Aumente a expectativa de vida útil do motor com inversores de frequência variável de energia limpa

Há um ruído perpétuo de guincho e rosnado vindo do motor. Esse preocupante ruído estrondoso aumenta lentamente a cada dia em um nível microscópico. Este é o sintoma de que os rolamentos estão começando a sofrer erosão. Especialistas em motores afirmaram que 50% das falhas de motores são causadas por defeitos nos rolamentos.

As principais causas de falhas nos rolamentos (80%) são mecânicas, das quais:

Esses problemas podem ser gerenciados com cuidado adequado e um plano de manutenção eficaz. Existem outras fontes de problemas nos rolamentos, como inversores de frequência variável (VFDs), correntes induzidas nos rolamentos (que requerem alguma ação para evitar envelhecimento prematuro) e falha do motor.

Desde que foram introduzidos pela primeira vez, há mais de 40 anos, os VFDs tiveram um impacto dramático na indústria. Através do uso da eletrônica de potência, eles permitem o controle preciso do torque e da velocidade do motor, combinando o movimento fornecido com a necessidade exata. Os usuários desfrutam de economia de energia e, como resultado, experimentam menos estresse na transmissão/transmissão do motor.

Historicamente, os benefícios da tecnologia VFD tiveram um custo. Os VFDs que não são de última geração apresentam desvantagens como harmônicos, interferência eletromagnética (EMI), tensão delta sobre tempo delta (dv/dt), exigindo o uso de filtros volumosos e limitando o comprimento dos cabos.

Os fenômenos menos compreendidos em muitas aplicações são as correntes elétricas que percorrem os mancais do motor, comumente chamadas de correntes de mancal. As correntes nos rolamentos são a causa raiz da corrosão, estrias e congelamento dos rolamentos de esferas e das pistas dos rolamentos.

Os rolamentos do motor elétrico são projetados para 100.000 horas de operação. Isso representa mais de 11 anos de uso diário contínuo. Quando os rolamentos falham (50% das falhas do motor) a consequência não é apenas o custo do reparo.

A primeira consequência é a manutenção não planeada e o custo da perda de produção. Há também o potencial dano às cargas mecânicas e aos acoplamentos fixados ao eixo do motor. Isso pode ocorrer como resultado direto de uma falha do rolamento ou durante a manutenção reativa realizada após a falha.

No que diz respeito à manutenção reativa, vários estudos demonstraram que 28% dos trabalhadores têm maior probabilidade de sofrer um acidente de trabalho durante a realização de manutenção reativa do que a manutenção proativa.

O tempo de inatividade da produção associado à manutenção reativa não planeada tem consequências negativas, incluindo perda de produção, prazos não cumpridos, perda de receitas, aumento dos custos de pessoal para compensar a perda de produção e o custo das próprias reparações.

A tensão de modo comum é definida como a tensão entre o ponto neutro do motor e o aterramento do sistema. A tensão do neutro ao terra (tensão de modo comum) pode ser calculada em termos da tensão fase-terra como a soma média das três tensões.

Para um motor trifásico alimentado com um sinal de tensão trifásico, quando o sistema está bem balanceado, esses três sinais de tensão têm teoricamente a mesma amplitude com um deslocamento de fase de 120 graus. Neste cenário, um motor de corrente alternada (CA) balanceado deve ser acionado por uma fonte CA trifásica balanceada e a tensão de modo comum será zero.

Quando um motor é acionado por um VFD comum, a comutação rápida dos transistores bipolares de porta isolada (IGBTs) gera três sinais de modulação por largura de pulso (PWM) de alta frequência. Por serem desequilibrados, são fonte de uma diferença de tensão diferente de zero (tensão de modo comum) entre o ponto neutro do motor e o aterramento do sistema.

A estrutura do motor CA, combinada com este sinal PWM de alta frequência, torna as capacitâncias parasitas do motor (também conhecidas como capacitâncias parasitas) não desprezíveis.

O circuito de capacitância parasita é a fonte de uma tensão no eixo quando o motor está girando e a tensão de modo comum não é nula. A alta frequência do PWM pode fazer com que a tensão do eixo gere faíscas e arcos através do lubrificante do rolamento, o que resulta em corrosão e estrias nas pistas do rolamento.