2A resistncia de isolamento de um enrolamento de motor de induo funo do tipo e da montagem do materialisolante. Em geral, ela varia diretamente com a espessura da isolao e inversamente com a rea da superfcie condutora.Para obter medies significativas da resistncia de isolamento em motores resfriados a gua, esta deve ser removida e ocircuito interno secado completamente.

6.2.3As medies da resistncia de isolamento so afetadas por vrios fatores apresentados em 6.3.

a) estado da superfcie;

b) umidade;

c) temperatura;

d) magnitude da tenso contnua de ensaio;

e) durao da aplicao da tenso contnua de ensaio;

f) carga residual no enrolamento.

6.2.4As leituras da resistncia de isolamento so geralmente feitas aps a aplicao da tenso contnua por 1 min e, se as

instalaes permitirem, aps 10 min, a fim de fornecer dados para obteno do ndice de polarizao.6.2.5O ndice de polarizao (razo entre a resistncia de isolamento de 10 min e a de 1 min) est descrito em 6.3.5.2.

6.2.6A interpretao das medies da resistncia de isolamento dos enrolamentos de um motor e do ndice de polarizaocalculado consta em 6.7.

6.3 Fatores que afetam a resistncia de isolamento

6.3.1 Estado da superfcie

6.3.1.1Materiais estranhos, tal como p de carvo depositado na superfcie da isolao, podem reduzir a resistncia deisolamento.

6.3.1.2 P na superfcie da isolao, que geralmente no condutor quando seco, pode, quando exposto umidade,tornar-se parcialmente condutor e reduzir a resistncia de isolamento.

6.3.1.3Se a resistncia de isolamento for reduzida devido contaminao ou umidade superficial excessiva, ela pode,geralmente retornar ao seu valor adequado atravs de limpeza e secagem para remover a umidade.

6.3.2 Umidade

6.3.2.1Independentemente da limpeza da superfcie do enrolamento, se a temperatura do enrolamento estiver no ponto deorvalho do ar ambiente ou abaixo, uma pelcula mida se formar na superfcie da isolao, que pode reduzir a resistnciade isolamento. Este efeito mais pronunciado se a superfcie estiver contaminada. importante efetuar as medies daresistncia de isolamento quando a temperatura do enrolamento estiver acima do ponto de orvalho.

6.3.2.2Muitos tipos de isolao do enrolamento so higroscpicos e a umidade pode ser sugada do ar ambiente para o

corpo da isolao. A umidade absorvida ter um grande efeito sobre a resistncia de isolamento. Motores em servio estogeralmente a uma temperatura elevada, o suficiente para manter a isolao seca. Motores fora de servio podem seraquecidos para manter a temperatura do enrolamento acima do ponto de orvalho.

6.3.2.3Quando ensaios esto para ser feitos num motor que tenha estado em servio, eles devem ser realizados antes datemperatura do enrolamento do motor diminuir at a temperatura do ambiente. A oportunidade pode ser aproveitada pararealizar ensaios a vrias temperaturas, a fim de estabelecer o coeficiente de temperatura aplicvel (ver 6.3.3.4).

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6.3.3 Temperatura

6.3.3.1A resistncia de isolamento da maioria dos materiais varia inversamente com a temperatura.

6.3.3.2Para minimizar o efeito da temperatura quando comparar medidas de resistncia de isolamento ou quando aplicar ovalor mnimo recomendado da resistncia de isolamento dado pela equao de 6.8.2, importante que a medida sejacorrigida para a temperatura de 40C. A correo pode ser feita utilizando-se a equao:

R40C= Kt40Cx Rt

onde:R40C a resistncia de isolamento corrigida para 40C, em megohms;

Rt a resistncia de isolamento medida temperatura t, em megohms;

Kt40C o fator de correo da resistncia de isolamento da temperatura t para 40 C (ver figura 1).

6.3.3.3A resistncia de isolamento corrigida para 40C pode ser feita efetuando medies a vrias temperaturas, todasacima do ponto de orvalho e colocando-as num grfico. Quando uma escala logartmica for utilizada para a resistncia deisolamento e uma escala linear para a temperatura, os valores obtidos no ensaio devem ficar aproximadamente numa linhareta que indicar o valor a 40C. Para qualquer temperatura, Kt40Cpode ser determinado a partir desse grfico.

6.3.3.4Um valor aproximado para o fator de correo Kt40Cpode ser obtido, utilizando-se a figura 1, que baseada emdobrar a resistncia de isolamento para cada 10C de reduo na temperatura (acima do ponto de orvalho), a qual tem sidoconsiderada tpica para alguns enrolamento novos.

6.3.3.5 Quando o ndice de polarizao for utilizado para determinar o estado da isolao, no necessrio fazer acorreo da temperatura para 40C.

6.3.3.6O efeito da temperatura sobre o ndice de polarizao geralmente pequeno se a temperatura do motor no mudarapreciavelmente entre as leituras de 1 min e 10 min; mas, quando a temperatura elevada, as caractersticas de tem-peratura do sistema de isolao podem indicar um ndice de polarizao reduzido e neste caso recomenda-se a medioabaixo de 40C para verificar o estado real da isolao.

Figura 1 - Variao aproximada da resistncia de isolamento com atemperatura para mquinas eltricas girantes

6.3.4 Magnitude da tenso contnua de ensaio6.3.4.1A medio da resistncia de isolamento constitui um ensaio de tenso suportvel e deve ficar restrita a um valorapropriado da tenso nominal do enrolamento e condio bsica da isolao. Isto particularmente importante no casode motores pequenos de baixa tenso, ou motores com excesso de umidade. Se a tenso de ensaio for demasiadamenteelevada, ela pode deteriorar ou danificar a isolao.

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6.3.4.2As medies de resistncia de isolamento so geralmente feitas com tenses contnuas de 500 V a 5 000 V.O valor da resistncia de isolamento pode diminuir algo com um aumento na tenso aplicada; entretanto, para a isolaoem bom estado e totalmente seca, de modo geral a mesma resistncia de isolamento ser obtida para qualquer tenso deensaio at o valor de pico da tenso suportvel nominal.

6.3.4.3Se a resistncia de isolamento diminuir significativamente com um aumento na tenso aplicada, isto pode ser umaindicao de imperfeies ou rachaduras na isolao agravadas pela presena de sujeira ou umidade, ou pode ser devidosomente aos efeitos de sujeira e umidade, ou pode resultar de outro fenmeno de deteriorao. A mudana na resistncia mais acentuada em tenses consideravelmente acima da tenso de funcionamento.

6.3.5 Durao da aplicao da tenso contnua de ensaio: ndice de polarizao

6.3.5.1A resistncia de isolamento de um enrolamento medida aumenta normalmente com a durao de aplicao datenso contnua de ensaio (ver figura 2). O aumento geralmente rpido no incio da aplicao da tenso e as leiturasgradualmente se aproximam de um valor praticamente constante na medida que o tempo decorre. A resistncia deisolamento medida de um enrolamento seco em bom estado pode continuar aumentando durante horas com a mesmatenso de ensaio continuamente aplicada; entretanto, um valor praticamente constante geralmente alcanado em10 min a 15 min. Se o enrolamento estiver mido ou sujo, este valor geralmente alcanado em 1 min ou 2 min aps atenso de ensaio ser aplicada. A inclinao da curva uma indicao do estado da isolao.

6.3.5.1.1A mudana na resistncia de isolamento com a durao da aplicao da tenso de ensaio pode ser til nainterpretao da limpeza e secagem de um enrolamento. Se as instalaes permitirem, a tenso de ensaio pode ser

aplicada durante 10 min ou mais para desenvolver a caracterstica de absoro dieltrica. Esta caracterstica pode serutilizada para detectar umidade ou sujeira nos enrolamentos.

6.3.5.2O ndice de polarizao a razo entre o valor da resistncia de isolamento para 10 min e o valor da resistnciapara 1 min. Esse ndice indicativo da inclinao da curva caracterstica (ver 6.3.5.1.1 e figuras 2 e 3). O ndice depolarizao pode ser til na avaliao do enrolamento para a secagem e para os ensaios dieltricos. As medies paradeterminao do ndice de polarizao devem ser feitas imediatamente antes do ensaio dieltrico (ver 6.7 e 6.8).

6.3.5.3A resistncia de isolamento para 1 min til para avaliar o estado da isolao quando comparaes so feitascom dados anteriores e posteriores, obtidos de modo semelhante.

Figura 2 - Variao tpica da resistncia de isolamento com

o tempo, para enrolamentos classe B

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Figura 3 - Mudana na resistncia de isolamento para 1 min e 10 min durante o processo desecagem de um enrolamento classe B - Temperatura inicial do enrolamento 25Ce temperatura final do enrolamento 75C

6.3.6 Carga residual no enrolamento

6.3.6.1As medies da resistncia de isolamento estaro erradas se existirem cargas residuais na isolao. Por isto, antesde medir a resistncia de isolamento ou o ndice de polarizao, os enrolamentos devem ser completamentedescarregados para a carcaa da mquina aterrada. Se existir qualquer dvida quanto suficincia da descarga, a correntede descarga deve ser medida. Isto mostrar uma deflexo reversa do aparelho de medio da resistncia de isolamento

aps as conexes serem feitas, mas antes da tenso ser aplicada. Tal deflexo deve ser desprezvel comparada com acorrente de ensaio esperada.

6.3.6.2Aps a aplicao de uma tenso contnua elevada, o aterramento de enrolamentos importante para segurana,bem como para preciso de ensaios subseqentes. O tempo de aterramento deve ser no mnimo quatro vezes o tempo decarga.

6.4 Condies para medio da resistncia de isolamento

6.4.1A superfcie da isolao deve estar limpa e seca, se a medio for para fornecer informao sobre o estado no interiorda isolao e no do estado na superfcie. A limpeza da superfcie de grande importncia quando os ensaios so feitoscom tempo mido.

6.4.2A temperatura do enrolamento deve estar poucos graus acima do ponto de orvalho para evitar a condensao deumidade sobre a isolao do enrolamento. , tambm, importante que para a comparao de resistncias de isolamento de

enrolamentos de motores seja utilizada a base de 40C (para converter valores de resistncia de isolamento para estatemperatura, ver 6.3.3 e figura 1).

6.4.3No necessrio que o motor esteja parado quando so feitas as medies de resistncia de isolamento.

6.4.3.1Freqentemente desejvel fazer medies da resistncia de isolamento quando o enrolamento girante est sujeitoa foras centrfugas semelhantes quelas que ocorrem em funcionamento.

6.4.3.2 Em certos casos prtico fazer medies peridicas da resistncia de isolamento, enquanto os motores estogirando no processo de secagem dos enrolamentos em curto-circuito.

6.4.3.3Quando os motores no estiverem parados durante a medio da resistncia de isolamento, devem ser tomadasprecaues para evitar danos ao equipamento ou ao pessoal.

6.4.3.4Os registros de ensaio de um dado motor devem indicar quaisquer condies especiais de ensaio.

6.5 Conexes do enrolamento para medies de resistncia de isolamento

6.5.1Quando possvel, recomenda-se que cada fase seja isolada e ensaiada em separado.

6.5.2A extremidade do neutro de cada fase do enrolamento deve ser desligada quando isso for prtico. Ensaiando cadafase individualmente, permite-se uma comparao entre as fases, o que til na avaliao do estado atual e futuro doenrolamento.

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6.5.3Os ensaios podem ser feitos no enrolamento completo de uma s vez, sob certas condies, tais como quando otempo limitado; entretanto, este procedimento no o preferido. Uma objeo em ensaiar simultaneamente todas asfases que somente a isolao para a terra ensaiada e nenhum ensaio feito na isolao fase para fase. A isolao fasepara fase ensaiada quando uma fase ensaiada por vez com as outras fases aterradas.

6.5.4 Os terminais de conexo, os porta-escovas (motores de rotor bobinado), os cabos, as chaves, os capacitores, ospra-raios e outros equipamentos externos podem influenciar de modo marcante as leituras no ensaio de resistncia deisolamento do enrolamento de um motor. Por isso, desejvel medir a resistncia de isolamento de um enrolamento,excluindo o equipamento externo do motor.

6.6 Mtodos de medio da resistncia de isolamento e precaues

6.6.1A medio direta da resistncia de isolamento pode ser feita com os seguintes instrumentos:

a) um ohmmetro de indicao direta, com gerador includo acionado manualmente ou motorizado;

b) um ohmmetro de indicao direta com bateria includa;

c) um ohmmetro de indicao direta com retificador incorporado utilizando uma fonte externa de corrente alternada;

d) uma ponte de resistncias com galvanmetro e baterias includos.

6.6.2 A resistncia de isolamento pode ser calculada a partir das leituras de um voltmetro e um microampermetro,utilizando uma fonte externa de corrente contnua.

6.6.2.1O mtodo voltmetro-ampermetro um mtodo simples para a determinao da resistncia de isolamento atravs

da medio da tenso contnua aplicada atravs da isolao e da corrente por ela circulando. Uma fonte de tensocontnua requerida e o voltmetro deve ser escolhido para comportar as tenses mxima e mnima que podem serutilizadas. O ampermetro geralmente um microampermetro de escala mltipla escolhido para medir a faixa total dascorrentes de fuga que podem ser encontradas com as tenses utilizadas.

6.6.2.2O microampermetro deve estar na maior escala ou curto-circuitado durante os poucos segundos iniciais de carga,de modo que ele no seja danificado pela corrente de carga capacitiva e pela corrente de absoro inicial.

6.6.2.3Se o microampermetro estiver na tenso de ensaio, precaues devem ser tomadas para garantir a segurana dooperador. Para evitar erros nas medies, o instrumento deve ser protegido.

6.6.2.4Para tenses de ensaio acima de 5 000 V, os cabos entre o equipamento de ensaio e o enrolamento devem serbem isolados, blindados, de grande dimetro e espaado da terra; caso contrrio, correntes de fuga e perda por coronapodem introduzir erros nos dados de ensaio.

6.6.2.4.1Ambas as extremidades do enrolamento devem ser conectadas juntas para minimizar surtos se a isolao falhardurante o ensaio.

6.6.2.5A resistncia calculada pela equao:

I

ER =

onde:

R a resistncia de isolamento em megohms,

E a leitura do voltmetro, em volts;

I a leitura do ampermetro em microampres num tempo estabelecido aps a aplicao da tenso de ensaio.

6.6.3Em geral um tempo razovel requerido para trazer a tenso aplicada isolao ao valor desejado para o ensaio.A plena tenso deve ser aplicada to rapidamente quanto possvel.

6.6.4Os instrumentos nos quais a tenso de ensaio fornecida por geradores motorizados, baterias ou retificadores sogeralmente utilizados para fazer ensaios de durao acima de 1 min, isto , para ensaios de absoro dieltrica ou ndicede polarizao (ver 6.7 e 6.8).

6.6.5 essencial que a tenso de qualquer fonte para ensaio seja constante para evitar flutuao na corrente de carga.Estabilizao da tenso fornecida pode ser requerida.

6.6.6Quando resistores de proteo so utilizados em instrumentos de ensaio, seu efeito sobre a magnitude da tensoaplicada isolao sob ensaio deve ser levado em conta. A queda de tenso nos resistores pode representar umapercentagem significativa da tenso do instrumento, quando medindo uma resistncia de isolamento baixa.

6.6.7 Para comparar com ensaios anteriores e futuros, a mesma tenso deve ser aplicada pelo mesmo mtodo parapermitir uma comparao adequada de resultados.

6.7 Interpretao dos resultados das medies da resistncia de isolamento

6.7.1O histrico da resistncia de isolamento de um determinado motor, elaborado e mantido sob condies uniformesquanto s variveis controlveis, reconhecido como um meio til de monitorar o estado da isolao. A previso daadequabilidade de um motor, para aplicao de ensaios dieltricos apropriados ou para a entrada em operao, pode serbaseada na comparao de valores atuais e passados da resistncia de isolamento corrigidos para 40C (ver 6.3.3.4), oudo ndice de polarizao.

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6.7.2Quando o histrico da resistncia de isolamento no disponvel, os valores mnimos recomendados da resistnciade isolamento para 1 min ou do ndice de polarizao podem ser utilizados para prever a adequabilidade do enrolamentopara aplicao de um ensaio dieltrico ou para a entrada em operao. A resistncia de isolamento para 1 min (corrigidapara 40C) deve ser pelo menos igual resistncia de isolamento mnima recomendada conforme 6.8.2.

6.7.3O valor da resistncia de isolamento encontrado til na avaliao do estado do enrolamento do motor. Ele no deveser considerado como um critrio exato, pois tem vrias limitaes:

1) A resistncia de isolamento de um enrolamento no diretamente relacionada com a sua rigidez dieltrica.

impossvel especificar o valor da resistncia de isolamento no qual um enrolamento falhar eletricamente.2) Enrolamentos que possuem uma rea muito grande ou motores grandes ou de baixa velocidade podem ter valoresde resistncia de isolamento inferiores aos valores mnimos recomendados.

6.7.4 Uma nica medio da resistncia de isolamento a uma tenso especfica no indica se material estranho estconcentrado ou distribudo atravs do enrolamento.

6.7.5 ndice de polarizao(ver 6.3.5.2)

6.7.5.1 Caractersticas tpicas de resistncia de isolamento X tempo esto mostradas nas figuras 2 e 3, ilustrando ocomportamento da isolao sob diferentes condies. As curvas ilustram o significado do ndice de polarizao.

6.7.5.2Dependendo do estado do enrolamento, da classe trmica e do tipo de motor, valores de 1 a 7 tm sido obtidospara o ndice de polarizao. A isolao classe B geralmente possui um ndice de polarizao superior ao da isolao

classe A. Umidade ou p condutor sobre um enrolamento reduz o ndice de polarizao. Quando motores de induo dealta tenso possuem as cabeas de bobina tratadas com material semicondutor para eliminao do efeito corona(ver 6.8.1.2.1), o ndice de polarizao pode ser algo inferior quele de motor similar no tratado.

6.7.5.3Se o ndice de polarizao for reduzido devido sujeira ou umidade excessiva, ele pode ser aumentado at o valoradequado, atravs de limpeza e secagem para remover a umidade. Quando for feita a secagem da isolao, o ndice depolarizao pode ser utilizado para indicar quando o processo de secagem pode ser terminado (ver figura 3).

6.7.5.4Quando a experincia demonstrar uma reduo no ndice de polarizao a uma temperatura elevada, uma novamedio abaixo de 40C recomendada para verificar o real estado da isolao (ver 6.3.3.6).

6.8 Valores mnimos recomendados da resistncia de isolamento e do ndice de polarizao

6.8.1 O valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento Rm a 40C ou o ndice de polarizao mnimorecomendado de um enrolamento de motor de induo o menor valor recomendado que um enrolamento deve apresentar

imediatamente antes da aplicao de um ensaio dieltrico ou da sua entrada em operao (ver 6.8.4 a 6.8.5).6.8.1.1 fato reconhecido que pode ser possvel operar motores com valores inferiores ao valor mnimo recomendado;entretanto, isto no considerado normalmente boa prtica.

6.8.1.2Em alguns casos, material de isolao ou projetos especiais no prejudiciais rigidez dieltrica fornecem valoresinferiores.

6.8.1.2.1 Quando a cabea de bobina de um motor tratada com um material semicondutor para eliminao do efeitocorona, a resistncia de isolamento encontrada pode ser algo inferior quela de um motor semelhante no tratado.

6.8.2A resistncia de isolamento mnima recomendada para enrolamentos de motores de induo pode ser determinadapela equao:

Rm= kV+ 1

onde:

Rm a resistncia de isolamento mnima recomendada, em megohms, com o enrolamento do motor a 40C;

kV a tenso de linha nominal do motor, em quilovolts (eficaz).

6.8.2.1 A real resistncia de isolamento do enrolamento a ser comparada com o valor mnimo recomendado Rm aresistncia de isolamento encontrada pela aplicao de tenso em c.c. ao enrolamento completo durante 1 min, corrigidapara 40C.

6.8.2.2 As correes de temperatura devem sempre ser feitas se o enrolamento no estiver a temperatura de 40C(ver 6.3.3.3, 6.3.3.4 e figura 1).

6.8.2.3A resistncia de isolamento de uma fase de um enrolamento trifsico com as outras duas fases aterradas aproxi-madamente duas vezes a do enrolamento completo. Por isso, quando as trs fases so ensaiadas separadamente, a

resistncia encontrada para cada fase deve ser dividida por dois para obter um valor que, aps a correo da temperatura,pode ser comparado com o valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento.

6.8.2.3.1Se cada fase ensaiada separadamente e circuitos de guarda so utilizados para as outras duas fases no sobensaio, a resistncia encontrada de cada fase deve ser dividida por trs para obter um valor que, aps a correo datemperatura, pode ser comparado com o valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento.

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6.8.2.4Para a isolao em bom estado, no so incomuns leituras de resistncia de isolamento de 10 a 100 vezes o valormnimo recomendado da resistncia de isolamento Rm, obtido conforme 6.8.2.

6.8.2.5Em aplicaes onde o motor vital, tem sido considerada boa prtica iniciar o recondicionamento, se a resistnciade isolamento, aps ter sido bem acima do valor mnimo, dado pela equao de 6.8.2, cair para prximo desse valor.

6.8.3O ndice de polarizao mnimo recomendado para motores de induo :

- para classe A: 1,5;

- para classe B: 2,0;

- para classe F: 2,0.

6.8.4Motores de 10 000 kW e menores, para serem considerados em estado adequado para operao ou para ensaiosdieltricos, devem ter ou o valor da resistncia de isolamento a 40C ou ndice de polarizao pelo menos igual aos valoresmnimos recomendados.

6.8.5Motores acima de 10 000 kW devem ter tanto o valor da resistncia de isolamento como o ndice de polarizaoacima dos valores mnimos recomendados.

NOTA - A IEEE 043 contm em anexo as seguintes informaes teis:

a) preveno da absoro de umidade pela isolao dos enrolamentos de mquinas fora de servio;

b) remoo de umidade da isolao dos enrolamentos;c) mtodo de aquecimento dos enrolamentos de mquinas.

7 Medio da resistncia do enrolamento

7.1 Generalidades

Esta seo apresenta os mtodos mais comuns para medio da resistncia hmica dos enrolamentos com correntecontnua, a uma determinada temperatura e para motores com qualquer nmero de terminais disponveis. Os mtodos maiscomuns so o da tenso e corrente (queda de tenso) e o da ponte. A escolha do mtodo em qualquer caso depende dograu de preciso requerido e do esquema de ligaes. Os valores encontrados, quando comparados com os da fbrica, sedisponveis, podem fornecer indicaes sobre a existncia de espiras em curto-circuito e conexes e contatos em mscondies. Desta forma interessante um acompanhamento desses valores ao longo do tempo de funcionamento,referindo tais valores sempre mesma temperatura para que se possa compar-los. Deve-se observar que com a medio

da resistncia a frio e a quente possvel determinar a elevao de temperatura dos enrolamentos quando em servio.7.2 Mtodos mais comuns para a medio da resistncia hmica dos enrolamentos

7.2.1 Mtodo da tenso e corrente (queda de tenso)

7.2.1.1 Esquema de ligaes

Para a medio da resistncia dos enrolamentos por este mtodo, utiliza-se o esquema de ligaes mostrado na figura 4(preferido para baixa resistncia de enrolamentos) ou na figura 5 (preferido para alta resistncia de enrolamentos).Qualquer esquema pode ser utilizado para valor intermedirio de resistncia de enrolamentos.

Legenda:

A = ampermetro

V = voltmetro

Rx = enrolamento sob ensaio

Figura 4 - Mtodo da tenso e corrente - Baixa resistncia de enrolamentos

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Legenda:

A = ampermetroV = voltmetro

Rx = enrolamento sob ensaio

NOTA - A fonte de c.c. (bateria de 12 V ou 24 V, gerador, etc.) deve ter potncia suficiente e fornecer tenso estvel.

Figura 5 - Mtodo da tenso e corrente - Alta resistncia de enrolamentos

Para casos especiais, ver IEEE 118.7.2.1.2 Procedimento para a medio

Para a medio da resistncia dos enrolamentos utiliza-se o seguinte procedimento:

a) aplicar uma fonte de c.c. aos terminais do enrolamento, cuidando para que a corrente que circule no seja superior a15% do valor nominal do enrolamento considerado o tempo mximo de 1 min (para evitar a elevao de temperatura doenrolamento durante o ensaio);

b) com as indicaes estabilizadas dos instrumentos, tomar as leituras simultaneamente de corrente e tenso;

c) atravs da lei de Ohm, calcular a resistncia, ou seja:

Para a figura 4 Para a figura 5.

Vx RV-I

V

R /= IIRV

xR

a-

=

onde:

Rx a resistncia hmica do enrolamento sob ensaio, em ohms;

V a tenso aplicada ao enrolamento, em volts;

I a corrente do enrolamento, em ampres;

Rv a resistncia interna do voltmetro, em ohms;

Ra a resistncia interna do ampermetro, em ohms;

d) devem ser feitas trs a cinco leituras, com vrios valores estveis de corrente (atuando-se no reostato), adotando-sea mdia aritmtica obtida. Devem ser desprezados os valores que diferirem em mais de 1% do valor mdio;

e) devem ser registradas as temperaturas do enrolamento no incio e no final do ensaio, bem como o tempo de exe-cuo de cada medio;

f) a ligao ou o desligamento da fonte de corrente contnua pode causar sobretenses considerveis, sendo provvel aocorrncia de danos aos aparelhos. Desta forma, sugere-se desconectar o voltmetro antes de qualquer operao e,alm disso, curto-circuitar os terminais do ampermetro, desconectando-os logo aps.

NOTAS

1 Dependendo da preciso desejada, os termos corretivos (devidos a Rve Ra) podem freqentemente ser desprezados.

2 Para baixa resistncia de enrolamento, o voltmetro pode ser um milivoltmetro utilizado com cabos calibrados Para alta resistncia deenrolamento, o ampermetro pode ser um microampermetro ou um instrumento mais sensvel.

3 Para motores em que o tempo de estabilizao exceda o tempo mximo de 1 min, recomenda-se o uso de resistores externos e elevar onvel de tenso c.c para a reduzir esse tempo.

7.2.2 Mtodo da ponte

7.2.2.1Na maioria das circunstncias, um circuito de ponte o mtodo mais exato para medir a resistncia. A seguir somencionados dois circuitos de ponte mais comumente utilizados para medio direta da resistncia: a ponte de Wheatstonee a de Kelvin. De forma geral, a ponte de Wheatstone utilizada para medio de resistncias de 5 a 10 000 ,enquanto a ponte de Kelvin para valores de 100 a 5 , por ser obtida com maior exatido, devido eliminao deerros provenientes da resistncia de contato. Outros circuitos podem ser encontrados na IEEE 118.

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7.2.2.2O circuito da ponte de Wheatstone, mostrado na figura 6, consta de quatro ramos de resistncia, uma fonte decorrente (geralmente uma bateria) e um detector. A medio da resistncia desconhecida Rx feita em funo de trsresistncias conhecidas. O ajustamento das trs resistncias feito para a corrente zero no detector sob equilbrio; por isto,este um mtodo de medio da resistncia de equilbrio nulo. Quando a ponte est equilibrada, como indicado pelaleitura nula no detector D, a resistncia desconhecida dada pela seguinte equao:

SB

Ax R

R

RR =

onde:RAe RBso os valores dos resistores auxiliares;

Rs o valor do resistor-padro.

Estes resistores podem ser ajustveis, quer continuamente ou em degraus. Um resistor de proteo Rp utilizado paraproteger os elementos da ponte.

Figura 6 - Ponte de Wheatstone

7.2.2.3Quando resistores de quatro terminais de baixo valor (geralmente abaixo de 5 ) devem ser medidos, a ponte deKelvin (mostrada na figura 7) utilizada freqentemente. A ponte similar ponte de Wheatstone; entretanto, o circuitoinclui um conjunto adicional de dois ramos de resistncia auxiliares (a e b). Este arranjo permite medio dos elementos de

resistncia de quatro terminais, eliminando essencialmente os efeitos dos erros da resistncia dos cabos e contato nasmedies de baixa resistncia. Quando a ponte est equilibrada como indicado pela leitura nula do detector D, a resistnciadesconhecida dada pela seguinte equao:

+++=

b

a

B

A

yba

yb

B

ASx

R

R

R

R

RRR

RR

R

RRR [A]

Sendo Ra e Rb os valores da resistncias dos ramos a e b e Ry o valor da resistncia da ligao y. Se RA/RB forexatamente igual a Ra/Rbessa equao torna-se:

B

ASX

R

RRR =

Figura 7 - Ponte de Kelvin

A equao [A] til porque ela mostra a necessidade de manter a resistncia de ligao Ryto pequena quanto possvel,de modo a minimizar o erro causado pelas resistncias dos lides e de contato para as resistncias desconhecida e padro,no caso de discrepncias entre as razes RA/RBe Ra/Rb. Para maior preciso, cuidados devem ser tomados para assegurarque as resistncias das conexes esto equilibradas, porque Ryno desprezvel.

Ry

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7.2.2.4O procedimento para a medio o seguinte:

a) calibrar e ajustar a ponte conforme as suas instrues de operao;

b) fazer a ligao da ponte aos terminais do enrolamento;

c) devem ser efetuadas pelo menos trs leituras, modificando-se a cada vez o equilbrio da ponte. O valor da resistncia obtido calculando-se a mdia aritmtica dessas leituras, desprezando-se os valores que diferem em mais de 1% dovalor mdio;

d) a resistncia dos enrolamentos do circuito rotrico, no caso de motores de anis, deve ser medida entre os citadosanis ou, de preferncia, diretamente nos terminais dos enrolamentos, de modo a no incluir a resistncia das escovase de seus contatos;

e) devem ser registradas as temperaturas do enrolamento no incio e no final do ensaio, bem como o tempo deexecuo de cada medio.

7.3 Correo da resistncia em funo da temperatura

Os valores da resistncia hmica encontrados devem ser corrigidos para a temperatura de referncia pela equao de5.2.2.

7.4 Obteno dos valores da resistncia hmica dos enrolamentos

Essa obteno depende de como esto ligados os enrolamentos:

a) se todos os terminais dos enrolamentos forem acessveis a medio realizada diretamente entre esses terminais

(caso de motores com seis e 12 pontas ou trs pontas com o neutro acessvel - ligao estrela);b) se os terminais dos enrolamentos no forem acessveis, a medio realizada entre dois a dois terminaissucessivamente, utilizando a resistncia equivalente, dependente da ligao dos enrolamentos, cuja determinao noconsta neste texto (caso de motores com ligao estrela sem neutro acessvel ou ligao tringulo).

7.5 Resultado das medies

7.5.1 Os resultados das medies efetuadas devem ser comparados com os resultados obtidos em ensaios anteriores(do fabricante, se possvel), tendo-se o cuidado de utilizar as correes de temperatura ambiente a uma mesma base,normalmente para 25C.

7.5.2Em caso de discordncias maiores que 2% deve ser pesquisada a existncia de anormalidade, tais como: espiras emcurto-circuito, nmero incorreto de espiras, dimenses incorretas dos condutores, conexes e contatos em ms condies.

8 Determinao do escorregamento

8.1Para a determinao do escorregamento, tacmetros ou contadores de rotaes analgicos no so suficientementeprecisos. Por isso, estroboscpios ou tacmetros digitais so recomendados. Quando um estroboscpio utilizado, a fontede alimentao deste instrumento deve ter a mesma freqncia que a fonte de alimentao do motor. O escorregamento a diferena entre a velocidade sncrona e a velocidade do motor, medida em rpm, sendo o escorregamento geralmenteexpresso em:

Percentagem da velocidade sncrona

S = 100)rpmem(sncronavelocidade

rpm)(emmedidavelocidade-rpm)(emsncronavelocidade ou

Frao decimal (p.u). da velocidade sncrona

S =)rpmem(sncronavelocidade

rpm)(emmedidavelocidade-rpm)(emsncronavelocidade

NOTA - A velocidade sncrona determinada em funo da freqncia de alimentao durante o ensaio.

8.2O escorregamento deve ser corrigido para a temperatura especificada do estator pela equao:

)(

)(

kt

ktSS

t

sts +

+=

onde:

Ss o escorregamento corrigido para a temperatura especificada do estator, ts;

St o escorregamento determinado na temperatura do enrolamento do estator, tt;

ts a temperatura especificada para correo da resistncia, em graus Celsius;tt a temperatura do enrolamento do estator medida durante o ensaio com carga, em graus Celsius;

k baseado no material condutor do rotor = 234,5 para cobre eletroltico com 100% de condutividade ou 225 paraalumnio com condutividade em volume de 62%.

NOTA - Para outros materiais do enrolamento do rotor, um valor adequado de kdeve ser utilizado.

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9 Ensaio em vazio

Para a realizao deste ensaio, ver a seo 14.

10 Ensaios com rotor bloqueado

Estes ensaios so realizados para a determinao da corrente, do conjugado e, quando necessrio, da potncia deentrada, com rotor bloqueado e o estator energizado. Antes de sua realizao, ver 4.4.

10.1 Determinao da corrente com rotor bloqueado

Este ensaio pode ser realizado quer para verificao da qualidade de fabricao, quer para determinao do desempenhodo motor. Sempre que possvel, devem ser feitas leituras da corrente em cada linha com tenso e freqncia nominais, namedida em que a corrente no diretamente proporcional tenso devido a mudanas na reatncia causadas pelasaturao dos circuitos magnticos de disperso. Quando o ensaio realizado para verificao da qualidade dos motoresde gaiola, possvel omitir o bloqueio mecnico do rotor. Ao invs disso aplica-se alimentao monofsica de tenso efreqncia nominais a quaisquer dois terminais de linha de um motor trifsico. Neste caso, a corrente de linha seraproximadamente 86% e a potncia de entrada ser aproximadamente 50% dos valores correspondentes obtidos comalimentao trifsica. Os valores assim obtidos devem ser comparados com aqueles medidos em um prottipo que tenhasido submetido a um ensaio de tipo.

10.2 Determinao do conjugado com rotor bloqueado

O conjugado com rotor bloqueado o conjugado mnimo desenvolvido, em todas as posies angulares do rotor, com o

eixo bloqueado. O conjugado pode ser medido com uma corda e polia; ou com um freio ou com um dispositivo que funcionecomo freio. Motores de rotor bobinado esto sempre sujeitos a variaes no conjugado com rotor bloqueado, conforme aposio angular do rotor em relao ao estator. Para motores de gaiola, prtica usual bloquear o rotor em qualquerposio conveniente. Se o conjugado com rotor bloqueado (T) no for medido diretamente como indicado acima, ele podeser calculado aproximadamente como segue:

s

1ccusi

n

CPPPkT

)--(=

onde:

Psi a potncia de entrada no estator, em watts;

Pcu a perda I2 R no estator, corrente de ensaio, em watts, temperatura do ensaio com o rotor bloqueado

(ver 14.1);

Pc a perda no ncleo, tenso de ensaio, em watts (ver 14.3.3.2);

ns a velocidade sncrona, em rotaes por minuto;

C1 o fator de reduo (variando entre 0,9 e 1,0), para levar em conta perdas no fundamentais;

k igual 9,549 para T, em newtons-metros.

NOTA - Na impossibilidade de se realizar este ensaio na tenso nominal, os valores dos conjugados e das correntes obtidos com tensoreduzida e corrigidos para a tenso nominal, sem levar em considerao o efeito de saturao, podem dar resultados sensivelmenteinferiores aos valores reais (ver 12.3).

10.3 Determinao da potncia de entrada com rotor bloqueado

As leituras dos watts de entrada devem ser efetuadas simultaneamente com aquelas da corrente e do conjugado.

11 Medio da tenso rotrica

Esta medio realizada somente em motores de induo com rotor bobinado. Consiste na medio das tenses entretodos os terminais do rotor, com o rotor bloqueado e seus enrolamentos em circuito aberto e aplicando-se ao estator tensoe freqncia nominais1). Se qualquer desequilbrio for detectado, a prtica usual efetuar leituras das tenses nastrs fases, em vrias posies do rotor, a fim de determinar um valor mdio.

12 Ensaio de partida

Este ensaio realizado para o levantamento das caractersticas conjugado x velocidade e corrente x velocidade e paraobteno de informaes para correo de dados conseguidos em ensaios realizados com tenso reduzida.

12.1 Generalidades

12.1.1A caracterstica Conjugado x Velocidade a relao entre o conjugado e a velocidade de rotao, abrangendo afaixa desde zero at a velocidade sncrona de um motor. Esta relao, quando expressa por uma curva, inclui osconjugados mximo, mnimo de partida e com rotor bloqueado.

________________1)Excepcionalmente, pode ser aplicada uma tenso reduzida, porm a exatido do resultado pode ser afetada.

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12.1.2 A caracterstica Corrente x Velocidade a relao entre a corrente e a velocidade de rotao. (Esta curva geralmente traada na mesma folha da curva conjugado x velocidade, utilizando-se a mesma escala de velocidade paraambas as curvas).

12.1.3Para motores com rotor bobinado, o conjugado e a corrente so medidos entre a velocidade sncrona e a velocidadeem que ocorre o conjugado mximo. Os anis coletores so mantidos curto-circuitados durante esse ensaio.

12.2 Mtodos para levantamento da curva Conjugado x Velocidade

12.2.1 Generalidades

Qualquer um dos mtodos de 1 a 4 pode ser utilizado para obter a curva Conjugado x Velocidade. A escolha do mtododepende das dimenses, da caracterstica conjugado x velocidade do motor a ser ensaiado e do laboratrio de ensaio.Em todos os mtodos, uma quantidade suficiente de pontos deve ser obtida para assegurar que curvas confiveis, incluindoirregularidades, possam ser traadas nas regies de interesse, atravs dos dados de ensaio. importante que a freqnciada fonte de alimentao se mantenha constante durante o ensaio e igual freqncia nominal do motor sob ensaio.Os mtodos 1 e 4 requerem que se mantenha constante a velocidade durante cada leitura. Por isto eles no podem serutilizados em regies onde o conjugado do motor aumenta com a velocidade mais rapidamente do que aquele do dis-positivo de carga. Dos resultados dos ensaios descritos a seguir, ajustados para a tenso nominal, devem ser traadas ascurvas conjugado e corrente x velocidade.

12.2.2 Mtodo 1 - Mtodo da potncia de sada

Um gerador de corrente contnua que tenha suas perdas previamente determinadas acoplado mecanicamente (por luvaou correias) ao motor a ser ensaiado. O motor deve ser alimentado por uma fonte de corrente alternada de freqncianominal. A tenso aplicada aos terminais do motor deve ser a mais alta possvel, sem que provoque aquecimentoexcessivo; se possvel, essa tenso deve ser superior a 50% da tenso nominal do motor. A velocidade do motor em cadaponto de medio controlada pela variao da carga do gerador. Neste ensaio, as leituras so tomadas para velocidadesentre aproximadamente 1/3 da velocidade sncrona e a mxima velocidade alcanada. Durante as leituras, a velocidadedeve se manter estvel, e de tal modo que os resultados no venham a ser afetados por aceleraes ou frenagens.Para cada velocidade estabelecida, ler a tenso, a corrente e a velocidade para o motor de induo; ler tambm a tenso, acorrente de armadura e a corrente de campo do gerador de corrente contnua. Cuidados devem ser tomados para noprovocar um sobreaquecimento no motor. A exatido da medio da velocidade especialmente importante para baixoescorregamento. O instrumento de medio da velocidade deve ser ajustado com exatido ou aferido. Todos os valoresdas grandezas devem ser anotados assim que os instrumentos os indicarem, sem aguardar que desapaream os lentosmovimentos nos instrumentos indicadores. Muitos desses movimentos so causados pela variao da temperatura domotor. A potncia total de sada do motor a soma da potncia de sada e das perdas do gerador de corrente contnua.O conjugado T, para cada velocidade, calculado utilizando-se a seguinte equao:

n

PPkT

g1g0 )( +=

onde;

Pg0 a potncia de sada do gerador de corrente contnua, em watts;

Pg1 a perda do gerador de corrente contnua (incluindo atrito e ventilao), em watts;

n a velocidade de rotao do motor, em rotaes por minuto;

kigual a 9,549 para T em newtons-metros.

Na velocidade para cada ponto de ensaio, os valores de Conjugado e Corrente do motor so corrigidos para a tensoespecificada (V), conforme descrito em 12.3.

12.2.3 Mtodo 2 - Mtodo da acelerao

Neste mtodo o motor ligado em vazio e o valor da acelerao determinado para vrias velocidades. O conjugado paracada velocidade determinado atravs da acelerao da massa das partes girantes. Medidas precisas de velocidade eacelerao so requisitos essenciais deste mtodo. O motor deve ser alimentado por uma fonte de corrente al-ternada coma freqncia nominal.

A acelerao a ser utilizada e, conseqentemente, o tempo de durao do ensaio so determinados pelo tipo dosinstrumentos empregados na medio. Em qualquer caso, o tempo de acelerao deve ser suficientemente longo para queos efeitos dos transitrios eltricos produzidos nos instrumentos e no motor no distoram a curva Conjugado x Velocidade.

Quando utilizar um sistema automtico de aquisio de dados ou registradores de alta velocidade, este ensaio pode serrealizado com aceleraes rpidas, desde que estejam dentro dos limites de resposta desses aparelhos.

Quando registrar manualmente os dados em cada ponto, o tempo de acelerao pode ser aumentado, aplicando uma

tenso menor ao motor, ou acoplando uma inrcia adequada ao eixo do motor. Quando o motor acelera do repouso paraprximo da velocidade sncrona, so feitas leituras simultneas da tenso de linha, corrente de linha, velocidade e tempoem segundos. Um mnimo de cinco sries de leituras devem ser feitas durante o perodo de acelerao; entretanto maisleituras devem ser obtidas, quando possvel. Se o atrito na partida do motor for elevado ou se forem requeridos dados maisprecisos nas proximidades da velocidade zero, faz-se girar o motor no sentido contrrio ao sentido de rotao normal deensaio, antes da aplicao da potncia para acelerao na qual as medies devem ser feitas.

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Se for utilizado o mtodo 3 (Mtodo da potncia de entrada), para uma comparao, a potncia trifsica deve ser medidacom um wattmetro trifsico ou dois wattmetros monofsicos, para cada valor da velocidade onde os dados foramregistrados.

Algumas vezes pode ser necessrio ensaiar mais de uma vez em diferentes tenses para obter leituras satisfatrias portoda curva, especialmente quando existem apreciveis irregularidades na caracterstica Conjugado x Velocidade.

O conjugado, T, para cada velocidade obtido a partir da acelerao utilizando a seguinte equao:

T=

dt

dn

k

J

onde:

T o conjugado em newtons-metros;

J o momento de inrcia das partes girantes, em quilogramas-metros quadrados;

dt

dn a acelerao para cada velocidade, em rotaes por minuto por segundo;

k igual 9,549.

Para cada velocidade no ponto de ensaio, o conjugado e a corrente do motor so corrigidos para a tenso especificada (V),conforme indicado em 12.3.

12.2.4 Mtodo 3 - Mtodo da potncia de entrada

Neste mtodo, o conjugado determinado subtraindo-se da potncia de entrada as perdas do motor. um mtodo vlidopara verificao de outros mtodos, sendo particularmente til quando o motor no puder ser acionado em vazio paradeterminar o conjugado pelo mtodo da acelerao.

Na prtica, o mtodo aproximado porque as perdas no estator no podem ser rapidamente determinadas para ascondies reais de operao e por isto devem ser aproximadas.

Este mtodo tambm est sujeito a erro no caso de motores especiais que tenham muitos conjugados harmnicos

superiores ou inferiores que so difceis de serem avaliados.

A motor ligado como em 12.2.3, exceto que neste caso no deve estar em vazio.

As leituras da potncia de entrada definidas em 12.2.3 so colocadas em um grfico em funo da velocidade. A tenso delinha, a corrente de linha, a potncia e a velocidade devem ser registradas em funo do tempo. Os valores mdios dasleituras para velocidade zero sero obtidos no ensaio de rotor bloqueado, como descrito em 10.2, e podem ser utilizadosdepois de corrigidos para a tenso em que outras leituras foram tomadas.

O conjugado, T, para cada velocidade determinado a partir da potncia de entrada, utilizando a seguinte equao:

fwTn

nLLLLPPP

n

kT

sRsccusi

s

=

5,0

onde:

Psi a potncia de entrada no estator, em watts;

Pcu a perda I2R no estator, corrente de ensaio, em watts (ver 14.1);

Pc a perda no ncleo, tenso de ensaio, em watts (ver 14.3.3.2);

LLSrepresenta perdas suplementares na freqncia fundamental corrente de ensaio, em watts (ver 14.4.4.2.1);

LLR a perda suplementar para maiores freqncias corrente de ensaio, em watts (ver 14.4.2.2);

n a velocidade de ensaio, em rotaes por minuto;

nS a velocidade sncrona, em rotaes por minuto;

kigual 9,549 para T, em newtons-metros;

TfW o conjugado de atrito e ventilao do motor na velocidade de ensaio, em newtons-metros.

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Em cada velocidade de ponto do ensaio, o conjugado e a corrente do motor so corrigidos para a tenso especificada (V),conforme descrito em 12.3.

NOTA - Se a componente LLSda perda suplementar no for disponvel, pode ser assumido que a perda suplementar igual a LLR. Se asperdas suplementares (LLS + LLR) tiverem sido determinadas num ensaio dinamomtrico ou num ensaio pump back, o valor total dasperdas suplementares pode ser utilizado como o valor de LLR; ou o valor de LLSpode ser determinado pelo mtodo descrito em 14.4.2 eLLR pode ser determinado como o valor das perdas suplementares menos o valor de LLS.

12.2.5 Mtodo 4 - Mtodo da medio direta

O conjugado e a corrente so medidos quando o motor submetido carga para vrias velocidades com um dina-mmetroou um freio de PRONY. Para cada velocidade, leituras simultneas de tenso, corrente, velocidade e conjugado soobtidas. O ensaio deve ser realizado to prximo quanto possvel da tenso nominal, mas se a tenso reduzida forutilizada, o conjugado e a corrente do motor devem ser corrigidos para a tenso especificada como descrito em 12.3.

12.3 Correo de dados obtidos para as curvas Conjugado x Velocidade e Corrente x Velocidade e nos ensaioscom rotor bloqueado, realizados com tenso reduzida

Quando for necessrio estabelecer valores de conjugado e de corrente para tenso nominal, baseados em ensaiosrealizados com tenso reduzida, deve-se levar em conta que, por causa da saturao dos fluxos de disperso, a correntepode aumentar proporcionalmente mais que a razo linear das tenses, e o conjugado por uma razo maior que a razodos quadrados das tenses. Essas razes variam com o projeto; entretanto, como primeira aproximao, a corrente corrigida como se variasse diretamente com a tenso, e o conjugado com o quadrado da tenso.

Um mtodo de ensaio mais exato requer a determinao da taxa de variao da corrente e do conjugado com a tensoatravs do traado das curvas Conjugado x Velocidade e Corrente x Velocidade para pelo menos dois ou preferivelmentetrs ou mais valores de tenso. Os valores dos pontos de ensaio tenso reduzida devem ser colocados em escalalog-log e corrigidos para a tenso nominal, ajustando-se a curva pelo mtodo dos mnimos quadrados para a mximaexatido. Nas curvas Conjugado x Velocidade e Corrente x Velocidade uma quantidade suficiente de pontos a vriasvelocidades deve ser corrigida para fornecer uma representao real da curva na faixa total de velocidade.

13 Ensaio trmico

13.1 Generalidades

13.1.1Os ensaios trmicos so realizados para determinar a elevao de temperatura de certas partes do motor acima datemperatura ambiente, quando funcionando sob uma condio de carga especificada.

13.1.2 O motor deve ser protegido contra correntes de ar provenientes de polias, correias e outras mquinas.Uma corrente de ar muito pequena pode causar grandes discrepncias nos resultados do ensaio trmico. Condies queresultem em rpida mudana da temperatura do ar ambiente devem ser consideradas insatisfatrias para ensaios trmicos.Espao suficiente entre motores necessrio para permitir livre circulao de ar.

13.1.3As temperaturas de rotores e de outras partes de motores totalmente fechados, para as quais utilizado o mtodotermomtrico devem ser obtidas aps a parada do motor, pela aplicao do termmetro nas partes mais quentes quepossam ser rapidamente acessveis com a remoo das tampas.

13.1.4O mtodo de carga para realizar o ensaio trmico deve ser um dos seguintes:

13.1.4.1 O mtodo de carga efetiva no qual o motor funciona na sua caracterstica nominal ou em uma caractersticadeterminada.

13.1.4.2O mtodo de carga equivalente. Um exemplo tpico mostrado na figura 8. O motor a ser ensaiado operado emvazio por uma fonte de alimentao principal, qual superposta uma fonte de alimentao auxiliar de baixa tenso e defreqncia diferente.

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Legenda:

M= Motor a ser ensaiado;

T= Transformador srie;

G= Gerador auxiliar;

a= Ponto de conexo do voltmetro, ampermetro e wattmetro;

f1 = Freqncia (freqncia nominal);

f2 = Freqncia auxiliar;

I1 = Corrente primria do motor de induo;W= Potncia de entrada;

V1 = Tenso nos terminais (tenso nominal);

V2 = Tenso auxiliar;

NOTAS

1 A rotao de fases da fonte auxiliar deve ter o mesmo sentido da fonte principal.

2 V2 ser menor que V1 (geralmente 10% a 20% de V1). V2 a tenso necessria para causar a circulao da corrente nominalI1.

Figura 8 - Conexo tpica para o mtodo de carga equivalente por bifreqncia

Geralmente, a freqncia da fonte auxiliar 10 Hz abaixo da freqncia nominal e com a tenso ajustada de modo que acorrente primria seja igual ao valor nominal.

NOTA - O mtodo de carga equivalente por bifreqncia s utilizado para a determinao da temperatura e no para outros parmetrosdo motor.

13.2 Mtodos de determinao das temperaturas

13.2.1 Para a determinao das temperaturas dos enrolamentos e de outras partes dos motores so aceitos quatromtodos:

- 1 Mtodo termomtrico;

- 2 Mtodo dos detectores de temperatura embutidos (DTE);

- 3 Mtodo da variao da resistncia ;

NOTA - O mtodo da superposio indicado na NBR 7094 est conforme a 10 edio da IEC 60034-1, uma subseo do mtodo devariao da resistncia.

- 4 Mtodo do detector de temperatura local.

Para informaes gerais sobre esses mtodos (exceto mtodo 4), ver NBR 7094. Esses mtodos no devem ser utilizadospara verificao recproca.

a

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13.2.1.1 Mtodo termomtrico

Este mtodo consiste na determinao da temperatura por termmetros a lcool, por termmetros de resistncia ou portermopares, com qualquer um destes dispositivos aplicado parte mais quente do motor que acessvel aos termmetrosa lcool.

13.2.1.2 Mtodo dos detectores de temperatura embutidos

Este mtodo consiste na determinao da temperatura por termopares ou termmetros de resistncia embutidos no motor.

Dispositivos projetados especialmente devem ser utilizados com termmetros de resistncia para evitar a introduo deerros ou danos significativos devido ao aquecimento do termmetro de resistncia durante a medio. Muitos dispositivoscomuns de medio de resistncia podem no ser adequados devido corrente relativamente elevada que pode circularatravs da resistncia enquanto a medio efetuada.

13.2.1.3 Mtodo da variao da resistncia

Este mtodo consiste na determinao da temperatura pela comparao da resistncia do enrolamento temperatura a serdeterminada com a resistncia a uma temperatura conhecida. A temperatura do enrolamento calculada pela seguinteequao:

)()(

ktR

RRtt 1

1

12

12

+=

onde:

t2 a temperatura total do enrolamento quando R2 foi medida, em graus Celsius;

R2 a resistncia do enrolamento medida durante o ensaio, em ohms;

R1 o valor de referncia da resistncia do enrolamento previamente medida a uma temperatura conhecida, t1, emohms;

t1 a temperatura do enrolamento quando o valor de referncia da resistncia R1foi medido, em graus Celsius;

kigual a 234,5 para cobre eletroltico com 100% de condutividade.

NOTA - Para outros materiais do enrolamento um valor adequado de k deve ser utilizado. Por exemplo: 225 para alumnio,baseado numa condutividade em volume de 62%.

Desde que um pequeno erro na medio da resistncia acarrete um erro comparativamente grande na determinao datemperatura, a resistncia do enrolamento deve ser medida por uma dupla ponte ou outro meio de preciso equivalente everificada por um segundo instrumento, se possvel. Quando for utilizada a equao acima para calcular a temperatura,ambas as resistncias, a de referncia e a de ensaio, devem ser medidas utilizando o mesmo equipamento de ensaio.Num motor de gaiola, a variao na resistncia do rotor devida ao aquecimento resulta numa variao do escorre-gamento.Para um dado valor de conjugado, a temperatura do rotor pode ser determinada indiretamente da leitura do es-corregamento a quente, Sq , e da leitura do escorregamento a frio, Sf, substituindo R2por Sqe R1por Sfna equao acima.O escorregamento deve ser determinado com preciso para ambas as condies, quente e frio. Pequenos erros nosvalores de escorregamento podem ocasionar erros significativos na temperatura calculada da qual a elevao detemperatura obtida.

13.2.1.4 Mtodo do detector de temperatura local

A temperatura local de vrias partes de um motor pode ser determinada utilizando um detector de temperatura local.A dimenso mxima do sensor no deve exceder 50 mm. O sensor instalado prximo ao local no qual a temperatura para ser medida.

Exemplos de detectores de temperatura local so:

1) termopares;

2) termmetros de resistncia pequena;

3) termistores.

Esses detectores so instalados freqentemente como partes permanentes de um motor, em locais inacessveis a ter-mmetros a lcool. Eles so utilizados para determinar a temperatura local de condutores do enrolamento, das laminaesdo ncleo dentro do pacote e a temperatura do enrolamento entre lados de bobina. Desde que as temperaturas medidaspor detectores de temperatura local possam desviar-se significativamente daquelas determinadas pelo mtodo termo-mtrico, pelo mtodo dos detectores embutidos e pelo mtodo da variao da resistncia, tais temperaturas no devem sercomparadas com as de normas baseadas nestes outros mtodos.

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13.3 Leituras da temperatura

13.3.1 Generalidades

As subsees a seguir descrevem trs mtodos de medio de temperatura, utilizados para medir a temperatura dosenrolamentos, do ncleo do estator, do fluido refrigerante de entrada, frio, e do fluido refrigerante de sada, quente.Cada mtodo de medio melhor adequado para partes especficas de um motor. Ento, num dado ensaio, pode serdesejvel utilizar todos os trs mtodos para medir a temperatura nas vrias partes do motor.

13.3.2 Mtodo termomtricoAs temperaturas obtidas pelo mtodo termomtrico (ver 13.2.1.1) podem ser medidas nas seguintes partes durante osensaios trmicos e, se especificado, aps a parada do motor:

1 - bobinas de estator, no mnimo em dois locais;

2 - ncleo de estator, no mnimo em dois locais;

3 - ambiente;

4 - ar de sada da carcaa, ou ar de sada dos dutos, ou fluido refrigerante interno de sada para a entrada dos res-friadores do motor com sistema de resfriamento por recirculao;

5 - carcaa;

6 - mancais (quando parte do motor).Os sensores de temperatura devem estar localizados para obter as maiores temperaturas, exceto para a temperatura do arou outro fluido refrigerante de entrada ou de sada, para os quais eles devem ser instalados a fim de obter valores mdios.

13.3.3 Mtodo dos detectores de temperatura embutidos

As temperaturas dos enrolamentos de motores equipados com detectores embutidos devem ser determinadas pelo mtododos detectores de temperatura embutidos (13.2.1.2.) durante o ensaio trmico. As medies de temperatura de todos osdetectores embutidos devem ser registradas e o mximo destes valores deve ser considerado como a temperatura doenrolamento pelo detector embutido. Leituras aps a parada no so normalmente requeridas.

13.3.4 Mtodo da variao da resistncia para enrolamentos

As temperaturas dos enrolamentos do estator (e do rotor de motores com rotor bobinado) podem ser determinadas pelo

mtodo da variao de resistncia (ver 13.2.1.3) aps a parada. A resistncia deve ser medida atravs de quaisquer doisterminais de linha para os quais o valor de referncia da resistncia tenha sido medido a uma temperatura conhecida.A resistncia deve ser medida diretamente nos terminais do motor.

13.4 Medio da temperatura do fluido refrigerante

Para esta medio, ver NBR 7094.

13.5 Procedimentos gerais

13.5.1O motor pode ser posto em carga por um dos mtodos descritos em 13.1.4. A carga pode ser determinada pelamedio direta da potncia de sada ou de entrada.

13.5.2O motor que possui caractersticas nominais mltiplas (por exemplo, motor de vrias velocidades) deve ser ensaiadona caracterstica nominal que produz a maior elevao de temperatura. Se isto no puder ser predeterminado, o motor deve

ser ensaiado separadamente para cada caracterstica nominal.13.5.3Um motor para duas freqncias pode ser ensaiado em qualquer freqncia disponvel, desde que a carga sejaajustada para ser equivalente da freqncia que resulte na maior elevao de temperatura.

13.5.4 Um motor tendo um fator de servio superior a 1,0 deve ser ensaiado carga com esse fator de servio paraverificar se ele atende aos limites de elevao de temperatura da classe trmica, exceto quando a elevao de temperaturaa uma carga especificada parte da caracterstica nominal do motor. Entretanto, a elevao de temperatura com fator deservio 1,0 deve ser utilizada para calcular o desempenho do motor, conforme 14.1.1.

13.5.5Quando a temperatura de funcionamento a da carga com fator de servio ao invs da carga nominal (FS = 1,0), aelevao de temperatura pela variao da resistncia do motor carga nominal pode ser obtida variando a temperaturacom o quadrado da razo das correntes. Para clculo do rendimento a temperatura total ser a elevao de temperatura carga nominal, calculada conforme equao a seguir, mais 25C:

Elevao da temperatura carga nominal = Elevao da temperatura no ensaio x

2

ensaiodecorrente nominalcorrente

13.5.6O ensaio deve prosseguir pelo tempo especificado (para motores de regime no contnuo) ou at que o equilbriotrmico seja alcanado. Salvo especificaco diferente, um ensaio de tempo limitado deve iniciar-se somente quando aspartes do motor diferirem de at 5C da temperatura ambiente.

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13.5.7Para motores de regime contnuo, quando um longo tempo requerido para atingir o equilbrio trmico, permitidoaplicar sobrecargas razoveis (25% a 50%) durante o perodo de aquecimento preliminar, a fim de reduzir a durao doensaio.

13.5.8Para motores de regime contnuo, as leituras devem ser feitas em intervalos de 30 min ou menos. Para motores deregime no contnuo, as leituras devem ser feitas em intervalos condizentes com o tempo do regime do motor.Para motores de regime contnuo, o ensaio trmico deve continuar at que haja uma variao na elevao de temperaturade 1 K ou menos entre duas leituras sucessivas de 30 min.

13.5.9A medio de temperaturas aps a parada do motor, pelo mtodo da variao da resistncia, requer que o motorpare rapidamente no fim do ensaio trmico. Um procedimento cuidadosamente planejado e pessoal em nmero adequadoso necessrios, a fim de se obterem leituras com rapidez suficiente para proporcionar dados confiveis.

Se a leitura inicial da resistncia for obtida dentro do intervalo de tempo indicado na tabela 1, ela deve ser aceita comomedida da temperatura. Se a leitura inicial da resistncia no puder ser efetuada no intervalo de tempo prescrito natabela 1, ela deve ser feita to rapidamente quanto possvel, seguida de 10 leituras adicionais (no mnimo) da resistncia,feitas a intervalos de 30 s - 60 s, at que estas leituras mostrem uma diminuio sensvel em relao aos seus valoresmximos.

Tabela 1 - Intervalo de tempo dentro do qual a leitura inicial da resistnciadeve ser adotada como medida da temperatura

Potncia nominal PnIntervalo de tempo aps odesligamento da energia

s

Pn 37,5 kW Pn 50 cv

37,5


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Os mtodos assumem que as condies de resfriamento sejam invariveis entre os ensaios, o que requer que a velocidadeseja a mesma para cada ensaio. Os mtodos tambm assumem condies trmicas lineares, de modo que as elevaesde temperatura de um caso possam ser somadas quelas do outro caso. Isso r

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NBR 05383-1 - 2002 - Máquinas elétricas girantes - Parte 1 -