O estudo concluiu que quando os serviços são realizados em oficinas que atendam as normas internacionais, mantém-se a eficiência do projeto original.

Os motores reparados pela Revimaq, que é uma assistência técnica autorizada WEG, seguem plenamente as especificações técnicas e boas práticas na realização de serviços de reparo. O uso incondicional de materiais de altíssima qualidade e a especialização de nossa equipe garantem que os equipamentos mantenham-se com a eficiência energética original inalterada. Dessa forma os equipamentos, mesmo após a manutenção, continuam proporcionando máximo aproveitamento e economia de energia.

Patrocinadores dos estudos

  • Electrical Apparatus Service Association (EASA)
  • Association of Electrical and Mechanical Trades (AEMT)
  • British Nuclear Fuels (BNF)
  • United States Department of Energy (DOE)
  • Energy Efficient Best Practice Program (EEBPP), UK
  • Ministry of Defence Ships Support Agency (MoD SSA), UK
  • UK Water Industry Research (UKWIR)

Instituições e fabricantes participantes dos estudos:

Dez fabricantes de motores forneceram motores, informações técnicas e assistência para estes estudos: ABB (Finlândia), BALDOR (EUA), BROOK CROMPTON (UK), GE Company (EUA), LEESON (EUA), RELIANCE (EUA), SIEMENS (Alemanha), TOSHIBA (Japão), U.S. Electrical Motors (EUA) e VEM (Finlândia)

  • A oficina da Dowding & Mills, em Birmingham (UK), realizou todos os serviços de reparo e de reenrolamentos
  • A Universidade de Nottingham (UK) realizou todos os ensaios de eficiência, com seus dinamômetros

Prefácio

Este trabalho contém: (Parte 1) um resumo de atividades e um relatório detalhado dos resultados de estudos de reenrolamento de motores, realizado pela EASA/AEMT, (Parte 2) um guia de boas práticas para a manutenção de eficiência de motores elétricos (Parte 3), e informações complementares.

Estas organizações reconhecem que existem diferentes grupos de leitores, cujo interesse nestes assuntos pode variar, por exemplo, gerentes de plantas, responsáveis pelo processo de compra, organismos governamentais, engenheiros e técnicos de oficinas de reparos. Desta forma, algumas partes deste trabalho podem não ser de interesse de todos estes grupos de leitores.

Introdução

Motores elétricos são componentes fundamentais na maioria das plantas e dos acionamentos de equipamentos industriais. Eles são responsáveis por dois terços de toda a energia elétrica consumida pelas instalações industriais e comerciais mundiais, com custos de consumo de energia durante o seu tempo de vida útil que totalizam muitas vezes o seu custo inicial de compra.

Somente na Europa e nos Estados Unidos, o custo anual de energia consumida por motores elétricos é estimado em US$ 100 bilhões. Além disto, o custo de falhas de motores elétricos pode ainda ser maior, em termos de perdas de produção, perdas de datas de entrega de encomendas de produtos e por frustação dos usuários destes motores.

Mesmo uma única falha de um motor pode afetar adversamente a lucratividade de curto prazo de uma empresa. Falhas múltiplas ou repetitivas podem reduzir a competitividade de uma empresa tanto de curto como de longo prazo.

Certamente as empresas industriais necessitam de estratégias efetivas de gestão e de manutenção de forma a minimizar os custos gerais de compra e de operação de motores elétricos, além de evitar as paradas não programadas que são causadas pelas suas falhas não previstas.

Usuários com experiência em motores elétricos há muito tempo sabem que motores reparados ou reenrolados por oficinas de serviços qualificadas reduzem os gastos, ao mesmo tempo e asseguram uma operação com maior confiabilidade.

A elevação dos custos de energia nos últimos anos, entretanto, tem feito com que surjam questões sobre a manutenção da eficiência de motores reparos ou reenrolados.

De forma auxiliar a resposta a estas questões, as Associações EASA (Electrical Apparatus Service Association) e a AEMT (Association of Electrical and Mechanical Trades), do Reino Unido (UK) realizaram estudos sobre os efeitos dos serviços de reparo e de reenrolamento sobre a eficiência de motores elétricos.

O resumo das atividades indicado neste trabalho descreve resumidamente a metodologia e os resultados destes estudos.

O conteúdo da Parte 1 apresenta detalhes adicionais e os dados dos ensaios. É também apresentado (Parte 2) um guia de boas práticas para a manutenção da eficiência dos motores, o qual identifica os procedimentos para a manutenção ou mesmo para a elevação da eficiência dos motores, após a realização de serviços de reenrolamento.

Contexto

Motores elétricos simples, robustos e eficientes frequentemente convertem de 90 % a 95 % da sua energia elétrica de entrada em energia mecânica. Por isto, em função da grande quantidade de energia elétrica que estes motores consomem em todo o mundo, mesmo pequenas alterações em seus índices de eficiência podem representar grandes efeitos nos seus custos de operação.

Durante as duas últimas décadas (1990/2000), a elevação dos custos de energia e regulamentos governamentais resultou em significantes melhorias nos índices de eficiência dos motores elétricos.

A Edição 2.0 da Norma Internacional IEC 60034-30 (Rotating Electrical Machines – Part 30-1: Efficiency classes of line operated AC motors – IE Code), programada pelo TC-2 da IEC (Rotating Machinery) para ser publicada em 11/2014, define os níveis internacionais de eficiência de motores elétricos de 50 e de 60 Hz, até 1,0 kV, 1 000 kW e 8 polos. Além do já “tradicional” índice IE3, esta nova Edição 2.0 irá incluir também o índice IE4. O novo índice IE5, embora não seja totalmente definido em detalhes, já será contemplado nesta nova edição para aplicação em motores potenciais de alto desempenho.

Enquanto isto, reclamações que serviços de reparo e de reenrolamento inevitavelmente diminui a eficiência dos motores tem sido comuns. Baseados em grande parte em diversos estudos de motores principalmente de pequeno porte (até 22.5 kW), os usuários frequentemente afirmam que a eficiência cai entre 1 % e 5 % quando um motor é reenrolado e cai ainda mais quando o motor é submetido a reenrolamentos repetidos. Esta percepção persiste, apesar de evidências em contrário, fornecidas por um estudo recente realizado pela Advanced Energy (The Effect of Rewinding on Induction Motor Losses and Efficiency, 2002).

Neste contexto, as pessoas responsáveis pelas tomadas de decisão estão atualmente avaliando cuidadosamente tanto a confiabilidade como a eficiência de motores que estes compram ou reparam. As dificuldades que eles enfrentam, entretanto, é como separar os fatos da ficção e a realidade dos mitos.

Objetivos

A EASA e a AEMT planejaram a realização deste estudo de forma a descobrir a resposta definitiva sobre as questões envolvendo a eficiência, particularmente com relação a motores reparados e reenrolados.

O objetivo básico do estudo foi a determinação do impacto do reenrolamento e reparo na eficiência de motores de indução

Isto inclui o estudo dos efeitos de uma grande quantidade de variáveis:

  • Reenrolamento de motores sem controles específicos sobre procedimentos de retirada dos enrolamentos e reenrolamento
  • Excesso de graxa nos mancais
  • Como diferentes temperaturas de aquecimento afetam as perdas do núcleo do estator
  • Repetidos reenrolamentos
  • Reenrolamento de motores de baixa tensão versus de média tensão
  • Utilização de diferentes configurações de enrolamento e de preenchimento de ranhuras
  • Danos físicos (mecânicos) ao núcleo do estator

Um segundo objetivo deste estudo foi a identificação de procedimentos que degradam, auxiliam na manutenção ou mesmo elevam a eficiência de motores reenrolados, bem como preparar uma guia de boas práticas para a manutenção da eficiência do motor (Parte 2).

Um objetivo final foi o de tentar correlacionar os resultados obtidos com o ensaio de perda do núcleo em operação com os ensaios estáticos de perda de núcleo. Esta pesquisa foi focada em motores de indução com elevadas potências nominais, quando comparado com os estudos anteriores (isto é, aqueles motores que são normalmente reenrolados), submetendo-os a ensaios de eficiência independentes antes e após o reenrolamento. 

Durante todo este estudo, a EASA e a AEMT procuraram uma abordagem balanceada que levasse em consideração as limitações práticas e as completas considerações ambientais.

Estes resultados de ensaios, realizados pela Universidade de Nottingham, do Reino Unido para a EASA e a AEMT mostraram que métodos utilizando boas práticas mantém a eficiência dos motores, dentro da faixa de precisão que é possível, utilizando procedimentos padronizados na indústria (± 0,2 %), e, muitas vezes, elevando o índice de eficiência.

O relatório indicado neste trabalho também identifica os processos de boas práticas e apresentam detalhadas informações de suporte.

Tipos de motores avaliados no estudo

O estudo envolveu 22 motores novos, com potência nominal variando de 37.5 kW a 225 kW e 2 motores menores (5.5 kW). Estes motores incluem:

  • Motores de 50 Hz e de 60 Hz
  • Motores de baixa e de média      tensão
  • Carcaças com padrão      internacional IEC e com padrão norte-americano NEMA
  • Motores com carcaça aberta      (IP 23) e com carcaça totalmente fechada com ventilação externa (IP54)
  • Motores de 2 e de 4 polos
  • Motores de 5.5 kW (para      verificação de resultados de estudos anteriores com múltiplos ciclos de      aquecimento)
  • Ensaios interlaboratoriais (round robin tests) com um motor      novo de 30 kW, o qual indica que fatores tais como tensão de alimentação,      repetibilidade dos procedimentos de ensaio e de instrumentação, quando      somados, podem afetar os resultados dos ensaios.

Significância dos resultados dos ensaios

Os resultados dos ensaios de todos os tipos de motores ficaram dentro da faixa de desvio dos ensaios interlaboratoriais (round robin tests), indicando que os procedimentos dos ensaios estiveram de acordo com as práticas industriais reconhecidamente aprovadas.

A alteração da média da eficiência de cada tipo de motor também ficou dentro da faixa de precisão para o método de ensaio ((± 0,2 %), demonstrando que os motores reparados ou reenrolados que seguiram as boas práticas mantiveram seus índices originais de eficiência, e que em muitos casos, a eficiência realmente foi elevada.

Todos os motores ensaios foram submetidos a processos de aquecimento com temperaturas controladas.

Outros controles específicos aplicados aos motores foram métodos de limpeza do núcleo do estator e detalhes de reenrolamento, tais como espiras por enrolamento, comprimento médio da espira e área da seção nominal do condutor.

Conclusões

Este estudo é o resultado de uma equipe de profissionais com liderança internacional provenientes da indústria e de estudos acadêmicos. Os resultados demonstram claramente que a eficiência do motores pode ser mantida, desde que as oficinas de serviços de reparo utilizem os métodos apresentados na guia de boas práticas para a manutenção da eficiência do motor (Parte 2).

 Segue o link da matéria completa:

http://www.iecex.com/docs/OD_301_EASA_rwstdy1203_IECEx_021318.pdf

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