Principais causas de falhas nos motores elétricos

Os motores elétricos são essenciais nas indústrias, além de serem os principais responsáveis pelo movimento em máquinas e equipamentos elétricos. Pensando nisso, é essencial conhecer as principais causas de falhas nos motores elétricos para que seja possível evitá-las!

Desalinhamento

O desalinhamento ocorre quando o eixo de acionamento do motor (rotor) ou a peça de acoplamento não estão corretamente alinhados com a carga, resultando na transferência de esforços mecânicos que aumentam o desgaste do motor e a sua carga mecânica aparente. Um dos efeitos deste problema é o aumento da vibração, tanto na carga quanto no motor em si.

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O desalinhamento pode ser classificado em três tipos: paralelo, angular ou combinado.

O desalinhamento paralelo ou radial, como o próprio nome já diz, ocorre quando as linhas de centro se apresentam de forma paralela.

Já o desalinhamento angular ou axial, é observado a partir de um ângulo formado entre as linhas centrais do eixo, que se cruzam. O desalinhamento combinado, por sua vez, traz tanto desvios paralelos quanto angulares nas linhas do centro, e é considerado o tipo mais comum entre os três.

Além do desgaste prematuro nos componentes de transmissão, o desalinhamento ainda pode acarretar em problemas como a diminuição na capacidade de produção, diminuição da vida útil do ativo, redução da eficiência da máquina e aumento da energia utilizada por ela.

Para evitar esse tipo de problema, é recomendável o monitoramento de características como temperatura e vibração do ativo.

Sistemas de manutenção preditiva têm a capacidade de coletar dados sobre o funcionamento de um ativo, registrá-los e analisá-los, conseguindo, assim, prever quando determinadas falhas podem vir a acontecer, incluindo o desalinhamento.

Além de usar acoplamentos flexíveis sempre que for possível e fazer alinhamento de eixos e dos mancais a laser, já que eles garantem maior precisão.

Desgastes do rolamento

Grande parte das manutenções estão associadas aos rolamentos do motor. Problemas como ruídos excessivos, vibrações e aumento da temperatura de funcionamento são os principais indícios de que há problemas com o rolamento.

Vários fatores estão entre as causas destas falhas, como:

• Excesso ou falta de graxa/óleo lubrificante
• Desalinhamento do motor que pode causar esforço excessivo em cima do rolamento, ocasionando desgaste prematuro da peça
• Sobreaquecimento, ocasionado por diversas situações, que vamos descrever ainda nesse post, também danifica o rolamento
• Pressão exercida de forma irregular
• Armazenamento dos rolamentos novos de forma errada
• Substituição de rolamentos por outros de características diferentes das especificadas pelo fabricante
• Eixo e/ou mancal com irregularidades na superfície

Alguns cuidados com o motor são essenciais e indispensáveis:

• Guarde o motor com os rolamentos engraxados. Isso evita a ação da umidade ou acúmulo de sujeira. Lembre-se de que existem as graxas e óleos específicos para cada tipo de peça e função. Na dúvida consulte o fabricante
• O eixo e o mancal devem estar o mais uniforme possível. Consulte os parâmetros de regularidade da superfície destes, para evitar qualquer tipo de imperfeição
• Não lave os rolamentos novos
• Na hora da substituição, fique atento às características de cada rolamento
• Certifique-se de que o peso está distribuído de maneira uniforme sobre toda área do rolamento

Desbalanceamento de eixo

O desbalanceamento de eixo ocorre quando uma parte giratória do centro de uma massa não gira sobre o eixo de rotação, causando desequilíbrio. Tal distribuição irregular de massa gera forças centrífugas que são transmitidas aos mancais e podem danificar componentes, resultando na diminuição da vida útil do ativo.

O desbalanceamento pode ser causado por inúmeros fatores. Os mais comuns são acúmulo de sujeira, falta de pesos de balanceamento, massa irregular nos enrolamentos do motor ou mesmo variações de fabricação.

Também podemos classificá-lo em três tipos: estático, conjugado ou dinâmico.

No desbalanceamento estático, o eixo principal e o eixo ao redor do qual a máquina rotaciona se apresentam de forma paralela, mas não coincidem.

Já no conjugado, os eixos não estão paralelos, mas há uma intersecção entre eles no centro de gravidade do rotor.

Por fim, o desbalanceamento dinâmico seria uma combinação entre estático e conjugado, onde o eixo principal e o eixo de rotação não são paralelos e tampouco se intersectam.

O principal prejuízo que o desbalanceamento de eixo causa é o desgaste prematuro em componentes de transmissão mecânica, que consequentemente resulta em falhas prematuras do ativo.

A análise espectral de vibração é uma das ferramentas que irão ajudar a determinar se a máquina está em equilíbrio, evitando assim custos adicionais de manutenção.

Folga do eixo

Com o tempo ou com peças feitas com materiais de baixa resistência, o movimento do motor pode ocasionar desgastes que alteram o ajuste das peças, criando folga entre elas.

Isso é extremamente prejudicial para seu bom funcionamento.

A classificação se dá conforme a orientação em que ocorre o desgaste: axial ou radial.

A manutenção deve estar atenta aos sintomas de problemas com folga de eixo como, por exemplo: ruídos excessivos, sobreaquecimento, alto consumo de energia, trepidações e baixo rendimento.

Para evitar esses problemas é importante monitorar ou fazer inspeções preventivas, além de usar peças feitas com materiais resistentes e usar os ajustes corretos durante a montagem.

Pé suave

O termo pé suave tem a ver com o desalinhamento entre as partes, mas a causa desta falha no motor elétrico está relacionada à superfície onde ele e a carga estão fixos.

Nessa situação, motor e carga não estão no mesmo plano, ou estão em plano inclinado que dispõe às partes em diferentes alturas.

Quando isso acontece, pode gerar esforço excessivo no propulsor, vindo a danificá-lo.

É importante fazer uma análise da superfície de instalação dos conjuntos. Depois disso, criar soluções para que esse problema não ocorra.

Overload/Sobrecarga

A sobrecarga é uma falha do motor elétrico, que acontece quando há uma exigência de torque no motor além da sua capacidade máxima.

Tudo que causa esforço excessivo pode vir a sobrecarregar o motor, e isso produz um efeito “bola de neve”. Ou seja, qualquer um dos problemas citados anteriormente, mesmo que isolados, se não forem descobertos ainda na fase inicial, pode culminar em todos ao mesmo tempo. Um puxa o outro.

Os sintomas podem ser superaquecimento, consumo excessivo de corrente e torque insuficiente.

Depois que o problema já ocorreu, só resta a manutenção corretiva a fim de trocar as peças que sofreram avarias. Como resultado disso, terá que parar a produção e os custos de manutenção sobem.

Transientes de tensão

Desse tópico em diante vamos falar sobre as anomalias existentes na rede de energia.

O termo transiente significa uma coisa que não permanece, ou seja, é passageira ou transitória, e ele pode ser oscilatório ou impulsivo.

Para exemplificar, considere as descargas atmosféricas, elas podem ocasionar um alto pico de tensão na rede por uma faixa de tempo que não costuma ser longa. No entanto, é o suficiente para danificar aparelhos conectados à energia elétrica.

As modificações oscilatórias são mais difíceis de perceber e costumam apresentar danos a médio/longo prazo.

Transiente impulsivo provém de fontes externas, e as oscilações ocorrem dentro da própria rede a partir de manobras de carga, comutação de bancos de capacitores, entre outros.

Para evitar esse tipo de problema, deve-se instalar dispositivos contra surtos de tensão, filtros ou supressores, na entrada de energia do motor.

Distorção de harmônicas

A energia elétrica caminha pelos condutores em forma de ondas. Em um plano cartesiano conseguimos observar esse movimento variando de forma equivalente entre a área positiva e negativa (corrente alternada).

O consumo dessa energia é classificado de duas formas: linear e não-linear.

Linear são cargas que consomem energia sem modificar as características físicas da onda. Nesse caso a relação entre tensão e corrente são lineares.

Quando a carga possui componentes como diodos, transistores ou qualquer tipo de semicondutor, que tem como característica a capacidade de alterar a relação senoidal entre tensão e corrente, temos um sistema não linear.

A não linearidade entre essas grandezas causam deformidades nas características físicas da onda, e é esse efeito que chamamos de distorção harmônica.

Como podemos observar, é possível prever este fenômeno se analisar os tipos de componentes presentes em uma carga. A partir disso é só acrescentar no projeto reatores DC e filtros para minimizar os efeitos negativos dessa distorção.

Fases desbalanceadas

Em motores trifásicos, ou bifásicos, a disponibilidade de energia elétrica para os condutores de alimentação tem que ser de forma igual. Ou seja, a corrente que circula no cabeamento tem que estar em equilíbrio.

O consumo excessivo de corrente em uma das fases pode causar sérios danos a toda estrutura relacionada aos motores. Inclusive servir de ignição para incêndios.

O desbalanceamento se apresenta em forma de superaquecimento, derretimento de condutores, etc.

Isso acontece por conta de projetos mal dimensionados quanto ao consumo de energia, ou pelo acréscimo posterior de cargas que não estavam previstas.

Por isso, toda e qualquer alteração na planta deve ser previamente analisada a fim de evitar que ocorram problemas como este.

A norma NBR 5410 aborda com mais detalhes sobre esse tema, e é muito importante que os profissionais da área elétrica saibam e conheçam tudo sobre a norma.

Corrente Sigma

Sigma é a denominação das correntes parasitas presentes em um condutor elétrico, e que podem diminuir a vida útil do mesmo. Elas são geradas através da variação do campo eletromagnético que surge com o movimento dos elétrons.

Esta falha no motor elétrico está associada à capacidade de condução elétrica dos condutores, que têm a tendência de ir diminuindo ao longo do tempo.

Por sua característica indutiva, esse tipo de corrente pode ser usado propositalmente para gerar calor por indução, o que é comum em eletrodomésticos como em um forno elétrico.

Um problema como este pode ser evitado avaliando as capacidades de indutância e reatância dos condutores elétricos.

Depois de tantas informações, tenho certeza que o seu motor irá durar muito antes de apresentar falhas, não é mesmo?

Principais causas de falhas nos motores elétricos.

Para continuar aprendendo sobre motores, assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica!

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Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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