Tarcisio Gaspar Brasil

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROJETO DE GRADUAÇÃO

PROJETO DE UM LABORATÓRIO PARA ENSAIOS DE ROTINA DE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS DE POTÊNCIA ATÉ 150 kW

TARCÍSIO GASPAR BRASIL

VITÓRIA – ES FEVEREIRO /2006



Parte manuscrita do Projeto de Graduação do aluno Tarcísio Gaspar Brasil, apresentado ao Departamento de Engenharia Elétrica do Centro Tecnológico da Universidade Federal do Espírito Santo, para obtenção do grau de Engenheiro Eletricista.




COMISSÃO EXAMINADORA: Prof. Gabriel Luiz Zouain Assbú Orientador Prof. Dr. Domingos Sávio Lyrio Simonetti Engº Flávio Souza Santos


DEDICATÓRIA

Ao meu Avô, Alceno Gaspar.

i

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, pelo apoio indispensável ao sucesso dessa minha conquista. Ao Prof. Gabriel Assbú, meu professor orientador.

A todos os grandes amigos desta Universidade, em especial à Hialina, pela enorme colaboração nas horas difíceis.

ii

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Variação aproximada da resistência de isolamento com a temperatura para

máquinas elétricas girantes.............................................................................. 10Figura 2 - Variação típica da resistência de isolamento com o tempo............................. 12Figura 3 - Mudança na resistência de isolamento para 1min. e 10min. durante o

processo de secagem de um enrolamento Classe B, temperatura inicial do enrolamento de 25ºC e temperatura final de 75ºC.......................................... 13

Figura 4 - Método da tensão e da corrente....................................................................... 16Figura 5 - Variação da potência de entrada em vazio com a tensão aplicada.................. 20

iii

LISTA DE EQUAÇÕES Equação 1 - Conversão da resistência elétrica para a base de temperatura de 40ºC......... 09Equação 2 - Resistência de isolamento mínima recomendada para enrolamentos de

motores de indução....................................................................................... 14Equação 3 - Lei de Ohm................................................................................................... 16Equação 4 - Conversão da resistência elétrica para qualquer base de temperatura.......... 17Equação 5 - Perdas em vazio............................................................................................. 20Equação 6 - Corrente nominal do circuito alimentador do QDF-220VAC....................... 26Equação 7 - Corrente de curto circuito trifásico, em pu, no barramento do QDF-

220VAC......................................................................................................... 27Equação 8 - Corrente de curto circuito trifásico, em ampères, no barramento do QDF-

220VAC......................................................................................................... 27Equação 9 - Corrente nominal do circuito alimentador do QDF-440VAC....................... 31Equação 10 - Corrente de curto circuito trifásico, em pu, no barramento do QDF-

440VAC......................................................................................................... 32Equação 11 - Corrente de curto circuito trifásico, em ampères, no barramento do QDF-

440VAC......................................................................................................... 32Equação 12 - Tensão de fase rotor bloqueado..................................................................... 36Equação 13 - Impedância de rotor bloqueado..................................................................... 36Equação 14 - Tensão de fase rotor bloqueado..................................................................... 36Equação 15 - Corrente de partida........................................................................................ 36Equação 16 - Tensão de fase rotor bloqueado..................................................................... 36Equação 17 - Tensão de fase rotor bloqueado..................................................................... 36Equação 18 - Potência aparente por fase durante o ensaio de rotor bloqueado.................. 37Equação 19 - Potência aparente trifásica durante o ensaio de rotor bloqueado.................. 37

iv

LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Tensões para o ensaio dielétrico....................................................................... 19

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ÍNDICE

1 Introdução..................................................................................................... 9 2 Ensaios de Rotina em motores de indução trifásicos................................... 9 2.1 Medição da Resistência de Isolamento........................................................ 9 2.1.1 Generalidades............................................................................................... 9 2.1.2 Resistência de Isolamento............................................................................ 10 2.1.3 Condições para medição de resistência de isolamento................................. 10 2.1.4 Conexões do enrolamento para medições de resistência de isolamento...... 11 2.1.5 Métodos de medição da resistência de isolamento....................................... 12 2.1.6 Interpretação dos resultados das medições da resistência de isolamento..... 12 2.1.7 Índice de polarização.................................................................................... 13 2.1.8 Valores mínimos recomendados da resistência de isolamento e índice de

polarização................................................................................................... 14 2.2 Métodos para medição da resistência ôhmica do enrolamento.................... 16 2.2.1 Generalidades............................................................................................... 16 2.2.2 Método da tensão e corrente (queda de tensão)........................................... 17 2.2.3 Correção da resistência em função da temperatura...................................... 18 2.2.4 Obtenção dos valores da resistência ôhmica dos enrolamentos................... 18 2.2.5 Resultado das medições............................................................................... 19 2.3 Ensaio dielétrico........................................................................................... 19 2.3.1 Generalidades............................................................................................... 19 2.4 Ensaio em vazio........................................................................................... 21 2.4.1 Generalidades............................................................................................... 21 2.4.2 Perdas em vazio............................................................................................ 21 2.5 Ensaio com rotor bloqueado......................................................................... 22 2.5.1 Generalidades............................................................................................... 22 2.5.2 Precauções.................................................................................................... 23 2.5.3 Determinação da corrente com rotor bloqueado.......................................... 23 2.5.4 Determinação da potência de entrada com rotor bloqueado........................ 24 3 Projeto Proposto........................................................................................... 24 3.1 Escolha dos motores a serem ensaiados....................................................... 24 3.1.1 Tipo.............................................................................................................. 24 3.1.2 Tensõs de alimentação e freqüência nominal............................................... 24 3.1.3 Potências....................................................................................................... 24 3.2 Tipos de ensaios........................................................................................... 24 3.2.1 Medição da resistência de isolamento.......................................................... 25 3.2.2 Medição da resistência de enrolamento....................................................... 25 3.2.3 Ensaio dielétrico (tensão aplicada)............................................................... 25 3.2.4 Ensaio em vazio........................................................................................... 25 3.2.5 Ensaio com rotor bloqueado......................................................................... 26 3.3 Premissas para o projeto............................................................................... 26 4 Memória de cálculo...................................................................................... 27 4.1 Painel QDF-220VAC................................................................................... 27 4.1.1 Dimensionamento dos cabos alimentadores e DJ-1..................................... 27 4.1.1.1 Cálculo da corrente nominal do circuito...................................................... 27 4.1.1.2 Cálculo da corrente de curto circuito........................................................... 28 4.1.1.3 Características do disjuntor especificado..................................................... 29 4.1.1.4 Dimensionamento do cabo alimentador....................................................... 29 4.1.2 Dimensionamento do TC-01........................................................................ 29

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4.1.3 Dimensionamento dos circuitos de distribuição........................................... 29 4.1.3.1 Motores até 5,5kW....................................................................................... 30 4.1.3.2 Motores de 7,5kW a 15kW.......................................................................... 30 4.1.3.3 Motores de 18,5kW a 30kW........................................................................ 30 4.1.3.4 Motores de 37kW a 55kW........................................................................... 31 4.1.3.5 Motores de 75kW......................................................................................... 31 4.1.3.6 Ensaio dielétrico........................................................................................... 31 4.1.3.7 Circuito de comando.................................................................................... 32 4.2 Painel QDF-440VAC................................................................................... 32 4.2.1 Dimensionamento dos cabos alimentadores e DJ-2..................................... 32 4.2.1.1 Cálculo da corrente nominal do circuito...................................................... 32 4.2.1.2 Cálculo da corrente de curto circuito........................................................... 33 4.2.1.3 Características do disjuntor especificado..................................................... 34 4.2.1.4 Dimensionamento do cabo alimentador....................................................... 34 4.2.2 Dimensionamento do TC-02........................................................................ 34 4.2.3 Dimensionamento dos circuitos de distribuição........................................... 34 4.2.3.1 Motores até 15kW........................................................................................ 35 4.2.3.2 Motores de 18,5kW a 30kW........................................................................ 35 4.2.3.3 Motores de 37kW a 55kW........................................................................... 35 4.2.3.4 Motores de 75kW a 110kW......................................................................... 36 4.2.3.5 Motores de 132kW a 150kW....................................................................... 36 4.2.3.6 Circuito de comando.................................................................................... 36 4.2.3.7 Transformador TR-02.................................................................................. 36 4.2.3.7.1 Cálculo da tensão de rotor bloqueado.......................................................... 37 4.2.3.7.2 Cálculo da potência demandada nos ensaios................................................ 38 4.2.3.7.3 Escolha do transformador............................................................................. 39 5 Custo............................................................................................................. 39 6 Conclusão..................................................................................................... 39 Referências Bibliográficas........................................................................... 41 Anexos.......................................................................................................... 42

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viii

RESUMO

O projeto consiste na instalação de um laboratório para ensaios de rotina de motores trifásicos de baixa tensão, de potências até 150kW, com estimativa de custo dos materiais elétricos. A

proposta deste projeto foi idealizada devido à falta de empresas atuantes neste ramo de ensaios de motores no estado do Espírito Santo, visto que qualquer motor que seja reenrolado,

deve passar pelos ensaios de rotina para a obtenção de um certificado de aprovação emitido por profissional habilitado, garantindo a permanência de suas características elétricas, o que é exigido por norma e não é cumprido, muitas das vezes por falta laboratórios especializados

para realizar tais ensaios.

1 - Introdução

Este projeto consiste em um estudo de desenvolvimento de um projeto completo para

implantação de um laboratório para ensaios de rotina de motores de indução trifásico de baixa

tensão de potência até 150 kW (200 HP), visto que todo motor após manutenção deve possuir

um certificado de aprovação, assinado por profissional habilitado, garantindo a permanência

de suas características elétricas estabelecidas pelo fabricante, e atualmente apenas grandes

empresas possuem laboratórios para ensaios de rotina para uma eficiente manutenção

periódica dos mesmos. Por outro lado, sendo um projeto de um laboratório, é facilmente

adotado para um laboratório didático.

Para o estudo dos procedimentos e normas de ensaios, foi utilizada a norma NBR

5383-1 “Máquinas Elétricas Girantes – Parte 1: Motores de Indução Trifásicos – Ensaios”,

válida desde 01/04/2002.

O laboratório foi projetado para realizar os seguintes ensaios de rotina:

1) Ensaio para Medição da Resistência de Isolamento: Ensaio realizado para medir a

resistência de isolamento, sob condições especificadas;

2) Ensaio para Medição da Resistência de Enrolamento: Ensaio realizado para medir a

resistência de um enrolamento, utilizando corrente contínua;

3) Ensaio Dielétrico: Ensaio realizado mediante a aplicação de uma tensão elevada a

uma isolação para verificar se a sua rigidez dielétrica é adequada;

4) Ensaio em Vazio: Ensaio no qual o motor de indução funciona sem transferir

potência para o rotor;

5) Ensaio com Rotor Bloqueado: Ensaio realizado em um motor de indução energizado

cujo rotor é mantido imobilizado.

2 – Ensaios de Rotina em Motores de Indução Trifásicos

2.1 –Medição da Resistência de Isolamento

2.1.1 – Generalidades

A norma NBR 5383-1 estabelece o procedimento adequado para a medição da

resistência de isolamento dos enrolamentos de motores de indução de potência acima de

0,75 kW, não sendo aplicáveis a motores fracionários.

9

O valor da resistência de isolamento é útil para indicar se o motor está em estado

adequado para ser submetido a ensaios dielétricos, ser colocado em manutenção ou

funcionamento.

2.1.2 – Resistência de Isolamento

Resistência de isolamento é o quociente de tensão contínua aplicada pela corrente, em

um determinado tempo, medido a partir da aplicação da tensão. Assim se tem a resistência de

isolamento para 1 ou 10 minutos.

A resistência de isolamento de um enrolamento de motor de indução é função do tipo

e da montagem do material isolante. Em geral, ela varia diretamente com a espessura da

isolação e inversamente com a área da superfície condutora. Para obter medições

significativas da resistência de isolamento em motores resfriados à água, esta deve ser

removida e o circuito interno secado completamente.

Fatores que afetam a resistência de isolamento:

- Estado da superfície;

- Umidade;

- Temperatura;

- Magnitude da tensão contínua de ensaio;

- Duração da aplicação da tensão contínua de ensaio;

- Carga residual do enrolamento;

2.1.3 – Condições para medição da resistência de isolamento

A superfície da isolação deve estar limpa e seca, se a medição for para fornecer

informações sobre o estado no interior da isolação e não do estado na superfície. A limpeza da

superfície é de grande importância quando os ensaios são realizados em tempo úmido.

A temperatura do enrolamento deve estar poucos graus acima do ponto de orvalho

para evitar a condensação de umidade sobre a isolação do enrolamento. É, também,

importante que para a comparação de resistências de isolamentos de enrolamentos de motores

seja utilizada a base de 40ºC, conforme a seguinte equação:

R40C = Kt40C x Rt (1)

10

Onde:

R40C é a resistência de isolamento corrigida para 40ºC, em mega ohms;

Rt é a resistência de isolamento medida à temperatura t, em mega ohms;

Kt40C é o fator de correção da resistência de isolamento da temperatura t para 40ºC

(Figura 1).[1]

Figura 1 – Variação aproximada da resistência de isolamento com a temperatura para máquinas elétricas girantes

Não é necessário que o motor esteja parado quando são feitas as medições de

resistência de isolamento.

2.1.4 – Conexões do enrolamento para medições de resistência de isolamento

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

A extremidade do comum de cada enrolamento da fase deve ser desligada quando isso

for possível. Ensaiando cada enrolamento individualmente, permite-se uma comparação entre

os enrolamentos das fases, o que é útil na avaliação do estado atual e futuro do enrolamento.

A medição com todos os enrolamentos das fase juntas não é o recomendado. Uma

objeção em ensaiar simultaneamente todas as fases é que somente a isolação para a terra é

ensaiada e nenhum ensaio é feito na isolação fase para fase. A isolação fase para fase é

ensaiada quando uma fase é ensaiada por vez com as outras fases aterradas.

Os terminais de conexão, os porta-escovas (motores de rotor bobinado), os cabos, as

chaves, os capacitores, os pára raios e outros equipamentos externos influenciam o resultado

11

da medição da resistência de isolamento do enrolamento de um motor. Por isso, na medição

da resistência de isolamento de um enrolamento, deve-se excluir todos estes dispositivos.

2.1.5 – Métodos de medição da resistência de isolamento

A medição direta da resistência de isolamento pode ser feita com os seguintes

instrumentos:

- um ohmímetro de indicação direta, com gerador incluído acionado manualmente ou

motorizado;

- um ohmímetro de indicação direta com bateria incluída;

- um ohmímetro de indicação direta com retificador incorporado utilizando uma fonte

externa de corrente alternada;

- uma ponte de resistências com galvanômetro e bateria incluídos;

A resistência de isolamento pode ser calculada a partir das leituras de um voltímetro e

um micro-amperímetro, utilizando uma fonte externa de corrente contínua.

2.1.6 – Interpretação dos resultados das medições da resistência de isolamento

O histórico da resistência de isolamento de um determinado motor, elaborado e

mantido sob condições uniformes quanto às variáveis controláveis, é reconhecido como um

meio útil de monitorar o estado da isolação. A previsão da adequabilidade de um motor, para

aplicação de ensaios dielétricos apropriados ou para a entrada em operação, pode ser baseada

na comparação de valores atuais e passados da resistência de isolamento corrigidos para 40ºC,

ou do índice de polarização.

Quando o histórico da resistência de isolamento não é disponível, os valores mínimos

recomendados da resistência de isolamento para 1 minuto ou do índice de polarização podem

ser utilizados para prever a adequabilidade do enrolamento para aplicação de um ensaio

dielétrico ou para a entrada em operação. A resistência de isolamento para 1 minuto, corrigida

para a base de 40ºC deve ser pelo menos igual à resistência de isolamento mínima

recomendada conforme item 2.1.8.

12

O valor da resistência de isolamento encontrado é útil na avaliação do estado do

enrolamento do motor. Ele não deve ser considerado como um critério exato, pois existem

limitações:

- A resistência de isolamento de um enrolamento não é diretamente relacionada com a

sua rigidez dielétrica. É impossível especificar o valor da resistência de isolamento no

qual um isolamento falhará eletricamente.

- Enrolamentos que possuem uma área muito grande ou motores grandes ou de baixa

velocidade podem ter valores de resistência de isolamento inferiores aos valores

mínimos recomendados.

Uma única medição de resistência de isolamento a uma tensão específica não indica se

algum material estranho está concentrado ou distribuído através do enrolamento.

2.1.7 – Índice de Polarização

O índice de polarização é a razão entre o valor da resistência de isolamento para 10

minutos e o valor da resistência para 1 minuto. Esse índice é indicativo da inclinação da curva

característica, conforme figuras 2 e 3 [1]. O índice de polarização pode ser útil na avaliação

do enrolamento para a secagem e para os ensaios dielétricos. As medições para determinação

do índice de polarização devem ser feitas imediatamente antes do ensaio dielétrico.

Figura 2 – Variação típica da resistência de isolamento com o tempo, para enrolamentos classe B

13

Figura 3 – Mudança na resistência de isolamento para 1 min. e 10 min. Durante o processo de secagem de um

enrolamento classe B – Temperatura inicial do enrolamento 25ºC e temperatura final do enrolamento 75ºC.

Dependendo do estado do enrolamento, da classe térmica e do tipo de motor, valores

de 1 a 7 têm sido obtidos para o índice de polarização. A isolação classe B geralmente possui

um índice de polarização superior ao da isolação classe A. Umidade ou pó condutor sobre um

enrolamento reduz o índice de polarização.

Se o índice de polarização for reduzido devido à sujeira ou umidade excessiva, ele

pode ser aumentado até o valor adequado, através de limpeza e secagem para remover a

umidade. Quando for feita a secagem da isolação, o índice de polarização pode ser utilizado

para indicar quando o processo de secagem pode ser terminado, conforme figura 3.

Quando a experiência demonstrar uma redução no índice de polarização a uma

temperatura elevada, uma nova medição abaixo de 40ºC é recomendada para verificar o real

estado da isolação.

2.1.8 – Valores Mínimos recomendados da resistência de isolamento e índice de

polarização

O valor mínimo recomendado da resistência de isolamento Rm a 40ºC ou o índice de

polarização mínimo recomendado de um enrolamento de um motor de indução é o menor

14

valor recomendado que um enrolamento deve apresentar imediatamente antes da aplicação de

um ensaio dielétrico ou da sua entrada em operação.

A resistência de isolamento mínima recomendada para enrolamentos de motores de

indução pode ser determinada pela equação:

Rm = kV + 1 (2)

Onde:

- Rm é a resistência de isolamento mínima recomendada, em mega ohms, com o

enrolamento do motor a 40ºC;

- kV é a tensão de linha nominal do motor, em quilovolts (eficaz);

A real resistência do enrolamento a ser comparada com o valor mínimo recomendado

Rm é a resistência de isolamento encontrada pela aplicação de tensão em corrente contínua ao

enrolamento completo durante um tempo de 1 minuto, corrigida para 40ºC.

As correções de temperatura devem sempre ser feitas se o enrolamento não estiver à

temperatura de 40ºC.

A resistência de isolamento de uma fase de um enrolamento trifásico com as outras

duas fases aterradas é aproximadamente duas vezes a do enrolamento completo. Por isso,

quando as três fases são ensaiadas separadamente, a resistência encontrada para cada fase

deve ser dividida por dois para obter um valor que, após a correção de temperatura, pode ser

comparado com o valor mínimo recomendado da resistência de isolamento.

Se cada fase é ensaiada separadamente e o circuito de guarda é utilizado para as outras

duas fases não sob ensaio, a resistência encontrada de cada fase deve ser dividida por três para

obter um valor que, após a correção de temperatura, pode ser comparado com o valor mínimo

recomendado da resistência de isolamento.

Para a isolação em bom estado, não são incomuns leituras de resistência de isolamento

de 10 a 100 vezes o valor mínimo recomendado da resistência de isolamento Rm, obtido pela

equação 2.

15

Em aplicações onde o motor é vital, tem sido considerada boa prática iniciar o

recondicionamento, se a resistência de isolamento, após ter sido bem acima do valor mínimo,

dado pela equação 2, cair para próximo deste valor.

O índice de polarização mínimo recomendado para motores de indução é:

- para a Classe A: 1,5;

- para a Classe B: 2,0;

- para a Classe F: 2,0.

Nota: Para motores até 10.000 kW, para serem considerados em estado adequado para

operação ou para ensaios de dielétricos, devem ter ou o valor da resistência de isolamento a

40ºC ou índice de polarização pelo menos igual aos valores mínimos recomendados.

2.2 – Métodos Para Medição da Resistência Ohmica do Enrolamento


Esta seção apresenta os métodos mais comuns para medição da resistência ôhmica dos

enrolamentos com corrente contínua a uma determinada temperatura e para motores com

qualquer número de terminais disponíveis. O método mais comum é o da tensão e corrente

(queda de tensão). Os valores encontrados, quando comparado com os da fábrica, se

disponíveis, podem fornecer indicações sobre a existência de espiras em curto circuito e

conexões e contatos em más condições. Desta forma é interessante um acompanhamento

desses valores ao longo do tempo de funcionamento, referindo tais valores sempre à mesma

temperatura para que se possa compará-los. Deve-se observar que com a medição da

resistência a frio e a quente é possível determinar a elevação de temperatura dos enrolamentos

quando em serviço.

16

2.2.2 – Método da Tensão e corrente (queda de tensão)

Para a medição da resistência do enrolamento por este método, utiliza-se o esquema de

ligações mostrado na Figura 4.

Figura 4 – Método da Tensão e Corrente

Procedimento para a medição:

a) aplicar uma fonte CC aos terminais do enrolamento, cuidando para que a corrente

que circule não seja superior a 15% do valor nominal do enrolamento, considerado o

tempo máximo de 1 minuto;

b) com as indicações estabilizadas dos instrumentos, tomar as leituras

simultaneamente de corrente e tensão;

c) através da lei de Ohm, calcular a resistência, ou seja:

Rx = V/(I – (V/Rv)) (3)

Onde:

Rx é a resistência ôhmica do enrolamento sob ensaio, em ohms;

V é a tensão aplicada ao enrolamento;

I é a corrente do enrolamento, em ampères;

Rv é a resistência interna do voltímetro, normalmente desprezada;

d) Devem ser feitas três a cinco leituras, com vários valores estáveis de corrente,

adotando-se a média aritmética obtida. Devem ser desprezados os valores que

diferirem em mais de 1% do valor médio;

17

e) Devem ser registradas as temperaturas do enrolamento no início e no final do

ensaio, bem como o tempo de execução de cada medição;

f) A ligação ou o desligamento da fonte de corrente contínua pode causar

sobretensões consideráveis, com provável ocorrência de danos aos aparelhos e riscos

de choques elétricos. O desligamento da fonte de corrente contínua deverá ser em

rampa.

2.2.3 – Correção da resistência em função da temperatura

Os valores das resistências em função da temperatura devem ser corrigidos para a

temperatura de referência pela equação 4:

Rs = Rt (Ts +k)/(Tt + k) (4)

Onde:

Rs é a resistência do enrolamento, corrigida para uma temperatura especificada, ts, em

ohms;

Ts é a temperatura especificada para a correção da resistência. Em graus Celsius;

Rt é a resistência do enrolamento obtida no ensaio, à temperatura tt, em ohms;

Tt é a temperatura do enrolamento por ocasião da medição da resistência, em graus

Celsius;

k é igual a 234,5 para cobre eletrolítico com 100% de condutividade ou 225 para

alumínio com condutividade em volume de 62%.

2.2.4 – Obtenção dos valores da resistência ôhmica dos enrolamentos

Essa obtenção depende de como estão ligados os enrolamentos:

a) Se todos os terminais dos enrolamentos forem acessíveis, a medição é realizada

diretamente entre esses terminais (caso de motores com 6 e 12 pontas ou três pontas

com o neutro acessível – ligação estrela);

b) Se os terminais dos enrolamentos não forem acessíveis, a medição é realizada

entre dois a dois terminais sucessivamente, utilizando a resistência equivalente,

dependente da ligação dos enrolamentos.

18

2.2.5 – Resultado das Medições

Os resultados das medições efetuadas devem ser comparados entre si e com os

resultados obtidos em ensaios anteriores (do fabricante, se possível), tendo-se o cuidado de

utilizar as correções de temperatura ambiente a uma mesma base, normalmente para 25ºC.

Em caso de discordâncias maiores que 2% deve ser pesquisada a existência de

anormalidade, tais como: espiras em curto-circuito, número incorreto de espiras, dimensões

incorretas dos condutores, conexões e contatos em más condições.

2.3 – Ensaio Dielétrico


O ensaio dielétrico deve, quando possível, ser realizado nas instalações do fabricante.

Se for solicitado um ensaio de elevação de temperatura e/ou sobrevelocidade, o ensaio

dielétrico deve ser realizado imediatamente após tais ensaios. A tensão de ensaio deve ser

alternada, de freqüência industrial, com forma de onda praticamente senoidal.

O ensaio dielétrico deve ser iniciado com uma tensão inferior à metade da tensão

plena de ensaio. Em seguida, essa tensão deve ser aumentada até a tensão plena de ensaio,

progressivamente ou em degraus não superiores a 5% do valor pleno, sendo o tempo

permitido para aumento de tensão, da metade até o valor pleno, não inferior a 10 segundos. A

tensão plena de ensaio deve então ser mantida durante 1 minuto conforme o valor

especificado na tabela 1. Ao final de 1 minuto, a tensão deve ser reduzida para um valor em

torno de ¼ do valor pleno num tempo não superior a 15 segundos, sendo então desligada a

fonte.

19

Item Motor ou parte do motor Tensão de ensaio (valor eficaz)

1

Enrolamentos isolados de:

a) motores de potência nominal inferior a 1 kW

(1,4cv) e de tensão nominal inferior a 100 V;

500 V + 2 vezes a tensão nominal

b) motores de baixa tensão e potência nominal

inferior a 10.000 kW (14.000cv), exceto os de

a);

1.000 V + 2 vezes a tensão nominal, com um

mínimo de 1.500 V (ver nota 2)

Tensão nominal

I) até 24.000 V 1.000 V + 2 vezes a tensão nominal

II) acima de 24.000 V Sujeita a acordo entre fabricante e comprador

2

Enrolamentos secundários (usualmente de

rotores) de motores de indução, não curto-

circuitados permanentemente (destinados a

partida com reostato):

a) para motores não reversíveis ou para

motores reversíveis partindo somente do

repouso;

1.000 V + 2 vezez a tensão nominal em circuito

aberto com o rotor parado, medida entre os anéis

coletores ou entre os terminais secundários, com a

tensão nominal aplicada aos enrolamentos

primários.

b) para motores que podem ser invertidos ou

frenados pela inversão da alimentação primária

com o motor em funcionamento.

1.000 V + 4 vezes a tensão secundária em circuito

aberto com o rotor parado, como definida em 2-a).

3 Grupo de máquinas e equipamentos novos

instalados e ligados em conjunto

A repetição do ensaio dielétrico nas diversas

máquinas deve ser evitada, se possível, mas se um

ensaio for realizado sobre tal grupo de

equipamentos, em que cada um deles tenha sido

submetido previamente a um ensaio dielétrico, a

tensão de ensaio a ser aplicada a tal grupo deve ser

80% da tensão mais baixa aplicável a qualquer

equipamento do grupo.

1) O ensaio dielétrico em motores com isolação gradual deve ser objeto de acordo entre fabricante e

comprador.

2) No caso de enrolamentos bifásicos com um terminal em comum, a tensão na fórmula deve ser a

tensão eficaz mais elevada que ocorre entre dois terminais quaisquer durante o funcionamento.

3) Para os enrolamentos de uma ou mais máquinas conectadas eletricamente, a tensão a considerar no

cálculo da tensão de ensaio é a tensão máxima para a terra.

Tabela 1 – Tensões para o ensaio dielétrico

20

2.4 – Ensaio em vazio


Este ensaio é realizado para a obtenção de informações sobre o ramo magnetizante do

motor, aplicando em seus terminais uma tensão trifásica equilibrada, sendo que o motor não

está acoplado a nenhuma carga. Frequentemente, a potência de entrada e a corrente da rede

são medidas na tensão e freqüência nominais. Algumas vezes, este ensaio em vazio é

realizado com uma tensão variável, que leva a uma plotagem como a gráfico da figura 5. O

ponto a corresponde à operação na tensão nominal. A extrapolação da curva até o eixo das

ordenadas nos dá uma boa indicação das perdas por atrito e por ventilação em velocidades

normais.

Figura 5 – Variação da potência de entrada em vazio com a tensão aplicada

2.4.2 – Perdas em vazio

Em vazio e na tensão nominal, a potência de entrada é usada para suprir três perdas: a

perda no cobre do estator, a perda no núcleo do estator e as perdas rotacionais.

rotc PPrIqP ++= 12

010 (5)

21

Onde:

é a potência de entrada, em watts; 0P

é o número de fases do estator; 1q

é a corrente de entrada, em ampères; 0I

é a resistência efetiva do estator por fase, em ohms; 1r

é a perda no núcleo, em watts; cP

são as perdas rotacionais. rotP

A perda no cobre do estator é ocasionada pela circulação de corrente no cobre do

estator durante o ensaio. Este tipo de perda, dependendo do objetivo do ensaio pode ser

desprezada devido à baixa intensidade de corrente durante o ensaio em vazio.

As perdas rotacionais incluem as perdas por atrito e por ventilação.

A perda no núcleo se dá por conta da curva de magnetização do ferro, chamada de

histerese, e das correntes parasitas, chamadas de corrente de foucault.

O processo de magnetização e desmagnetização de um material ferromagnético numa

condição cíclica e simétrica envolve um armazenamento e uma liberação de energia que não é

totalmente reversível. Quando o material é magnetizado a cada meio ciclo, tem-se que a

quantidade de energia armazenada no campo magnético excede a que é liberada na

desmagnetização. Essa diferença de energia representa a quantidade de energia que não é

devolvida à fonte, pelo contrário, é dissipada em forma de calor quando os domínios são

reorganizados em resposta à intensidade do campo magnético variável. Essa dissipação de

energia é chamada de perdas por histerese.

As perdas por correntes parasitas (foucault) são as perdas de potência associadas com

as correntes circulantes que existem em percursos fechados dentro do corpo de um material

ferromagnético e causam uma perda indesejável por aquecimento. Essas correntes circulantes

são geradas pelas diferenças de potencial magnético existentes por todo o corpo do material

devido à ação do fluxo variável.

Para a isolação das perdas rotacionais, pode ser acoplado o eixo de um motor síncrono

de mesma velocidade nominal ao eixo do motor ensaiado. Após o acoplamento, os dois

motores são acionados simultaneamente, medindo-se a potência de entrada. Este valor medido

corresponde exclusivamente às perdas no ramo magnetizante, pois as perdas rotacionais serão

excluídas devido à ação do motor síncrono acoplado.

22

2.5 – Ensaios com rotor bloqueado


Este ensaio é realizado para a determinação da resistência ôhmica do estator e rotor,

reatância de dispersão do estator e do rotor e corrente de rotor bloqueado.

2.5.2 – Precauções

Ensaios com rotor bloqueado, com alimentação trifásica, envolvem esforços

mecânicos e taxas de aquecimento elevados. Por isto é necessário que:

a) o meio mecânico de bloqueio do rotor tenha rigidez adequada para evitar possível

injúria ao pessoal ou dano ao equipamento;

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

c) o motor esteja aproximadamente à temperatura ambiente antes do início do ensaio;

As leituras de conjugado e corrente devem ser feitas tão rapidamente quanto possível

e, para obter valores representativos, a temperatura do motor não deve ultrapassar o limite de

elevação de temperatura nominal acrescido de 40ºC. As leituras para qualquer ponto devem

ser feitas dentro de 5 segundos após a aplicação da tensão.

2.5.3 – Determinação da corrente com rotor bloqueado

Este ensaio tem a finalidade de determinar a impedância característica do motor.

Sempre que possível, devem ser feitas leituras da corrente em cada linha com tensão e

freqüência nominais, na medida em que a corrente não é diretamente proporcional à tensão

devido a mudanças na reatância causadas pela saturação dos circuitos magnéticos de

dispersão. Quando o ensaio é realizado para verificação da qualidade dos motores de gaiola, é

possível omitir o bloqueio mecânico do rotor. Ao invés disso aplica-se alimentação

monofásica de tensão e freqüência nominais a quaisquer dois terminais de linha de um motor

trifásico. Neste caso a corrente de linha será de aproximadamente 86% e a potência de entrada

será aproximadamente 50% dos valores correspondentes obtidos com alimentação trifásica.

23

Os valores assim obtidos devem ser comparados com aqueles medidos em um protótipo que

tenha sido submetido a um ensaio de tipo.

2.5.4 – Determinação da potência de entrada com rotor bloqueado

As leituras dos watts de entrada devem ser efetuadas simultaneamente com as leituras

da corrente.

3 – Projeto Proposto

3.1 – Escolha dos Motores a serem ensaiados

3.1.1 – Tipo

- Motores de indução trifásicos.

3.1.2 – Tensões de alimentação e freqüência nominal:

- 220 VAC, 60Hz

- 440 VAC, 60Hz

3.1.3 – Potências

Até 150 kW (200 HP), na tensão de 440 VAC

Até 75 kW (100 HP), na tensão de 220 VAC

3.2 – Tipos de Ensaios

1) Medição da Resistência de Isolamento;

2) Medição da Resistência de Enrolamento;

3) Ensaio dielétrico;

4) Ensaio em Vazio;

5) Ensaio com Rotor Bloqueado.

24

3.2.1 – Medição da resistência de Isolamento

A medição da resistência de isolamento deverá ser feita através de um Megôhmetro no

próprio local de ensaio onde o motor será colocado no laboratório.

Os procedimentos de ensaio serão conforme o item 2.1 deste projeto.

Os resultados obtidos serão anotados na folha de ensaio de rotina, conforme anexo 1.

A especificação completa do equipamento encontra-se na lista de material, anexo 7.

3.2.2 – Medição da Resistência de Enrolamento

A medição da resistência de enrolamento deverá ser feita com uma fonte variável de

corrente contínua (móvel) no próprio local de ensaio onde o motor será colocado no

laboratório.




3.2.3 – Ensaio dielétrico (tensão aplicada)

O ensaio dielétrico deverá ser feito com um HIPOT variável, de 0 a 2.000 VAC, 60

Hz, no próprio local de ensaio onde o motor será colocado no laboratório.




3.2.4 – Ensaio em Vazio

Para o ensaio em vazio foram projetados 2 (dois) painéis de força, 1 (um) em 220

VAC e outro em 440 VAC conforme documentos de projeto, anexo 8.

Para a estimativa de corrente dos motores quando ensaiados em vazio, foram

utilizadas como referências curvas fornecidas por fabricante de motores, anexo 2, e gerada

uma planilha com todos os dados elétricos necessários de todas as faixas de potências

envolvidas, conforme anexo 3.

25

Os equipamentos de medição ficarão externamente ao painel de força, e deverão ser

utilizados na própria área de ensaio, de acordo com a tabela indicativa de ensaios, conforme

anexo 5.


A especificação completa dos painéis encontra-se no Documentos de Projeto, anexo 7.

3.2.5 – Ensaio com Rotor Bloqueado

Para o ensaio com rotor bloqueado, foi especificado um transformador com vários

TAP’s fixos de tensão, que deverão ser interligados ao motor de acordo com a tabela

indicativa de ensaios, conforme anexo 6.

A alimentação e acionamento deste transformador ficará no próprio painel de força

440 VAC, conforme Documentos de Projeto, anexo 8.

Para a estimativa de tensão dos motores quando ensaiados com rotor bloqueado, foi

calculada a impedância de rotor bloqueado, de acordo com a corrente de partida fornecida

pelo fabricante, e gerada uma planilha e gráficos com as impedâncias e tensões calculadas

para o ensaio, conforme anexos 3 e 4.

Os ensaios de rotor bloqueado deverão sempre ser iniciados com o tap de menor

tensão.

Os equipamentos de medição ficarão externamente ao painel de força, e deverão ser

utilizados na própria área de ensaio, de acordo com a tabela indicativa de ensaios, conforme

anexo 6.


A especificação completa do transformador TR-02 encontra-se na folha de dados,

anexo 8.

3.3 – Premissas Para o Projeto

1) Foi considerado que a alimentação em média tensão do trafo TR-01 é existente,

conforme documentos de projeto, anexo 8.

2) Foi utilizado um transformador (TR-01) de alimentação geral do laboratório, do

tipo a seco, de 300 kVA, 11.400:440/220 VAC.

26

3) Foi utilizado para ensaios de rotor bloqueado um transformador (TR-02) de 440:

15/30/40/50/75/100 VAC, do tipo a seco, de 30kVA, por motivos de custo, pois um

transformador na mesma potência com saída variável, é muito mais caro e requer uma

maior manutenção;

4) Para a proteção dos ensaios com rotor bloqueado, foi feita a proteção no primário

do transformador por motivos de custo, pois caso contrário, haveríamos de colocar

acionamento e proteção para todos os taps de tensão;

5) Os painéis de força não são do tipo gaveta extraível, por motivos de custo;

6) A medição será toda feita externamente ao painel, na própria área de ensaio,

seguindo uma tabela indicativa de ensaios, anexos 5 e 6, e os instrumentos ficarão

guardados em um armário de instrumentos, sendo utilizados apenas os que forem

necessários pra um determinado ensaio. Esta opção foi adotada por motivos de custo,

pois caso contrário, a medição deveria ser individualizada para cada faixa de potência

dos motores, internamente ao painel;

4 – Memória de Cálculo

4.1 – Painel QDF-220 VAC

4.1.1 – Dimensionamento dos cabos alimentadores e DJ-1

Dados do Transformador TR-01:

Trifásico – 60 Hz

S = 150 kVA

V = 220 VAC

Z = 6%

4.1.1.1 - Cálculo da corrente nominal do circuito

VSIn ⋅

=3

(6)

AII nn 3932203

150000=∴

⋅=

27

Onde:

In é a corrente nominal, em ampères;

S é a potência trifásica do transformador, em volt-ampère;

V é a tensão de linha do secundário do transformador TR-01, em volts.

Como a função do painel será para alimentadores de circuitos de ensaios, e que cada

ensaio só poderá ser realizado individualmente, foi adotado um disjuntor tetrapolar, In = 400

A, 60Hz, Icc = 10kA, com dispositivo diferencial residual com sensibilidade de 30mA

incorporado.

A especificação completa do disjuntor DJ-1 encontra-se nos documentos de projeto,

anexo 8.

4.1.1.2 - Cálculo da corrente de curto-circuito:

)(

2)(

)(pu

pupuCC Z

VI = (7)

)(67,1606,0

1)(

2

)( puII puCCpuCC =∴=

BpuCCCC III ⋅= )( (8)

220315000067,16

3)(⋅

⋅=∴⋅

⋅= CCB

BpuCCCC I

VSII

kAICC 56,6=

Onde:

)( puCCI é a corrente de curto-circuito, em pu;

CCI é a Corrente de curto-circuito, em ampères;

BV é a Tensão de base, em volts;

)( puZ é a impedância do transformador, em pu;

BS é a Potência de base do sistema, em volt-ampère.

28

4.1.1.3 - Características do disjuntor especificado

Vn ≥ 220 VAC

In = 400 A

Icc = 10 kA

f = 60 Hz

Tetrapolar, com dispositivo diferencial residual incorporado, sensibilidade de 30mA.

Para especificação completa ver documento de projeto, anexo 8.

4.1.1.4 – Dimensionamento do cabo alimentador

O critério preponderante para o dimensionamento do cabo foi o de capacidade de

condução de corrente (ampacidade), o que nos resultou, de acordo com catálogo de fabricante,

o seguinte cabo alimentador:

1x1C#300mm2 por fase

Encordoamento classe 5

Para especificação completa ver lista de material, anexo 7.

4.1.2 – Dimensionamento do TC-01

Como a corrente nominal do circuito é de 393 A, escolhemos o TC de medição, classe

de exatidão 0,6% e relação de corrente 500:5A.

Para especificação completa ver documentos de projeto, anexo 8.

4.1.3 – Dimensionamento dos circuitos de distribuição

Para o dimensionamento dos circuitos para ensaio em vazio, foram consultadas curvas

típicas dos motores em toda a faixa de potência requerida, fornecidas pelo fabricante de

motores, conforme anexo 2.

As curvas foram interpretadas para estimar as correntes em vazio, e para o

dimensionamento das proteções dos circuitos.

Os dimensionamentos das proteções dos circuitos, conforme documentos de projeto

em anexo, foram adequados para a corrente nominal dos motores.

29

Os dados elétricos dos motores foram fornecidos por fabricante conforme anexo 3 e as

especificações completas estão nos documentos de projeto conforme anexo 8.

4.1.3.1 – Motores até 5,5 kW

Corrente máxima do circuito: 24,4 A. (Dado do fabricante, anexo 3)

Disjuntor DJ-11: 32 A

Contator K-11: 32 A

Relé térmico e-11: 0,1 a 25 A

Cabos para ensaio, pelo critério capacidade de corrente: 1x1C#6,0mm2 por fase

Para a especificação completa dos componentes ver documentos de projeto, anexo 8.

4.1.3.2 – Motores 7,5 kW a 15 kW

Corrente máxima do circuito: 55 A. (Dado do fabricante, anexo 3)


Contator K-12: 63 A

Relé térmico e-12: 17 a 104 A



4.1.3.3 – Motores de 18,5 kW a 30kW



Contator K-13: 150 A


Cabos para ensaio, pelo critério capacidade de corrente: 1x1C#25mm2 por fase.


30

4.1.3.4 – Motores 37 kW a 55 kW





Cabos para ensaio, pelo critério capacidade de corrente: 1x1C#70mm2 por fase


4.1.3.5 – Motores de 75 kW







4.1.3.6 – Ensaio dielétrico

Dados do equipamento:

- Tensão de alimentação: 220 VAC monofásico;

- Tensão de saída: 0 a 2500 VAC, 60 Hz;

- Corrente máxima de saída: 400 mA;

- Potência máxima: 1 kVA.

Para especificação completa do equipamento, ver lista de material, anexo 7.

Disjuntor especificado (DJ-16):

Bipolar

In = 16 A

Vn ≥ 220 VAc

f = 60 Hz

Icc = 10 kA


31

4.1.3.7 – Circuito de Comando

Foi utilizado um transformador monofásico de comando, potência de 1000 VA, pois o

consumo das bobinas dos contatores em retenção e sinaleiros totalizam 100 VA, somado com

50% do consumo das bobinas na chamada, que é de 500 VA, totalizam 600 VA. A tensão é de

220:115 VAC, com disjuntores de proteção no primário e secundário.

Por se tratar de correntes relativamente baixas, foi especificado um disjuntor de In = 6

A, com função de proteção contra curto-circuito.


4.2 – Painel QDF-440 VAC

4.2.1 – Dimensionamento dos cabos alimentadores e DJ-2

Dados do Transformador TR-01:

Trifásico – 60 Hz

S = 300 kVA

V = 440 VAC

Z = 6%

4.2.1.1 - Cálculo da corrente nominal do circuito

VSIn ⋅

=3

(9)

AII nn 3934403

300000=∴

⋅=

Onde:

In é a corrente nominal, em [A];

S é a potência trifásica do transformador, em [VA];

V é a tensão de linha do secundário do transformador TR-01, em [V].

32

Como a função do painel será para alimentadores de circuitos de ensaios, e que cada

ensaio só poderá ser realizado individualmente, foi adotado um disjuntor tetrapolar, In = 400

A, 60Hz, Icc = 10kA, com dispositivo diferencial residual com sensibilidade de 30mA

incorporado.

A especificação completa do disjuntor DJ-2 encontra-se nos documento de projeto,

anexo 8.

4.2.1.2 - Cálculo da corrente de curto-circuito

)(

2)(

)(pu

pupuCC Z

VI = (10)

)(67,1606.0

1)(

2

)( puII puCCpuCC =∴=

BpuCCCC III ⋅= )( (11)

440330000067,16

3)(⋅

⋅=∴⋅

⋅= CCB

BpuCCCC I

VSII

kAICC 56,6=

Onde:

)( puCCI é a corrente de curto-circuito, em [pu];

CCI é a Corrente de curto-circuito, em [A];

BV é a Tensão de base, em [V];

)( puZ é a impedância do transformador, em [pu];

BS é a Potência de base do sistema, em [VA].

33

4.2.1.3 - Características do disjuntor especificado

Vn ≥ 440 VAC

In = 400 A

Icc = 10 kA

f = 60 Hz

Tetrapolar, com dispositivo diferencial residual incorporado, sensibilidade de 30mA.

Para a especificação completa dos componentes ver Documentos de Projeto, anexo 8.

4.2.1.4 – Dimensionamento do cabo alimentador

O critério preponderante para o dimensionamento do cabo foi o de capacidade de

condução de corrente (ampacidade), o que nos resultou, de acordo com catálogo de fabricante,

o seguinte cabo alimentador:

1x1C#300mm2 por fase

Encordoamento classe 5

Para especificação completa ver lista de material, anexo 7.

4.2.2 – Dimensionamento do TC-02

Como a corrente nominal do circuito é de 393 A, escolhemos o TC de medição, classe

de exatidão 0,6% e relação de corrente 500:5A.

Para a especificação completa ver Documentos de Projeto, anexo 8.

4.2.3 – Dimensionamento dos circuitos de distribuição

Para o dimensionamento dos circuitos para ensaio em vazio, foram consultadas curvas

típicas dos motores em toda a faixa de potência requerida, fornecida pelo fabricante de

motores, conforme anexo 2.

As curvas foram interpretadas para estimar as correntes em vazio, e para o

dimensionamento das proteções dos circuitos.

Os dimensionamentos das proteções dos circuitos, conforme documentos de projeto

em anexo, foram adequados para a corrente nominal dos motores.

34

Os dados elétricos dos motores foram fornecidos por fabricante conforme anexo 3 e as

especificações completas estão nos documentos de projeto conforme anexo 8.

4.2.3.1 – Motores até 15 kW

Corrente máxima do circuito: 24,4 A. (Dado do fabricante, anexo 3)


Contator K-21: 32 A

Relé térmico e-21: 0,1 a 25 A



4.2.3.2 – Motores 18,5 kW a 30 kW



Contator K-22: 63 A




4.2.3.3 – Motores de 37 kW a 55 kW







35

4.2.3.4 – Motores de 75 kW a 110 kW







4.2.3.5 – Motores de 132 a 150 kW







4.2.3.6 – Circuito de Comando

Foi utilizado um transformador monofásico de comando, potência de 1000 VA, pois o

consumo das bobinas dos contatores em retenção e sinaleiros totalizam 100 VA, somado com

50% do consumo das bobinas na chamada, que é de 500 VA, totalizam 600 VA. A tensão é de

440:115 VAC, com disjuntores de proteção no primário e secundário.

Por se tratar de correntes relativamente baixas, foi especificado um disjuntor de In = 6

A, com função de proteção contra curto-circuito.


4.2.3.7 – Transformador TR-02

Para dimensionamento da potência do transformador e dos taps de tensão requeridos,

foram consultadas as curvas típicas de motores fornecidas pelo fabricante, conforme anexo 2,

e a planilha de dados elétricos conforme anexo 3. A partir da interpretação das curvas e

36

obtenção dos dados elétricos foram calculadas as tensões de rotor bloqueado para cada

potência do motor, e gerados gráficos dos perfis das tensões de ensaio, conforme anexo 4.

4.2.3.7.1 – Cálculo da tensão de rotor bloqueado

Tomando o circuito equivalente monofásico do motor, e considerando o ensaio na

corrente nominal, temos:

nrbInrb IZV ⋅=)( (12)

p

n

rb I

V

Z 3= (13)

Substituindo a equação (13) em (12), tem-se

np

n

Inrb II

V

V ⋅= 3)( (14)

Sabendo que,

nP IKI ⋅= (15)

Substituindo a equação (15) em (14) e fazendo as devidas simplificações, temos

nn

n

Inrb IIK

V

V ⋅⋅

= 3)( (16)

KVV n

rb ⋅=

3 (17)

Onde:

)( InrbV é a tensão de fase de ensaio de rotor bloqueado, para a corrente nominal, em

[V];

rbZ é a impedância por fase com o rotor bloqueado, em ohms;

37

nI é a corrente nominal do motor ensaiado, em ampères;

nV é a tensão nominal do motor ensaiado, em volts;

PI é a corrente de partida do motor ensaiado, em ampères;

K é um fator múltiplo da corrente nominal, dado pelo fabricante, adimensional.

4.2.3.7.2 – Cálculo da potência demandada nos ensaios

Com as tensões de rotor bloqueado calculadas, e a corrente nominal dos motores,

calculamos a potência por fase e a potência trifásica requerida para cada ensaio e colocamos

na planilha, conforme anexo 3.

nInrbf IVS ⋅= )(1 (18)

nInrbf IVS ⋅⋅= )(3 3 (19)

Onde:

)( InrbV é a tensão de fase de ensaio de rotor bloqueado, em volts;

nI é a corrente nominal do motor ensaiado, em ampères;

fS1 é a potência por fase requerida para o ensaio, em volt-ampère;

fS3 é a potência trifásica requerida para o ensaio, em volt-ampère.

A maior demanda de potência nos ensaios de rotor bloqueado é de aproximadamente

30 kVA, conforme anexo 3.

38

4.2.3.7.3 – Escolha do Transformador

De acordo com a planilha e gráficos em anexo, optamos pelos seguintes taps de tensão

no secundário e potência trifásica para contemplar toda a faixa de ensaios requerida:

Tensão primária : 440 VAC

Tensão secundária: 15 / 30 / 40 / 50 / 75 / 100 VAC

S = 30 kVA no tap de menor tensão

Para detalhes da especificação do transformador TR-02, ver Folha de Dados TR-02,

anexo 8.

5 – Custo

Após o levantamento de toda a lista de material, e, por conseguinte a cotação dos

mesmos no mercado da Grande Vitória foi elaborada uma planilha com os custos detalhados

de todos os materiais, conforme anexo 7.

A implantação do laboratório, desconsiderando obras civis e mão de obra, terá um

custo total de R$ 142.079,00.

6 - Conclusão

De acordo com as premissas adotadas e o custo estimado, foi comprovado que é

possível implantar um laboratório para ensaios de rotina de motores de indução trifásicos de

potência até 150 kW com um custo relativamente baixo.

Com a implantação deste laboratório, pode-se realizar ensaios e emitir laudos técnicos

de condições de estado dos motores ensaiados, bem como estabelecer contratos de prestação

de serviços de manutenção periódica de motores com empresas da Grande Vitória, devido a

não existência deste tipo de prestação de serviços no mercado, além do uso para fins

didáticos.

A partir do projeto deste laboratório, pode-se abrir novas frentes de estudo,

principalmente no campo de análise dos resultados obtidos em ensaios, ou seja, a partir dos

resultados obtidos, apresentar soluções técnicas para a recuperação dos motores que por

ventura sejam reprovados. Este tipo de estudo é ainda muito pouco desenvolvido no país, daí

a necessidade de aprofundamento nesta área.

39

Considerando as premissas adotadas no projeto, os dispositivos do cubículo de 440 V são

idênticos ao cubículo de 220 V. Deste modo, no caso da implantação do projeto, é válida uma

análise no sentido de se ter um único cubículo com as tensões de 440 V e 220 V seletivas em

função da máquina a ensaiar.

40

41

Referências Bibliográficas [1] NBR 5383-1: Máquinas Elétricas Girantes Parte1 - Motores de Indução Trifásicos –

ABNT/CB-03-Comitê Brasileiro de Eletricidade – 2000.

[2] TORO V.D. - Fundamentos de Máquinas Elétricas - 1ª Ed – LTC – 1994.

[3] Disponível em <www.weg.com.br>. Acesso em 11/2005.

“Motores Baixa Tensão”

[4] Disponível em <www.schneider-electric.com.br>. Acesso em 12/2005.

“Automação e controle”

[5] Disponível em <www.siemens.com.br>. Acesso em 01/2006.

“Automação e controle”

[6] Disponível em <www.waltec.com.br>. Acesso em 01/2006.

“Transformadores a Seco”

[7] Disponível em <www.fluke.com.br> . Acesso em 02/2006.

“Termômetros”

[8] Disponível em <www.instronic.com.br> . Acesso em 02/2006.

“Hipots”

[9] Disponível em <www.megabras.com.br> . Acesso em 02/2006.

“Hipots e Megôhmetros”

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http://www.waltec.com.br/

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Tarcisio Gaspar Brasil