Equilibragem de Induzidos de Motores Elétricos: Porque É Essencial Após Rebobinagem e Reparação

Porque se perde o equilíbrio durante a reparação do motor

Foto. Rotor de motor elétrico montado numa máquina de equilibrar: rolamentos de suporte, sensores de medição de vibração e o sistema de análise de desequilíbrio

Durante a rebobinagem:

A rebobinagem é a causa mais comum de perda de equilíbrio:

• Colocação não uniforme dos condutores: o enrolamento é bobinado com uma ligeira assimetria
• Densidade de enrolamento variável: nalgumas ranhuras o condutor está mais compactado, noutras mais frouxo
• Número de espiras variável: um erro durante o enrolamento
• Cunhas e isolamento: distribuição não uniforme de materiais isolantes e cunhas nas ranhuras

Mesmo uma pequena diferença na massa do enrolamento nos lados opostos do rotor (5–10 gramas) a um raio de 100–150 mm cria um desequilíbrio notório.

Durante a desmontagem e remontagem:

• Tolerâncias de montagem do rotor no veio
• Ligeiro desalinhamento durante a instalação
• Alterações nos pesos de equilibragem (quando instalados em fábrica)

Durante a reparação do ventilador de arrefecimento:

Muitos motores elétricos têm um ventilador de arrefecimento no veio. A substituição ou reparação das pás do ventilador perturba o equilíbrio global do sistema.

As consequências do desequilíbrio em motores elétricos

• Desgaste acelerado dos rolamentos: esta é a primeira e mais comum consequência. Os rolamentos de motor são um componente dispendioso, e a sua substituição frequente não é económica
• Vibração transmitida à máquina acionada: se o motor estiver acoplado a uma bomba ou ventilador, a vibração propaga-se por toda a unidade
• Sobreaquecimento do enrolamento: a vibração pode causar micro-movimentos do enrolamento nas ranhuras, levando ao desgaste do isolamento
• Ruído: um motor desequilibrado funciona de forma mais ruidosa
• Eficiência reduzida: parte da energia vai para vibração em vez de trabalho útil

As especificidades da equilibragem de induzidos de motores elétricos

Desequilíbrio mecânico e magnético

Os motores elétricos podem sofrer dois tipos de desequilíbrio:

Desequilíbrio mecânico:

• Distribuição não uniforme da massa do rotor
• Removido por equilibragem ordinária (adição/remoção de pesos)

Desequilíbrio magnético:

• Assimetria do campo magnético devida a enrolamentos não uniformes
• Cria vibração que não pode ser removida por equilibragem mecânica
• Requer a refabricação do enrolamento

Equilibragem como conjunto

O induzido é frequentemente equilibrado como conjunto:

• Induzido + coletador (para motores de corrente contínua)
• Rotor + ventilador de arrefecimento + polia
• Todo o sistema rotativo

Grau de qualidade de equilibragem requerido

Dependendo da aplicação:

• G6,3 — motores elétricos de uso geral (padrão)
• G2,5 — motores elétricos de uso especial, acionamentos de máquinas-ferramentas
• G1,0 — motores de alta velocidade, acionamentos de precisão

Métodos de equilibragem de motores elétricos

Foto 2. Equilibragem do rotor de um motor elétrico de grande porte numa máquina de equilibrar especializada na oficina

Equilibragem do induzido numa máquina

O método mais utilizado nas oficinas de reparação:

1. O induzido é removido do motor
2. É montado numa máquina de equilibrar
3. A equilibragem é efetuada em 2 planos (dinâmica)
4. Os pesos de correção são habitualmente instalados nas faces terminais ou em ranhuras especiais

Vantagens:

• Elevada precisão
• Conveniência (o induzido já está removido para reparação)
• Possibilidade de atingir o grau G2,5 e melhor

Equilibragem do motor no estado montado

Para motores de grande porte instalados no local:

• A equilibragem é efetuada sem desmontagem
• Utiliza-se equipamento portátil
• Tem em conta a influência do acoplamento e o alinhamento com a máquina acionada

A ressalva: ao equilibrar um motor no seu conjunto, este deve ser desacoplado da máquina acionada (bomba, ventilador) para excluir a sua influência.

Recomendações práticas

Quando a equilibragem é obrigatória:

• Após a rebobinagem: sempre, sem exceção
• Após a substituição dos rolamentos: recomendado (as tolerâncias podem acumular-se durante a montagem)
• Após a reparação do ventilador de arrefecimento: se as pás foram substituídas
• Quando surgir vibração: se o motor começou a vibrar

Como distinguir o desequilíbrio mecânico do magnético:

Desequilíbrio mecânico:

• Vibração à frequência de rotação (1× = 50 Hz para 3000 rpm numa rede de 50 Hz)
• Removido por equilibragem

Desequilíbrio magnético:

• Vibração ao dobro da frequência de rede (2× = 100 Hz para uma rede de 50 Hz)
• Não removido por equilibragem mecânica
• Requer inspeção dos enrolamentos (barra do rotor partida, assimetria do enrolamento)

Instalação de pesos de equilibragem:

Locais típicos de instalação:

• As faces terminais do rotor (chapas soldadas ou aparafusadas)
• Ranhuras de equilibragem nas faces terminais (quando previstas)
• As pás do ventilador de arrefecimento (se montado no veio)

Verificação da qualidade:

Após a equilibragem, verifique que:

• A vibração desceu para a zona A ou B (habitualmente abaixo de 2,8 mm/s para motores de potência média)
• O desequilíbrio residual está dentro do grau G6,3 ou G2,5
• Os rolamentos não sobreaquecem em serviço
• Não há ruídos invulgares