FEV 2002 NBR 5383-1

Mquinas eltricas girantes

Parte 1: Motores de induo trifsicos - Ensaios

Origem: Projeto NBR 5383-1:2000 ABNT/CB-03 - Comit Brasileiro de Eletricidade CE-03:002.01 - Comisso de Estudo de Motores de Induo NBR 5383-1 - Rotating electrical machines - Part 1: Polyphase induction motors - Tests Esta Norma foi baseada nas IEC 60050-411:1996, IEEE 043:1974, IEEE 112:1991, IEEE 118:1978 e CSA-C390-M:1985 Descriptor: Motor Esta Norma substitui a NBR 5383:1982 Vlida a partir de 01.04.2002

Palavra-chave: Motor 62 pginas

Sumrio Prefcio 1 Objetivo 2 Referncias normativas 3 Definies 4 Generalidades 5 Medidas 6 Medio da resistncia de isolamento 7 Medio da resistncia do enrolamento 8 Determinao do escorregamento 9 Ensaio em vazio 10 Ensaios com rotor bloqueado 11 Medio da tenso rotrica 12 Ensaio de partida 13 Ensaio trmico 14 Tipos de perdas 15 Determinao do rendimento 16 Determinao do fator de potncia 17 Ensaio dieltrico 18 Determinao do conjugado mximo 19 Ensaio de sobrevelocidade 20 Ensaio de nvel de rudo 21 Ensaio de tenso no eixo e medio da resistncia de isolamento do mancal 22 Ensaio de vibrao 23 Medio da tangente do ngulo de perdas 24 Formulrios para determinao do rendimento ANEXOS A Formulrio sugerido para reportar ensaios de rotina B Formulrio sugerido para reportar ensaios de tipo C Anlise de regresso linear D Interpolao por polinmio cbico - Mtodo spline

Prefcio

A ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas - o Frum Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalizao Setorial (ABNT/ONS), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratrios e outros).

ABNT 2002 Todos os direitos reservados

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Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no mbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS, circulam para Consulta Pblica entre os associados da ABNT e demais interessados.

Esta Norma, foi elaborada pela CE-03:002.01 - Comisso de Estudo de Motores de Induo, do ABNT/CB-03 - Comit Brasileiro de Eletricidade - e constitui uma reviso da NBR 5383:1982 - Mquinas eltricas girantes - Mquinas de induo - Determinao das caractersticas - Mtodo de ensaio, a qual foi dividida em duas partes, visando uma maior agilizao na sua aplicao.

A NBR 5383 consiste das seguintes partes, sob o ttulo geral de Mquinas eltricas girantes:

- Parte 1: Motores de induo trifsicos - Ensaios;

- Parte 2: Motores de induo monofsicos - Ensaios.

As partes 1 e 2 da NBR 5383 substituem a NBR 5383:1982.

Esta Norma contm os anexos A a D, de carter informativo.

1 Objetivo

1.1 Esta Norma prescreve os ensaios aplicveis para a determinao das caractersticas de desempenho de motores de induo trifsicos e verificao de sua conformidade com a NBR 7094.

1.2 Ensaios adicionais no prescritos nesta Norma podem ser realizados mediante acordo entre as partes para atender a necessidades especficas de aplicao ou pesquisa.

1.3 Esta Norma no se aplica a motores de induo para veculos de trao.

2 Referncias normativas

As normas relacionadas a seguir contm disposies que, ao serem citadas neste texto, constituem prescries para esta Norma. As edies indicadas estavam em vigor no momento desta publicao. Como toda norma est sujeita a reviso, recomenda-se queles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a convenincia de se usarem as edies mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informao das normas em vigor em um dado momento.

NBR 5117:1984 - Mquinas sncronas - Especificao

NBR 5457:1980 - Eletrotcnica e eletrnica - Mquinas girantes - Terminologia

NBR 7094:2000 - Mquinas eltricas girantes - Motores de induo - Especificao

NBR 7565:1982 - Mquinas eltricas girantes - Limites de rudo - Especificao

NBR 7566:1982 Mquinas eltricas girantes - Nvel do rudo transmitido atravs do ar - Mtodo de medio num campo livre sobre um plano refletor - Mtodo de Ensaio

NBR 11390:1990 - Mquinas eltricas girantes - Medio, avaliao e limites da severidade de vibrao mecnica de mquinas de altura de eixo igual ou superior a 56 mm - Especificao

IEEE 043:1974 - IEEE Recommended practice for testing insulation resistance of rotating machinery

IEEE 112:1991 - IEEE Standard test procedure for polyphase induction motors and generators

IEEE 118:1978 - IEEE Standard test code for resistance measurements

IEC 60050 (411):1996 - International electrotechinical vocabulary - Part 411: Rotating machines

3 Definies

Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as definies das NBR 5457 e NBR 7094 e as seguintes:

NOTAS

1 Os nmeros entre parnteses correspondem aos termos da publicao IEC 60050 (411), os quais foram baseados.

2 Para esta Norma, o termo "acordo" significa acordo entre o fabricante e o comprador.

3 O termo partida significa todo perodo desde a energizao at o funcionamento em carga.

3.1 medio da resistncia de isolamento (411-53-48): Ensaio realizado para medir a resistncia de isolamento, sob condies especificadas.

3.2 medio da resistncia do enrolamento (411-53-37): Ensaio realizado para medir a resistncia de um enrolamento, utilizando corrente contnua.

3.3 ensaio dieltrico (411-53-49): Ensaio realizado mediante a aplicao de uma tenso elevada a uma isolao para verificar se a sua rigidez dieltrica adequada.

3.4 ensaio em vazio (411-53-21): Ensaio no qual o motor de induo funciona sem fornecer potncia mecnica til na sua ponta de eixo.

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3.5 ensaio com rotor bloqueado (411-53-32): Ensaio realizado em um motor de induo energizado cujo rotor mantido imobilizado, para determinar o seu conjugado e corrente com rotor bloqueado.

3.6 medio da tenso rotrica (Somente para motores de induo com rotor bobinado): Medio das tenses entre todos os terminais do rotor com o rotor bloqueado e seu enrolamento em circuito aberto, aplicando-se ao estator tenso nominal.

3.7 ensaio de partida (411-53-33): Ensaio realizado em um motor de induo enquanto est acelerando a partir do repouso at a velocidade de regime, para determinar o seu conjugado de partida.

3.8 ensaio de elevao de temperatura (411-53-28): Ensaio realizado para determinar a elevao de temperatura de uma ou mais partes de um motor de induo sob condies de funcionamento especificadas.

3.9 perdas totais (411-53-09): Diferena em um dado instante entre a potncia ativa total de entrada e a potncia ativa total de sada.

3.10 perdas I2R no estator: Perdas no enrolamento do estator, R variando com a temperatura.

3.11 perdas I2R no rotor: Perdas no enrolamento do rotor, R variando com a temperatura, incluindo as perdas por contato com as escovas para motores com rotor bobinado.

3.12 perdas no ncleo: Soma das perdas por histerese e das perdas causadas por correntes parasitas no ferro. (So determinadas atravs do ensaio em vazio).

3.13 perdas por atrito e ventilao: Perdas mecnicas, devidas ao atrito dos mancais e ventilao, so determinadas atravs do ensaio em vazio.

3.14 perdas suplementares: Perdas adicionais no ferro e em outras partes metlicas (exceto os condutores) introduzidas pela carga e perdas nos condutores do enrolamento do estator e do rotor causadas por correntes parasitas dependentes da pulsao do fluxo. Na medio indireta estas perdas so consideradas proporcionais ao quadrado do conjugado.

3.15 rendimento (411-53-08): Razo entre a potncia de sada e a potncia ativa de entrada, expressa em percentagem ou frao decimal.

NOTA - Alternativamente podem ser utilizadas as razes:

a) potncia de entrada menos as perdas totais e a potncia de entrada;

b) potncia de sada e a potncia de sada mais as perdas totais.

3.16 ensaio ao freio (411-53-14): Ensaio no qual a potncia mecnica de sada de um motor de induo determinada pela medio do conjugado no eixo, por meio de um freio ou dinammetro, junto com a medio da velocidade de rotao.

3.17 ensaio dinamomtrico (411-53-15): Ensaio ao freio no qual utilizado um dinammetro eltrico.

3.18 ensaio com mquina auxiliar calibrada (411-53-17): Ensaio no qual a potncia mecnica de entrada ou de sada de um motor de induo calculada atravs da potncia eltrica de sada ou de entrada de uma mquina auxiliar calibrada, acoplada mecanicamente ao motor de induo sob ensaio.

3.19 ensaio em oposio mecnica (411-53-18): Ensaio no qual duas mquinas idnticas so acopladas mecanicamente entre si, sendo as perdas totais de ambas as mquinas calculadas a partir da diferena entre a potncia eltrica de entrada de uma das mquinas e a potncia eltrica de sada da outra mquina.

3.20 ensaio em oposio eltrica (411-53-19): Ensaio no qual duas mquinas idnticas so acopladas mecanicamente entre si e ligadas eletricamente mesma fonte de alimentao, considerando-se as perdas totais de ambas as mquinas como a potncia de entrada solicitada da fonte de alimentao.

3.21 fator de potncia: Razo entre a potncia ativa e a potncia aparente, expressa em percentagem ou frao decimal.

3.22 escorregamento: Diferena entre a velocidade sncrona e a velocidade real de um motor, expressa em percentagem ou frao decimal da velocidade sncrona.

3.23 ensaio de conjugado mximo: Ensaio realizado para determinar as condies em que um motor de induo desenvolve o seu conjugado mximo, quando estiver funcionando sob tenso e freqncia especificadas.

3.24 ensaio de sobrevelocidade (411-53-39): Ensaio realizado no rotor de um motor de induo para demonstrar que ele satisfaz os requisitos de sobrevelocidade especificados.

3.25 ensaio de nvel de rudo (411-53-42): Ensaio realizado para determinar o nvel de rudo acstico produzido por um motor de induo sob condies especificadas de funcionamento e de medio.

3.26 ensaio de tenso no eixo (411-53-43): Ensaio realizado em um motor de induo energizado para detectar a tenso induzida suscetvel de produzir correntes no eixo da mquina.

3.27 ensaio de vibrao (411-53-41): Ensaio realizado em um motor de induo para medir a vibrao de qualquer uma de suas partes, sob condies especificadas.

3.28 medio da tangente do ngulo de perdas (411-53-51): Medio das perdas dieltricas da isolao sob valores especificados de temperatura, freqncia e tenso ou solicitao dieltrica, sendo essas perdas expressas pela tangente do complemento do ngulo tenso-corrente.

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4 Generalidades

4.1 Os ensaios devem ser realizados em motores em perfeito estado de conservao, com todas as tampas montadas como para funcionamento normal. Todos os dispositivos para ajuste automtico da tenso que no constituem parte integrante do motor devem ser postos fora de operao, salvo acordo diferente.

4.2 Os motores de induo trifsicos so normalmente submetidos aos ensaios de rotina relacionados na seo Inspeo da NBR 7094. Mediante acordo prvio, esses motores podem ser submetidos a ensaios adicionais, classificados como de tipo ou especiais, tambm indicados na NBR 7094. Formulrios sugeridos para reportar esses ensaios so apresentados nos anexos A e B desta Norma. Para a realizao de alguns desses ensaios so descritos mtodos alternativos conforme os diferentes tamanhos e tipos de motores e diferentes condies, sendo indicado o mtodo preferencial. Caso o ensaio escolhido pelo comprador no seja realizado pelo mtodo preferencial, isto deve constar na sua especificao.

4.3 Ensaios com carga so realizados para determinao do rendimento, fator de potncia, velocidade, corrente e elevao de temperatura. Isto, tambm, pode ocorrer com alguns ensaios especiais. Para todos os ensaios com carga, o motor deve ser alinhado adequadamente e fixado firmemente. Para leituras a serem utilizadas nas determinaes de desempenho, a elevao de temperatura do motor deve estar entre 50% e 100% da elevao de temperatura nominal. O procedimento habitual do ensaio em carga efetuar as leituras em ordem decrescente do valor de carga.

4.4 Ensaios com rotor bloqueado, com alimentao trifsica, envolvem esforos mecnicos e taxas de aquecimento elevados. Por isto necessrio que:

a) o meio mecnico de bloqueio do rotor tenha rigidez adequada para evitar possvel injria ao pessoal ou dano ao equipamento;

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

c) o motor esteja aproximadamente temperatura ambiente antes do incio do ensaio.

As leituras de conjugado e corrente devem ser feitas to rapidamente quanto possvel e, para obter valores represen-tativos, a temperatura do motor no deve ultrapassar o limite de elevao de temperatura nominal acrescido de 40 C. As leituras para qualquer ponto devem ser feitas dentro de 5 s aps a tenso ser aplicada.

4.5 Desde que o desempenho de um motor de induo dependa no somente dos valores de tenso e freqncia, mas tambm da forma de onda e do equilbrio em valor e em ngulo de fase das tenses, dados corretos podem ser obtidos somente por medio cuidadosa e utilizao de uma fonte de alimentao adequada.

Precaues: Muitos dos ensaios citados nesta Norma sujeitam o motor a esforos trmicos e/ou mecnicos alm dos limites em funcionamento normal. Para diminuir o risco de danos ao motor recomenda-se que todos os ensaios sejam realizados sob a superviso do fabricante ou de acordo com suas recomendaes.

5 Medidas

5.1 Medidas eltricas

5.1.1 Todas as medidas de tenso e corrente so valores eficazes (valores mdios quadrticos), salvo indicao diferente.

5.1.2 A fonte de alimentao deve suprir tenses de linha praticamente equilibradas com forma de onda aproximadamente senoidal, e apresentar um fator de harmnicos de tenso (FHV) igual ou inferior a 0,02, exceto para motores da cate- goria N, que devem apresentar um FHV igual ou inferior a 0,03. Para mais informaes sobre a fonte de alimentao do motor, ver NBR 7094.

5.1.3 A freqncia deve ser mantida dentro de ! 0,5% do valor especificado para o ensaio, salvo indicao diferente. Qualquer desvio do valor especificado de freqncia afeta diretamente a determinao do rendimento obtida pelos mtodos 1 e 2 (ver 15.2). Quando estes mtodos so utilizados, a freqncia mdia deve permanecer entre ! 0,10% da freqncia especificada.

5.1.4 Variaes rpidas na freqncia no podem ser toleradas durante os ensaios, pois tais variaes afetam, alm do motor sob ensaio, os dispositivos para medio da potncia de sada. Variaes na freqncia durante os ensaios no devem exceder 0,33% da freqncia mdia.

5.1.5 Instrumentao de medio de alta exatido e equipamentos acessrios calibrados devem ser utilizados. Os instru-mentos indicadores podem ser analgicos ou digitais. Fatores que afetam a exatido, particularmente dos instrumentos analgicos no eletrnicos, so:

a) carregamento da fonte de sinal;

b) calibrao dos terminais;

c) escalas, condies e calibrao do instrumentos.

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5.1.6 J que a exatido do instrumento geralmente expressa como uma percentagem do fundo de escala, a escala do instrumento deve ser to baixa quanto possvel. Os instrumentos indicadores devem ter sido calibrados dentro dos ltimos 12 meses, apresentando limites de erro no superiores a ! 0,5% do fundo de escala (classe de exatido 0,5 ou melhor) para os ensaios em geral, e no superiores a ! 0,2% do fundo de escala para o mtodo 2 de determinao do rendimento (ver 15.2), para manter a exatido e repetibilidade dos resultados deste mtodo. Quando diversos instrumentos esto conectados em um circuito simultaneamente, correes adicionais das leituras dos instrumentos podem ser necessrias. Instrumentos digitais com exatido equivalente podem ser utilizados nos ensaios.

5.1.7 Instrumentos eletrnicos so geralmente mais versteis e tm maior impedncia de entrada do que instrumentos passivos (no eletrnicos). Maior impedncia de entrada reduz a necessidade de se fazerem correes devido corrente drenada pelo instrumento. Contudo, instrumentos com alta impedncia de entrada so mais suscetveis a rudo. Fontes comuns de rudos so: acoplamento indutivo ou eletrosttico entre o instrumento e o sistema de alimentao, acoplamento da impedncia comum ou os retornos pela terra, rejeio do modo comum inadequada e interferncia conduzida pelo sistema de alimentao. A boa prtica requer o uso de cabos de sinais tranados aos pares, aterrando a blindagem em um nico ponto, e mantendo os cabos de sinais to longe quanto possvel dos cabos de potncia. Todas as partes metlicas expostas dos instrumentos devem ser aterradas por segurana.

5.1.8 Os requisitos para calibrao destes instrumentos so similares queles para no eletrnicos. Quando sistemas de aquisio de dados automticos ou gravadores de alta velocidade estiverem disponveis, eles podem ser utilizados. Maiores informaes sobre a utilizao destes instrumentos encontram-se na IEEE 112.

5.1.9 Quando transformadores de corrente e/ou de potencial forem utilizados, devem ser feitas correes, se necessrio, nas medidas de tenso e corrente para erros de relao de transformao e nas medidas de potncia para erros de relao de transformao e de ngulo de fase. Os erros dos transformadores utilizados no devem ser superiores a 0,5% (classe de exatido 0,5 ou melhor) para ensaios em geral ou no superiores a ! 0,3% para o mtodo 2 de determinao do rendimento (ver 15.2), para manter a exatido e repetibilidade dos resultados deste mtodo. Quando os transformadores para instrumentos e instrumentos para medio de tenso, corrente ou potncia so calibrados como um sistema, os erros do sistema no devem ser superiores a ! 0,2% do fundo de escala, o que requerido para o mtodo 2 de determinao do rendimento (ver 15.2).

5.1.10 As tenses de linha devem ser medidas nos terminais do motor. Se as condies locais no permitirem tais conexes, o erro introduzido deve ser avaliado e as leituras devem ser corrigidas. Os ensaios devem ser realizados somente quando o desequilbrio de tenso em relao nominal no exceder 0,5%. O desequilbrio de tenso percentual igual a 100 vezes o desvio mximo da tenso em relao tenso mdia dividido pela tenso mdia.

Exemplo: Caso as tenses sejam 226 V, 215 V e 210 V, a tenso mdia 217 V e o mximo desvio em relao mdia de 9 V e o desequilbrio igual a:

4,15% 217

9 x 100 "

5.1.11 As correntes de linha para cada fase do motor devem ser medidas e o valor da mdia aritmtica deve ser utilizado no clculo do desempenho do motor a partir dos ensaios.

5.1.12 A potncia de entrada para um motor trifsico pode ser medida por dois wattmetros monofsicos conectados como no mtodo dos dois wattmetros ou por um wattmetro polifsico, ou pelo mtodo de trs wattmetros monofsicos. Medies de potncia devem ser corrigidas para possveis perdas na medio, caso estas sejam significativas.

5.2 Medidas de resistncia

5.2.1 Para obter medidas de resistncia em c.c. do estator (e do rotor no caso de motores de rotor bobinado), os mtodos mais utilizados constam na seo 7. Essas resistncias devem ser corrigidas para uma temperatura ambiente de 25 C.

5.2.2 Para corrigir a resistncia de um enrolamento, Rt, determinada por ensaio temperatura do enrolamento, tt, para uma temperatura especificada ts, deve ser utilizada a seguinte equao:

)(

)(

kt

ktRR

t

sts #

#"

onde:

Rs a resistncia do enrolamento, corrigida para uma temperatura especificada, ts, em ohms;

ts a temperatura especificada para correo da resistncia, em graus Celsius;

Rt a resistncia do enrolamento obtida no ensaio, temperatura tt, em ohms;

tt a temperatura do enrolamento por ocasio da medio da resistncia, em graus Celsius;

k igual 234,5 para cobre eletroltico com 100% de condutividade ou 225 para alumnio com condutividade em volume de 62%.

NOTA - Para outros materiais do enrolamento, um valor adequado de k (temperatura para resistncia zero) deve ser utilizado.

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5.3 Medidas mecnicas

5.3.1 Potncia mecnica

As medidas de potncia mecnica devem ser tomadas com o mximo de cuidado e exatido. Se um freio mecnico, precisar ser utilizado, a tara, se presente, deve ser cuidadosamente determinada e compensada. Se as leituras do dina-mmetro so utilizadas, perdas por atrito de rolamentos e mancais devem ser compensadas. Dinammetros dimensionados adequadamente devem ser utilizados, de tal maneira que as perdas do acoplamento e por atrito e ventilao do dinammetro eltrico1), medidas velocidade nominal do motor sob ensaio, no sejam maiores do que 15% da potncia de sada nominal desse motor; eles devem ser sensveis a variaes de 0,25% do conjugado nominal.

Quando requerido pelo Mtodo 2 de determinao do rendimento (ver 15.2) para manter a exatido e repetibilidade dos resultados do ensaio, os erros de instrumentao usada para a medio do conjugado no devem ser maiores que ! 0,2% do fundo de escala.

Quando um dinammetro utilizado, a potncia no eixo do dinammetro, em watts, obtida pela seguinte equao:

k

nTT

$"$"(W)Potncia

onde:

T o conjugado em newtons-metros;

n a velocidade, em rotaes por minuto;

k igual a 9,549;

a velocidade angular, em radianos por segundos.

5.3.1.1 Estabilizao de perda no mancal

Alguns motores podem apresentar uma variao na perda por atrito at que os mancais atinjam uma condio de operao estabilizada. No caso de mancais de rolamento lubrificados a graxa, a estabilizao no ocorre enquanto houver excesso de graxa presente no caminho das partes mveis. Isto pode necessitar um nmero de horas de funcionamento para estabilizar completamente a potncia absorvida em vazio. A estabilizao pode ser considerada alcanada quando a potncia absorvida em vazio (ou acoplado a um dinammetro desenergizado) no variar mais do que 3% entre duas leituras sucessivas mesma tenso, em intervalos de 30 min.

5.3.2 Escorregamento

Para determinao do escorregamento, ver seo 8.

6 Medio da resistncia de isolamento

6.1 Generalidades

6.1.1 Esta Norma estabelece o procedimento recomendado para a medio da resistncia de isolamento dos enrolamentos de motores de induo de 0,75 kW ou acima, no sendo aplicvel a motores fracionrios. Ela tambm descreve as caractersticas da resistncia de isolamento, a maneira pela qual essas caractersticas podem servir para indicar o estado do enrolamento e indica os valores mnimos recomendados para a resistncia de isolamento e para o ndice de polarizao.

6.1.2 O valor da resistncia de isolamento til para indicar se o motor est em estado adequado para ser submetido a ensaios dieltricos ou para ser colocado em funcionamento ou para fins de manuteno.

6.1.3 Todos os acessrios, tais como capacitores e pra-raios contra surtos, transformadores de corrente etc., que possuem lides conectados aos terminais do motor, devem ser desconectados durante a medio da resistncia de iso-lamento, sendo tais lides conectados juntos carcaa ou ao ncleo. Ver 6.5.4.

6.2 Resistncia de isolamento: teoria geral, utilizao e limitaes

6.2.1 Resistncia de isolamento o termo geralmente utilizado para definir o quociente da tenso contnua aplicada pela corrente em funo do tempo medido a partir da aplicao da tenso; assim ser encontrada referncia resistncia de isolamento para 1 min ou 10 min.

6.2.1.1 A corrente que resulta da tenso contnua aplicada consiste em duas partes: uma sobre a superfcie da isolao e outra no interior da isolao. Esta ltima pode ser subdividida como segue:

a) A corrente de carga capacitiva, de valor relativamente elevado e curta durao, que geralmente desaparece durante o tempo em que os primeiros dados so tomados e que no afeta as medies.

________________ 1) Um dinammetro eltrico definido como um dispositivo para aplicao de conjugado parte girante do motor sob ensaio. equipado com dispositivos para indicar o conjugado e a velocidade, e no limitado a uma construo com base basculante. Um transdutor de conjugado no eixo pode ser usado para fornecer uma medida direta do conjugado do eixo do motor ensaiado. E

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b) A corrente de absoro que diminui a uma taxa decrescente desde o valor inicial relativamente elevado a quase zero. A relao resistncia X tempo uma funo exponencial que pode ser colocada num grfico log-log como uma linha reta. Geralmente a resistncia medida nos primeiros minutos do ensaio determinada principalmente pela corrente de absoro.

c) A corrente de conduo acrescida da corrente de fuga na superfcie praticamente constante. Estas correntes predominam aps a corrente de absoro tornar-se insignificante.

6.2.1.2 Aps a remoo da tenso contnua aplicada e a utilizao de um circuito de descarga adequado, haver, eviden-temente, uma descarga composta de duas partes:

a) a corrente de descarga capacitiva que diminui quase instantaneamente, dependendo da resistncia de descarga;

b) a corrente de descarga da absoro que diminui de um valor inicial elevado para quase zero como acontece com a corrente de absoro em 6.2.1.1-b.

6.2.2 A resistncia de isolamento de um enrolamento de motor de induo funo do tipo e da montagem do material isolante. Em geral, ela varia diretamente com a espessura da isolao e inversamente com a rea da superfcie condutora. Para obter medies significativas da resistncia de isolamento em motores resfriados a gua, esta deve ser removida e o circuito interno secado completamente.

6.2.3 As medies da resistncia de isolamento so afetadas por vrios fatores apresentados em 6.3.

a) estado da superfcie;

b) umidade;

c) temperatura;

d) magnitude da tenso contnua de ensaio;

e) durao da aplicao da tenso contnua de ensaio;

f) carga residual no enrolamento.

6.2.4 As leituras da resistncia de isolamento so geralmente feitas aps a aplicao da tenso contnua por 1 min e, se as instalaes permitirem, aps 10 min, a fim de fornecer dados para obteno do ndice de polarizao.

6.2.5 O ndice de polarizao (razo entre a resistncia de isolamento de 10 min e a de 1 min) est descrito em 6.3.5.2.

6.2.6 A interpretao das medies da resistncia de isolamento dos enrolamentos de um motor e do ndice de polarizao calculado consta em 6.7.

6.3 Fatores que afetam a resistncia de isolamento

6.3.1 Estado da superfcie

6.3.1.1 Materiais estranhos, tal como p de carvo depositado na superfcie da isolao, podem reduzir a resistncia de isolamento.

6.3.1.2 P na superfcie da isolao, que geralmente no condutor quando seco, pode, quando exposto umidade, tornar-se parcialmente condutor e reduzir a resistncia de isolamento.

6.3.1.3 Se a resistncia de isolamento for reduzida devido contaminao ou umidade superficial excessiva, ela pode, geralmente retornar ao seu valor adequado atravs de limpeza e secagem para remover a umidade.

6.3.2 Umidade

6.3.2.1 Independentemente da limpeza da superfcie do enrolamento, se a temperatura do enrolamento estiver no ponto de orvalho do ar ambiente ou abaixo, uma pelcula mida se formar na superfcie da isolao, que pode reduzir a resistncia de isolamento. Este efeito mais pronunciado se a superfcie estiver contaminada. importante efetuar as medies da resistncia de isolamento quando a temperatura do enrolamento estiver acima do ponto de orvalho.

6.3.2.2 Muitos tipos de isolao do enrolamento so higroscpicos e a umidade pode ser sugada do ar ambiente para o corpo da isolao. A umidade absorvida ter um grande efeito sobre a resistncia de isolamento. Motores em servio esto geralmente a uma temperatura elevada, o suficiente para manter a isolao seca. Motores fora de servio podem ser aquecidos para manter a temperatura do enrolamento acima do ponto de orvalho.

6.3.2.3 Quando ensaios esto para ser feitos num motor que tenha estado em servio, eles devem ser realizados antes da temperatura do enrolamento do motor diminuir at a temperatura do ambiente. A oportunidade pode ser aproveitada para realizar ensaios a vrias temperaturas, a fim de estabelecer o coeficiente de temperatura aplicvel (ver 6.3.3.4).

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6.3.3 Temperatura

6.3.3.1 A resistncia de isolamento da maioria dos materiais varia inversamente com a temperatura.

6.3.3.2 Para minimizar o efeito da temperatura quando comparar medidas de resistncia de isolamento ou quando aplicar o valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento dado pela equao de 6.8.2, importante que a medida seja corrigida para a temperatura de 40 C. A correo pode ser feita utilizando-se a equao:

R40C = Kt40C x Rt

onde:

R40C a resistncia de isolamento corrigida para 40 C, em megohms;

Rt a resistncia de isolamento medida temperatura t, em megohms;

Kt40C o fator de correo da resistncia de isolamento da temperatura t para 40 C (ver figura 1).

6.3.3.3 A resistncia de isolamento corrigida para 40 C pode ser feita efetuando medies a vrias temperaturas, todas acima do ponto de orvalho e colocando-as num grfico. Quando uma escala logartmica for utilizada para a resistncia de isolamento e uma escala linear para a temperatura, os valores obtidos no ensaio devem ficar aproximadamente numa linha reta que indicar o valor a 40 C. Para qualquer temperatura, Kt40C pode ser determinado a partir desse grfico.

6.3.3.4 Um valor aproximado para o fator de correo Kt40C pode ser obtido, utilizando-se a figura 1, que baseada em dobrar a resistncia de isolamento para cada 10 C de reduo na temperatura (acima do ponto de orvalho), a qual tem sido considerada tpica para alguns enrolamento novos.

6.3.3.5 Quando o ndice de polarizao for utilizado para determinar o estado da isolao, no necessrio fazer a correo da temperatura para 40 C.

6.3.3.6 O efeito da temperatura sobre o ndice de polarizao geralmente pequeno se a temperatura do motor no mudar apreciavelmente entre as leituras de 1 min e 10 min; mas, quando a temperatura elevada, as caractersticas de tem-peratura do sistema de isolao podem indicar um ndice de polarizao reduzido e neste caso recomenda-se a medio abaixo de 40 C para verificar o estado real da isolao.

Figura 1 - Variao aproximada da resistncia de isolamento com a

temperatura para mquinas eltricas girantes

6.3.4 Magnitude da tenso contnua de ensaio

6.3.4.1 A medio da resistncia de isolamento constitui um ensaio de tenso suportvel e deve ficar restrita a um valor apropriado da tenso nominal do enrolamento e condio bsica da isolao. Isto particularmente importante no caso de motores pequenos de baixa tenso, ou motores com excesso de umidade. Se a tenso de ensaio for demasiadamente elevada, ela pode deteriorar ou danificar a isolao. E

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6.3.4.2 As medies de resistncia de isolamento so geralmente feitas com tenses contnuas de 500 V a 5 000 V. O valor da resistncia de isolamento pode diminuir algo com um aumento na tenso aplicada; entretanto, para a isolao em bom estado e totalmente seca, de modo geral a mesma resistncia de isolamento ser obtida para qualquer tenso de ensaio at o valor de pico da tenso suportvel nominal.

6.3.4.3 Se a resistncia de isolamento diminuir significativamente com um aumento na tenso aplicada, isto pode ser uma indicao de imperfeies ou rachaduras na isolao agravadas pela presena de sujeira ou umidade, ou pode ser devido somente aos efeitos de sujeira e umidade, ou pode resultar de outro fenmeno de deteriorao. A mudana na resistncia mais acentuada em tenses consideravelmente acima da tenso de funcionamento.

6.3.5 Durao da aplicao da tenso contnua de ensaio: ndice de polarizao

6.3.5.1 A resistncia de isolamento de um enrolamento medida aumenta normalmente com a durao de aplicao da tenso contnua de ensaio (ver figura 2). O aumento geralmente rpido no incio da aplicao da tenso e as leituras gradualmente se aproximam de um valor praticamente constante na medida que o tempo decorre. A resistncia de isolamento medida de um enrolamento seco em bom estado pode continuar aumentando durante horas com a mesma tenso de ensaio continuamente aplicada; entretanto, um valor praticamente constante geralmente alcanado em 10 min a 15 min. Se o enrolamento estiver mido ou sujo, este valor geralmente alcanado em 1 min ou 2 min aps a tenso de ensaio ser aplicada. A inclinao da curva uma indicao do estado da isolao.

6.3.5.1.1 A mudana na resistncia de isolamento com a durao da aplicao da tenso de ensaio pode ser til na interpretao da limpeza e secagem de um enrolamento. Se as instalaes permitirem, a tenso de ensaio pode ser aplicada durante 10 min ou mais para desenvolver a caracterstica de absoro dieltrica. Esta caracterstica pode ser utilizada para detectar umidade ou sujeira nos enrolamentos.

6.3.5.2 O ndice de polarizao a razo entre o valor da resistncia de isolamento para 10 min e o valor da resistncia para 1 min. Esse ndice indicativo da inclinao da curva caracterstica (ver 6.3.5.1.1 e figuras 2 e 3). O ndice de polarizao pode ser til na avaliao do enrolamento para a secagem e para os ensaios dieltricos. As medies para determinao do ndice de polarizao devem ser feitas imediatamente antes do ensaio dieltrico (ver 6.7 e 6.8).

6.3.5.3 A resistncia de isolamento para 1 min til para avaliar o estado da isolao quando comparaes so feitas com dados anteriores e posteriores, obtidos de modo semelhante.

Figura 2 - Variao tpica da resistncia de isolamento com o tempo, para enrolamentos classe B

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Figura 3 - Mudana na resistncia de isolamento para 1 min e 10 min durante o processo de secagem de um enrolamento classe B - Temperatura inicial do enrolamento 25C e temperatura final do enrolamento 75C

6.3.6 Carga residual no enrolamento

6.3.6.1 As medies da resistncia de isolamento estaro erradas se existirem cargas residuais na isolao. Por isto, antes de medir a resistncia de isolamento ou o ndice de polarizao, os enrolamentos devem ser completamente descarregados para a carcaa da mquina aterrada. Se existir qualquer dvida quanto suficincia da descarga, a corrente de descarga deve ser medida. Isto mostrar uma deflexo reversa do aparelho de medio da resistncia de isolamento aps as conexes serem feitas, mas antes da tenso ser aplicada. Tal deflexo deve ser desprezvel comparada com a corrente de ensaio esperada.

6.3.6.2 Aps a aplicao de uma tenso contnua elevada, o aterramento de enrolamentos importante para segurana, bem como para preciso de ensaios subseqentes. O tempo de aterramento deve ser no mnimo quatro vezes o tempo de carga.

6.4 Condies para medio da resistncia de isolamento

6.4.1 A superfcie da isolao deve estar limpa e seca, se a medio for para fornecer informao sobre o estado no interior da isolao e no do estado na superfcie. A limpeza da superfcie de grande importncia quando os ensaios so feitos com tempo mido.

6.4.2 A temperatura do enrolamento deve estar poucos graus acima do ponto de orvalho para evitar a condensao de umidade sobre a isolao do enrolamento. , tambm, importante que para a comparao de resistncias de isolamento de enrolamentos de motores seja utilizada a base de 40 C (para converter valores de resistncia de isolamento para esta temperatura, ver 6.3.3 e figura 1).

6.4.3 No necessrio que o motor esteja parado quando so feitas as medies de resistncia de isolamento.

6.4.3.1 Freqentemente desejvel fazer medies da resistncia de isolamento quando o enrolamento girante est sujeito a foras centrfugas semelhantes quelas que ocorrem em funcionamento.

6.4.3.2 Em certos casos prtico fazer medies peridicas da resistncia de isolamento, enquanto os motores esto girando no processo de secagem dos enrolamentos em curto-circuito.

6.4.3.3 Quando os motores no estiverem parados durante a medio da resistncia de isolamento, devem ser tomadas precaues para evitar danos ao equipamento ou ao pessoal.

6.4.3.4 Os registros de ensaio de um dado motor devem indicar quaisquer condies especiais de ensaio.

6.5 Conexes do enrolamento para medies de resistncia de isolamento

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

6.5.2 A extremidade do neutro de cada fase do enrolamento deve ser desligada quando isso for prtico. Ensaiando cada fase individualmente, permite-se uma comparao entre as fases, o que til na avaliao do estado atual e futuro do enrolamento.

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6.5.3 Os ensaios podem ser feitos no enrolamento completo de uma s vez, sob certas condies, tais como quando o tempo limitado; entretanto, este procedimento no o preferido. Uma objeo em ensaiar simultaneamente todas as fases que somente a isolao para a terra ensaiada e nenhum ensaio feito na isolao fase para fase. A isolao fase para fase ensaiada quando uma fase ensaiada por vez com as outras fases aterradas.

6.5.4 Os terminais de conexo, os porta-escovas (motores de rotor bobinado), os cabos, as chaves, os capacitores, os pra-raios e outros equipamentos externos podem influenciar de modo marcante as leituras no ensaio de resistncia de isolamento do enrolamento de um motor. Por isso, desejvel medir a resistncia de isolamento de um enrolamento, excluindo o equipamento externo do motor.

6.6 Mtodos de medio da resistncia de isolamento e precaues

6.6.1 A medio direta da resistncia de isolamento pode ser feita com os seguintes instrumentos:

a) um ohmmetro de indicao direta, com gerador includo acionado manualmente ou motorizado;

b) um ohmmetro de indicao direta com bateria includa;

c) um ohmmetro de indicao direta com retificador incorporado utilizando uma fonte externa de corrente alternada;

d) uma ponte de resistncias com galvanmetro e baterias includos.

6.6.2 A resistncia de isolamento pode ser calculada a partir das leituras de um voltmetro e um microampermetro, utilizando uma fonte externa de corrente contnua.

6.6.2.1 O mtodo voltmetro-ampermetro um mtodo simples para a determinao da resistncia de isolamento atravs da medio da tenso contnua aplicada atravs da isolao e da corrente por ela circulando. Uma fonte de tenso contnua requerida e o voltmetro deve ser escolhido para comportar as tenses mxima e mnima que podem ser utilizadas. O ampermetro geralmente um microampermetro de escala mltipla escolhido para medir a faixa total das correntes de fuga que podem ser encontradas com as tenses utilizadas.

6.6.2.2 O microampermetro deve estar na maior escala ou curto-circuitado durante os poucos segundos iniciais de carga, de modo que ele no seja danificado pela corrente de carga capacitiva e pela corrente de absoro inicial.

6.6.2.3 Se o microampermetro estiver na tenso de ensaio, precaues devem ser tomadas para garantir a segurana do operador. Para evitar erros nas medies, o instrumento deve ser protegido.

6.6.2.4 Para tenses de ensaio acima de 5 000 V, os cabos entre o equipamento de ensaio e o enrolamento devem ser bem isolados, blindados, de grande dimetro e espaado da terra; caso contrrio, correntes de fuga e perda por corona podem introduzir erros nos dados de ensaio.

6.6.2.4.1 Ambas as extremidades do enrolamento devem ser conectadas juntas para minimizar surtos se a isolao falhar durante o ensaio.

6.6.2.5 A resistncia calculada pela equao:

I

ER "

onde:

R a resistncia de isolamento em megohms,

E a leitura do voltmetro, em volts;

I a leitura do ampermetro em microampres num tempo estabelecido aps a aplicao da tenso de ensaio.

6.6.3 Em geral um tempo razovel requerido para trazer a tenso aplicada isolao ao valor desejado para o ensaio. A plena tenso deve ser aplicada to rapidamente quanto possvel.

6.6.4 Os instrumentos nos quais a tenso de ensaio fornecida por geradores motorizados, baterias ou retificadores so geralmente utilizados para fazer ensaios de durao acima de 1 min, isto , para ensaios de absoro dieltrica ou ndice de polarizao (ver 6.7 e 6.8).

6.6.5 essencial que a tenso de qualquer fonte para ensaio seja constante para evitar flutuao na corrente de carga. Estabilizao da tenso fornecida pode ser requerida.

6.6.6 Quando resistores de proteo so utilizados em instrumentos de ensaio, seu efeito sobre a magnitude da tenso aplicada isolao sob ensaio deve ser levado em conta. A queda de tenso nos resistores pode representar uma percentagem significativa da tenso do instrumento, quando medindo uma resistncia de isolamento baixa.

6.6.7 Para comparar com ensaios anteriores e futuros, a mesma tenso deve ser aplicada pelo mesmo mtodo para permitir uma comparao adequada de resultados.

6.7 Interpretao dos resultados das medies da resistncia de isolamento

6.7.1 O histrico da resistncia de isolamento de um determinado motor, elaborado e mantido sob condies uniformes quanto s variveis controlveis, reconhecido como um meio til de monitorar o estado da isolao. A previso da adequabilidade de um motor, para aplicao de ensaios dieltricos apropriados ou para a entrada em operao, pode ser baseada na comparao de valores atuais e passados da resistncia de isolamento corrigidos para 40 C (ver 6.3.3.4), ou do ndice de polarizao.

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6.7.2 Quando o histrico da resistncia de isolamento no disponvel, os valores mnimos recomendados da resistncia de isolamento para 1 min ou do ndice de polarizao podem ser utilizados para prever a adequabilidade do enrolamento para aplicao de um ensaio dieltrico ou para a entrada em operao. A resistncia de isolamento para 1 min (corrigida para 40 C) deve ser pelo menos igual resistncia de isolamento mnima recomendada conforme 6.8.2.

6.7.3 O valor da resistncia de isolamento encontrado til na avaliao do estado do enrolamento do motor. Ele no deve ser considerado como um critrio exato, pois tem vrias limitaes:

1) A resistncia de isolamento de um enrolamento no diretamente relacionada com a sua rigidez dieltrica. impossvel especificar o valor da resistncia de isolamento no qual um enrolamento falhar eletricamente.

2) Enrolamentos que possuem uma rea muito grande ou motores grandes ou de baixa velocidade podem ter valores de resistncia de isolamento inferiores aos valores mnimos recomendados.

6.7.4 Uma nica medio da resistncia de isolamento a uma tenso especfica no indica se material estranho est concentrado ou distribudo atravs do enrolamento.

6.7.5 ndice de polarizao (ver 6.3.5.2)

6.7.5.1 Caractersticas tpicas de resistncia de isolamento X tempo esto mostradas nas figuras 2 e 3, ilustrando o comportamento da isolao sob diferentes condies. As curvas ilustram o significado do ndice de polarizao.

6.7.5.2 Dependendo do estado do enrolamento, da classe trmica e do tipo de motor, valores de 1 a 7 tm sido obtidos para o ndice de polarizao. A isolao classe B geralmente possui um ndice de polarizao superior ao da isolao classe A. Umidade ou p condutor sobre um enrolamento reduz o ndice de polarizao. Quando motores de induo de alta tenso possuem as cabeas de bobina tratadas com material semicondutor para eliminao do efeito corona (ver 6.8.1.2.1), o ndice de polarizao pode ser algo inferior quele de motor similar no tratado.

6.7.5.3 Se o ndice de polarizao for reduzido devido sujeira ou umidade excessiva, ele pode ser aumentado at o valor adequado, atravs de limpeza e secagem para remover a umidade. Quando for feita a secagem da isolao, o ndice de polarizao pode ser utilizado para indicar quando o processo de secagem pode ser terminado (ver figura 3).

6.7.5.4 Quando a experincia demonstrar uma reduo no ndice de polarizao a uma temperatura elevada, uma nova medio abaixo de 40 C recomendada para verificar o real estado da isolao (ver 6.3.3.6).

6.8 Valores mnimos recomendados da resistncia de isolamento e do ndice de polarizao

6.8.1 O valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento Rm a 40 C ou o ndice de polarizao mnimo recomendado de um enrolamento de motor de induo o menor valor recomendado que um enrolamento deve apresentar imediatamente antes da aplicao de um ensaio dieltrico ou da sua entrada em operao (ver 6.8.4 a 6.8.5).

6.8.1.1 fato reconhecido que pode ser possvel operar motores com valores inferiores ao valor mnimo recomendado; entretanto, isto no considerado normalmente boa prtica.

6.8.1.2 Em alguns casos, material de isolao ou projetos especiais no prejudiciais rigidez dieltrica fornecem valores inferiores.

6.8.1.2.1 Quando a cabea de bobina de um motor tratada com um material semicondutor para eliminao do efeito corona, a resistncia de isolamento encontrada pode ser algo inferior quela de um motor semelhante no tratado.

6.8.2 A resistncia de isolamento mnima recomendada para enrolamentos de motores de induo pode ser determinada pela equao:

Rm = kV + 1

onde:

Rm a resistncia de isolamento mnima recomendada, em megohms, com o enrolamento do motor a 40 C;

kV a tenso de linha nominal do motor, em quilovolts (eficaz).

6.8.2.1 A real resistncia de isolamento do enrolamento a ser comparada com o valor mnimo recomendado Rm a resistncia de isolamento encontrada pela aplicao de tenso em c.c. ao enrolamento completo durante 1 min, corrigida para 40 C.

6.8.2.2 As correes de temperatura devem sempre ser feitas se o enrolamento no estiver a temperatura de 40 C (ver 6.3.3.3, 6.3.3.4 e figura 1).

6.8.2.3 A resistncia de isolamento de uma fase de um enrolamento trifsico com as outras duas fases aterradas aproxi-madamente duas vezes a do enrolamento completo. Por isso, quando as trs fases so ensaiadas separadamente, a resistncia encontrada para cada fase deve ser dividida por dois para obter um valor que, aps a correo da temperatura, pode ser comparado com o valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento.

6.8.2.3.1 Se cada fase ensaiada separadamente e circuitos de guarda so utilizados para as outras duas fases no sob ensaio, a resistncia encontrada de cada fase deve ser dividida por trs para obter um valor que, aps a correo da temperatura, pode ser comparado com o valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento.

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6.8.2.4 Para a isolao em bom estado, no so incomuns leituras de resistncia de isolamento de 10 a 100 vezes o valor mnimo recomendado da resistncia de isolamento Rm, obtido conforme 6.8.2.

6.8.2.5 Em aplicaes onde o motor vital, tem sido considerada boa prtica iniciar o recondicionamento, se a resistncia de isolamento, aps ter sido bem acima do valor mnimo, dado pela equao de 6.8.2, cair para prximo desse valor.

6.8.3 O ndice de polarizao mnimo recomendado para motores de induo :

- para classe A: 1,5;

- para classe B: 2,0;

- para classe F: 2,0.

6.8.4 Motores de 10 000 kW e menores, para serem considerados em estado adequado para operao ou para ensaios dieltricos, devem ter ou o valor da resistncia de isolamento a 40 C ou ndice de polarizao pelo menos igual aos valores mnimos recomendados.

6.8.5 Motores acima de 10 000 kW devem ter tanto o valor da resistncia de isolamento como o ndice de polarizao acima dos valores mnimos recomendados.

NOTA - A IEEE 043 contm em anexo as seguintes informaes teis:

a) preveno da absoro de umidade pela isolao dos enrolamentos de mquinas fora de servio;

b) remoo de umidade da isolao dos enrolamentos;

c) mtodo de aquecimento dos enrolamentos de mquinas.

7 Medio da resistncia do enrolamento

7.1 Generalidades

Esta seo apresenta os mtodos mais comuns para medio da resistncia hmica dos enrolamentos com corrente contnua, a uma determinada temperatura e para motores com qualquer nmero de terminais disponveis. Os mtodos mais comuns so o da tenso e corrente (queda de tenso) e o da ponte. A escolha do mtodo em qualquer caso depende do grau de preciso requerido e do esquema de ligaes. Os valores encontrados, quando comparados com os da fbrica, se disponveis, podem fornecer indicaes sobre a existncia de espiras em curto-circuito e conexes e contatos em ms condies. Desta forma interessante um acompanhamento desses valores ao longo do tempo de funcionamento, referindo tais valores sempre mesma temperatura para que se possa compar-los. Deve-se observar que com a medio da resistncia a frio e a quente possvel determinar a elevao de temperatura dos enrolamentos quando em servio.

7.2 Mtodos mais comuns para a medio da resistncia hmica dos enrolamentos

7.2.1 Mtodo da tenso e corrente (queda de tenso)

7.2.1.1 Esquema de ligaes

Para a medio da resistncia dos enrolamentos por este mtodo, utiliza-se o esquema de ligaes mostrado na figura 4 (preferido para baixa resistncia de enrolamentos) ou na figura 5 (preferido para alta resistncia de enrolamentos). Qualquer esquema pode ser utilizado para valor intermedirio de resistncia de enrolamentos.

Legenda:

A = ampermetro

V = voltmetro

Rx = enrolamento sob ensaio

Figura 4 - Mtodo da tenso e corrente - Baixa resistncia de enrolamentos

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Legenda:

A = ampermetro

V = voltmetro

Rx = enrolamento sob ensaio

NOTA - A fonte de c.c. (bateria de 12 V ou 24 V, gerador, etc.) deve ter potncia suficiente e fornecer tenso estvel.

Figura 5 - Mtodo da tenso e corrente - Alta resistncia de enrolamentos

Para casos especiais, ver IEEE 118.

7.2.1.2 Procedimento para a medio

Para a medio da resistncia dos enrolamentos utiliza-se o seguinte procedimento:

a) aplicar uma fonte de c.c. aos terminais do enrolamento, cuidando para que a corrente que circule no seja superior a 15% do valor nominal do enrolamento considerado o tempo mximo de 1 min (para evitar a elevao de temperatura do enrolamento durante o ensaio);

b) com as indicaes estabilizadas dos instrumentos, tomar as leituras simultaneamente de corrente e tenso;

c) atravs da lei de Ohm, calcular a resistncia, ou seja:

Para a figura 4 Para a figura 5.

Vx

R V- I

VR

/ "

I

IR VxR

a - "

onde:

Rx a resistncia hmica do enrolamento sob ensaio, em ohms;

V a tenso aplicada ao enrolamento, em volts;

I a corrente do enrolamento, em ampres;

Rv a resistncia interna do voltmetro, em ohms;

Ra a resistncia interna do ampermetro, em ohms;

d) devem ser feitas trs a cinco leituras, com vrios valores estveis de corrente (atuando-se no reostato), adotando-se a mdia aritmtica obtida. Devem ser desprezados os valores que diferirem em mais de 1% do valor mdio;

e) devem ser registradas as temperaturas do enrolamento no incio e no final do ensaio, bem como o tempo de exe-cuo de cada medio;

f) a ligao ou o desligamento da fonte de corrente contnua pode causar sobretenses considerveis, sendo provvel a ocorrncia de danos aos aparelhos. Desta forma, sugere-se desconectar o voltmetro antes de qualquer operao e, alm disso, curto-circuitar os terminais do ampermetro, desconectando-os logo aps.

NOTAS

1 Dependendo da preciso desejada, os termos corretivos (devidos a Rv e Ra) podem freqentemente ser desprezados.

2 Para baixa resistncia de enrolamento, o voltmetro pode ser um milivoltmetro utilizado com cabos calibrados Para alta resistncia de enrolamento, o ampermetro pode ser um microampermetro ou um instrumento mais sensvel.

3 Para motores em que o tempo de estabilizao exceda o tempo mximo de 1 min, recomenda-se o uso de resistores externos e elevar o nvel de tenso c.c para a reduzir esse tempo.

7.2.2 Mtodo da ponte

7.2.2.1 Na maioria das circunstncias, um circuito de ponte o mtodo mais exato para medir a resistncia. A seguir so mencionados dois circuitos de ponte mais comumente utilizados para medio direta da resistncia: a ponte de Wheatstone e a de Kelvin. De forma geral, a ponte de Wheatstone utilizada para medio de resistncias de 5 % a 10 000 %, enquanto a ponte de Kelvin para valores de 100 &% a 5 %, por ser obtida com maior exatido, devido eliminao de erros provenientes da resistncia de contato. Outros circuitos podem ser encontrados na IEEE 118.

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7.2.2.2 O circuito da ponte de Wheatstone, mostrado na figura 6, consta de quatro ramos de resistncia, uma fonte de corrente (geralmente uma bateria) e um detector. A medio da resistncia desconhecida Rx feita em funo de trs resistncias conhecidas. O ajustamento das trs resistncias feito para a corrente zero no detector sob equilbrio; por isto, este um mtodo de medio da resistncia de equilbrio nulo. Quando a ponte est equilibrada, como indicado pela leitura nula no detector D, a resistncia desconhecida dada pela seguinte equao:

SB

Ax R

R

RR $"

onde:

RA e RB so os valores dos resistores auxiliares;

Rs o valor do resistor-padro.

Estes resistores podem ser ajustveis, quer continuamente ou em degraus. Um resistor de proteo Rp utilizado para proteger os elementos da ponte.

Figura 6 - Ponte de Wheatstone

7.2.2.3 Quando resistores de quatro terminais de baixo valor (geralmente abaixo de 5 %) devem ser medidos, a ponte de Kelvin (mostrada na figura 7) utilizada freqentemente. A ponte similar ponte de Wheatstone; entretanto, o circuito inclui um conjunto adicional de dois ramos de resistncia auxiliares (a e b). Este arranjo permite medio dos elementos de resistncia de quatro terminais, eliminando essencialmente os efeitos dos erros da resistncia dos cabos e contato nas medies de baixa resistncia. Quando a ponte est equilibrada como indicado pela leitura nula do detector D, a resistncia desconhecida dada pela seguinte equao:

'(

)*+

,-$

''(

)

**+

,

###"

b

a

B

A

yba

yb

B

ASx

R

R

R

R

RRR

RR

R

RRR [A]

Sendo Ra e Rb os valores da resistncias dos ramos a e b e Ry o valor da resistncia da ligao y. Se RA/RB for exatamente igual a Ra/Rb essa equao torna-se:

B

ASX

R

RRR "

Figura 7 - Ponte de Kelvin

A equao [A] til porque ela mostra a necessidade de manter a resistncia de ligao Ry to pequena quanto possvel, de modo a minimizar o erro causado pelas resistncias dos lides e de contato para as resistncias desconhecida e padro, no caso de discrepncias entre as razes RA/RB e Ra/Rb. Para maior preciso, cuidados devem ser tomados para assegurar que as resistncias das conexes esto equilibradas, porque Ry no desprezvel.

Ry

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7.2.2.4 O procedimento para a medio o seguinte:

a) calibrar e ajustar a ponte conforme as suas instrues de operao;

b) fazer a ligao da ponte aos terminais do enrolamento;

c) devem ser efetuadas pelo menos trs leituras, modificando-se a cada vez o equilbrio da ponte. O valor da resistncia obtido calculando-se a mdia aritmtica dessas leituras, desprezando-se os valores que diferem em mais de 1% do valor mdio;

d) a resistncia dos enrolamentos do circuito rotrico, no caso de motores de anis, deve ser medida entre os citados anis ou, de preferncia, diretamente nos terminais dos enrolamentos, de modo a no incluir a resistncia das escovas e de seus contatos;

e) devem ser registradas as temperaturas do enrolamento no incio e no final do ensaio, bem como o tempo de execuo de cada medio.

7.3 Correo da resistncia em funo da temperatura

Os valores da resistncia hmica encontrados devem ser corrigidos para a temperatura de referncia pela equao de 5.2.2.

7.4 Obteno dos valores da resistncia hmica dos enrolamentos

Essa obteno depende de como esto ligados os enrolamentos:

a) se todos os terminais dos enrolamentos forem acessveis a medio realizada diretamente entre esses terminais (caso de motores com seis e 12 pontas ou trs pontas com o neutro acessvel - ligao estrela);

b) se os terminais dos enrolamentos no forem acessveis, a medio realizada entre dois a dois terminais sucessivamente, utilizando a resistncia equivalente, dependente da ligao dos enrolamentos, cuja determinao no consta neste texto (caso de motores com ligao estrela sem neutro acessvel ou ligao tringulo).

7.5 Resultado das medies

7.5.1 Os resultados das medies efetuadas devem ser comparados com os resultados obtidos em ensaios anteriores (do fabricante, se possvel), tendo-se o cuidado de utilizar as correes de temperatura ambiente a uma mesma base, normalmente para 25 C.

7.5.2 Em caso de discordncias maiores que 2% deve ser pesquisada a existncia de anormalidade, tais como: espiras em curto-circuito, nmero incorreto de espiras, dimenses incorretas dos condutores, conexes e contatos em ms condies.

8 Determinao do escorregamento

8.1 Para a determinao do escorregamento, tacmetros ou contadores de rotaes analgicos no so suficientemente precisos. Por isso, estroboscpios ou tacmetros digitais so recomendados. Quando um estroboscpio utilizado, a fonte de alimentao deste instrumento deve ter a mesma freqncia que a fonte de alimentao do motor. O escorregamento a diferena entre a velocidade sncrona e a velocidade do motor, medida em rpm, sendo o escorregamento geralmente expresso em:

Percentagem da velocidade sncrona

S = 100)rpmem(sncronavelocidade

rpm) (em medida velocidade-rpm) (em sncrona velocidade$. ou

Frao decimal (p.u). da velocidade sncrona

S = )rpmem(sncronavelocidade

rpm) (emmedidavelocidade- rpm) (emsncrona velocidade

NOTA - A velocidade sncrona determinada em funo da freqncia de alimentao durante o ensaio.

8.2 O escorregamento deve ser corrigido para a temperatura especificada do estator pela equao:

)(

)(

kt

ktSS

t

sts #

#"

onde:

Ss o escorregamento corrigido para a temperatura especificada do estator, ts;

St o escorregamento determinado na temperatura do enrolamento do estator, tt;

ts a temperatura especificada para correo da resistncia, em graus Celsius;

tt a temperatura do enrolamento do estator medida durante o ensaio com carga, em graus Celsius;

k baseado no material condutor do rotor = 234,5 para cobre eletroltico com 100% de condutividade ou 225 para alumnio com condutividade em volume de 62%.

NOTA - Para outros materiais do enrolamento do rotor, um valor adequado de k deve ser utilizado.

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9 Ensaio em vazio

Para a realizao deste ensaio, ver a seo 14.

10 Ensaios com rotor bloqueado

Estes ensaios so realizados para a determinao da corrente, do conjugado e, quando necessrio, da potncia de entrada, com rotor bloqueado e o estator energizado. Antes de sua realizao, ver 4.4.

10.1 Determinao da corrente com rotor bloqueado

Este ensaio pode ser realizado quer para verificao da qualidade de fabricao, quer para determinao do desempenho do motor. Sempre que possvel, devem ser feitas leituras da corrente em cada linha com tenso e freqncia nominais, na medida em que a corrente no diretamente proporcional tenso devido a mudanas na reatncia causadas pela saturao dos circuitos magnticos de disperso. Quando o ensaio realizado para verificao da qualidade dos motores de gaiola, possvel omitir o bloqueio mecnico do rotor. Ao invs disso aplica-se alimentao monofsica de tenso e freqncia nominais a quaisquer dois terminais de linha de um motor trifsico. Neste caso, a corrente de linha ser aproximadamente 86% e a potncia de entrada ser aproximadamente 50% dos valores correspondentes obtidos com alimentao trifsica. Os valores assim obtidos devem ser comparados com aqueles medidos em um prottipo que tenha sido submetido a um ensaio de tipo.

10.2 Determinao do conjugado com rotor bloqueado

O conjugado com rotor bloqueado o conjugado mnimo desenvolvido, em todas as posies angulares do rotor, com o eixo bloqueado. O conjugado pode ser medido com uma corda e polia; ou com um freio ou com um dispositivo que funcione como freio. Motores de rotor bobinado esto sempre sujeitos a variaes no conjugado com rotor bloqueado, conforme a posio angular do rotor em relao ao estator. Para motores de gaiola, prtica usual bloquear o rotor em qualquer posio conveniente. Se o conjugado com rotor bloqueado (T) no for medido diretamente como indicado acima, ele pode ser calculado aproximadamente como segue:

s

1ccusi

n

CPPPkT

) - - ("

onde:

Psi a potncia de entrada no estator, em watts;

Pcu a perda I2 R no estator, corrente de ensaio, em watts, temperatura do ensaio com o rotor bloqueado

(ver 14.1);

Pc a perda no ncleo, tenso de ensaio, em watts (ver 14.3.3.2);

ns a velocidade sncrona, em rotaes por minuto;

C1 o fator de reduo (variando entre 0,9 e 1,0), para levar em conta perdas no fundamentais;

k igual 9,549 para T, em newtons-metros.

NOTA - Na impossibilidade de se realizar este ensaio na tenso nominal, os valores dos conjugados e das correntes obtidos com tenso reduzida e corrigidos para a tenso nominal, sem levar em considerao o efeito de saturao, podem dar resultados sensivelmente inferiores aos valores reais (ver 12.3).

10.3 Determinao da potncia de entrada com rotor bloqueado

As leituras dos watts de entrada devem ser efetuadas simultaneamente com aquelas da corrente e do conjugado.

11 Medio da tenso rotrica

Esta medio realizada somente em motores de induo com rotor bobinado. Consiste na medio das tenses entre todos os terminais do rotor, com o rotor bloqueado e seus enrolamentos em circuito aberto e aplicando-se ao estator tenso e freqncia nominais1). Se qualquer desequilbrio for detectado, a prtica usual efetuar leituras das tenses nas trs fases, em vrias posies do rotor, a fim de determinar um valor mdio.

12 Ensaio de partida

Este ensaio realizado para o levantamento das caractersticas conjugado x velocidade e corrente x velocidade e para obteno de informaes para correo de dados conseguidos em ensaios realizados com tenso reduzida.

12.1 Generalidades

12.1.1 A caracterstica Conjugado x Velocidade a relao entre o conjugado e a velocidade de rotao, abrangendo a faixa desde zero at a velocidade sncrona de um motor. Esta relao, quando expressa por uma curva, inclui os conjugados mximo, mnimo de partida e com rotor bloqueado.

________________ 1) Excepcionalmente, pode ser aplicada uma tenso reduzida, porm a exatido do resultado pode ser afetada.

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12.1.2 A caracterstica Corrente x Velocidade a relao entre a corrente e a velocidade de rotao. (Esta curva geralmente traada na mesma folha da curva conjugado x velocidade, utilizando-se a mesma escala de velocidade para ambas as curvas).

12.1.3 Para motores com rotor bobinado, o conjugado e a corrente so medidos entre a velocidade sncrona e a velocidade em que ocorre o conjugado mximo. Os anis coletores so mantidos curto-circuitados durante esse ensaio.

12.2 Mtodos para levantamento da curva Conjugado x Velocidade

12.2.1 Generalidades

Qualquer um dos mtodos de 1 a 4 pode ser utilizado para obter a curva Conjugado x Velocidade. A escolha do mtodo depende das dimenses, da caracterstica conjugado x velocidade do motor a ser ensaiado e do laboratrio de ensaio. Em todos os mtodos, uma quantidade suficiente de pontos deve ser obtida para assegurar que curvas confiveis, incluindo irregularidades, possam ser traadas nas regies de interesse, atravs dos dados de ensaio. importante que a freqncia da fonte de alimentao se mantenha constante durante o ensaio e igual freqncia nominal do motor sob ensaio. Os mtodos 1 e 4 requerem que se mantenha constante a velocidade durante cada leitura. Por isto eles no podem ser utilizados em regies onde o conjugado do motor aumenta com a velocidade mais rapidamente do que aquele do dis-positivo de carga. Dos resultados dos ensaios descritos a seguir, ajustados para a tenso nominal, devem ser traadas as curvas conjugado e corrente x velocidade.

12.2.2 Mtodo 1 - Mtodo da potncia de sada

Um gerador de corrente contnua que tenha suas perdas previamente determinadas acoplado mecanicamente (por luva ou correias) ao motor a ser ensaiado. O motor deve ser alimentado por uma fonte de corrente alternada de freqncia nominal. A tenso aplicada aos terminais do motor deve ser a mais alta possvel, sem que provoque aquecimento excessivo; se possvel, essa tenso deve ser superior a 50% da tenso nominal do motor. A velocidade do motor em cada ponto de medio controlada pela variao da carga do gerador. Neste ensaio, as leituras so tomadas para velocidades entre aproximadamente 1/3 da velocidade sncrona e a mxima velocidade alcanada. Durante as leituras, a velocidade deve se manter estvel, e de tal modo que os resultados no venham a ser afetados por aceleraes ou frenagens. Para cada velocidade estabelecida, ler a tenso, a corrente e a velocidade para o motor de induo; ler tambm a tenso, a corrente de armadura e a corrente de campo do gerador de corrente contnua. Cuidados devem ser tomados para no provocar um sobreaquecimento no motor. A exatido da medio da velocidade especialmente importante para baixo escorregamento. O instrumento de medio da velocidade deve ser ajustado com exatido ou aferido. Todos os valores das grandezas devem ser anotados assim que os instrumentos os indicarem, sem aguardar que desapaream os lentos movimentos nos instrumentos indicadores. Muitos desses movimentos so causados pela variao da temperatura do motor. A potncia total de sada do motor a soma da potncia de sada e das perdas do gerador de corrente contnua. O conjugado T, para cada velocidade, calculado utilizando-se a seguinte equao:

n

PPkT

g1g0 )( #"

onde;

Pg0 a potncia de sada do gerador de corrente contnua, em watts;

Pg1 a perda do gerador de corrente contnua (incluindo atrito e ventilao), em watts;

n a velocidade de rotao do motor, em rotaes por minuto;

k igual a 9,549 para T em newtons-metros.

Na velocidade para cada ponto de ensaio, os valores de Conjugado e Corrente do motor so corrigidos para a tenso especificada (V), conforme descrito em 12.3.

12.2.3 Mtodo 2 - Mtodo da acelerao

Neste mtodo o motor ligado em vazio e o valor da acelerao determinado para vrias velocidades. O conjugado para cada velocidade determinado atravs da acelerao da massa das partes girantes. Medidas precisas de velocidade e acelerao so requisitos essenciais deste mtodo. O motor deve ser alimentado por uma fonte de corrente al-ternada com a freqncia nominal.

A acelerao a ser utilizada e, conseqentemente, o tempo de durao do ensaio so determinados pelo tipo dos instrumentos empregados na medio. Em qualquer caso, o tempo de acelerao deve ser suficientemente longo para que os efeitos dos transitrios eltricos produzidos nos instrumentos e no motor no distoram a curva Conjugado x Velocidade.

Quando utilizar um sistema automtico de aquisio de dados ou registradores de alta velocidade, este ensaio pode ser realizado com aceleraes rpidas, desde que estejam dentro dos limites de resposta desses aparelhos.

Quando registrar manualmente os dados em cada ponto, o tempo de acelerao pode ser aumentado, aplicando uma tenso menor ao motor, ou acoplando uma inrcia adequada ao eixo do motor. Quando o motor acelera do repouso para prximo da velocidade sncrona, so feitas leituras simultneas da tenso de linha, corrente de linha, velocidade e tempo em segundos. Um mnimo de cinco sries de leituras devem ser feitas durante o perodo de acelerao; entretanto mais leituras devem ser obtidas, quando possvel. Se o atrito na partida do motor for elevado ou se forem requeridos dados mais precisos nas proximidades da velocidade zero, faz-se girar o motor no sentido contrrio ao sentido de rotao normal de ensaio, antes da aplicao da potncia para acelerao na qual as medies devem ser feitas.

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Se for utilizado o mtodo 3 (Mtodo da potncia de entrada), para uma comparao, a potncia trifsica deve ser medida com um wattmetro trifsico ou dois wattmetros monofsicos, para cada valor da velocidade onde os dados foram registrados.

Algumas vezes pode ser necessrio ensaiar mais de uma vez em diferentes tenses para obter leituras satisfatrias por toda curva, especialmente quando existem apreciveis irregularidades na caracterstica Conjugado x Velocidade.

O conjugado, T, para cada velocidade obtido a partir da acelerao utilizando a seguinte equao:

T = /0

123

4dt

dn

k

J

onde:

T o conjugado em newtons-metros;

J o momento de inrcia das partes girantes, em quilogramas-metros quadrados;

dt

dn a acelerao para cada velocidade, em rotaes por minuto por segundo;

k igual 9,549.

Para cada velocidade no ponto de ensaio, o conjugado e a corrente do motor so corrigidos para a tenso especificada (V), conforme indicado em 12.3.

12.2.4 Mtodo 3 - Mtodo da potncia de entrada

Neste mtodo, o conjugado determinado subtraindo-se da potncia de entrada as perdas do motor. um mtodo vlido para verificao de outros mtodos, sendo particularmente til quando o motor no puder ser acionado em vazio para determinar o conjugado pelo mtodo da acelerao.

Na prtica, o mtodo aproximado porque as perdas no estator no podem ser rapidamente determinadas para as condies reais de operao e por isto devem ser aproximadas.

Este mtodo tambm est sujeito a erro no caso de motores especiais que tenham muitos conjugados harmnicos superiores ou inferiores que so difceis de serem avaliados.

A motor ligado como em 12.2.3, exceto que neste caso no deve estar em vazio.

As leituras da potncia de entrada definidas em 12.2.3 so colocadas em um grfico em funo da velocidade. A tenso de linha, a corrente de linha, a potncia e a velocidade devem ser registradas em funo do tempo. Os valores mdios das leituras para velocidade zero sero obtidos no ensaio de rotor bloqueado, como descrito em 10.2, e podem ser utilizados depois de corrigidos para a tenso em que outras leituras foram tomadas.

O conjugado, T, para cada velocidade determinado a partir da potncia de entrada, utilizando a seguinte equao:

fwTn

nLLLLPPP

n

kT

sRsccusi

s

-

'''

(

)

***

+

,

//0

1223

4--$" --

5,0

onde:

Psi a potncia de entrada no estator, em watts;

Pcu a perda I5 R no estator, corrente de ensaio, em watts (ver 14.1);

Pc a perda no ncleo, tenso de ensaio, em watts (ver 14.3.3.2);

LLS representa perdas suplementares na freqncia fundamental corrente de ensaio, em watts (ver 14.4.4.2.1);

LLR a perda suplementar para maiores freqncias corrente de ensaio, em watts (ver 14.4.2.2);

n a velocidade de ensaio, em rotaes por minuto;

nS a velocidade sncrona, em rotaes por minuto;

k igual 9,549 para T, em newtons-metros;

TfW o conjugado de atrito e ventilao do motor na velocidade de ensaio, em newtons-metros.

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Em cada velocidade de ponto do ensaio, o conjugado e a corrente do motor so corrigidos para a tenso especificada (V), conforme descrito em 12.3.

NOTA - Se a componente LLS da perda suplementar no for disponvel, pode ser assumido que a perda suplementar igual a LLR. Se as perdas suplementares (LLS + LLR) tiverem sido determinadas num ensaio dinamomtrico ou num ensaio pump back, o valor total das perdas suplementares pode ser utilizado como o valor de LLR; ou o valor de LLS pode ser determinado pelo mtodo descrito em 14.4.2 e LLR pode ser determinado como o valor das perdas suplementares menos o valor de LLS.

12.2.5 Mtodo 4 - Mtodo da medio direta

O conjugado e a corrente so medidos quando o motor submetido carga para vrias velocidades com um dina-mmetro ou um freio de PRONY. Para cada velocidade, leituras simultneas de tenso, corrente, velocidade e conjugado so obtidas. O ensaio deve ser realizado to prximo quanto possvel da tenso nominal, mas se a tenso reduzida for utilizada, o conjugado e a corrente do motor devem ser corrigidos para a tenso especificada como descrito em 12.3.

12.3 Correo de dados obtidos para as curvas Conjugado x Velocidade e Corrente x Velocidade e nos ensaios com rotor bloqueado, realizados com tenso reduzida

Quando for necessrio estabelecer valores de conjugado e de corrente para tenso nominal, baseados em ensaios realizados com tenso reduzida, deve-se levar em conta que, por causa da saturao dos fluxos de disperso, a corrente pode aumentar proporcionalmente mais que a razo linear das tenses, e o conjugado por uma razo maior que a razo dos quadrados das tenses. Essas razes variam com o projeto; entretanto, como primeira aproximao, a corrente corrigida como se variasse diretamente com a tenso, e o conjugado com o quadrado da tenso.

Um mtodo de ensaio mais exato requer a determinao da taxa de variao da corrente e do conjugado com a tenso atravs do traado das curvas Conjugado x Velocidade e Corrente x Velocidade para pelo menos dois ou preferivelmente trs ou mais valores de tenso. Os valores dos pontos de ensaio tenso reduzida devem ser colocados em escala log-log e corrigidos para a tenso nominal, ajustando-se a curva pelo mtodo dos mnimos quadrados para a mxima exatido. Nas curvas Conjugado x Velocidade e Corrente x Velocidade uma quantidade suficiente de pontos a vrias velocidades deve ser corrigida para fornecer uma representao real da curva na faixa total de velocidade.

13 Ensaio trmico

13.1 Generalidades

13.1.1 Os ensaios trmicos so realizados para determinar a elevao de temperatura de certas partes do motor acima da temperatura ambiente, quando funcionando sob uma condio de carga especificada.

13.1.2 O motor deve ser protegido contra correntes de ar provenientes de polias, correias e outras mquinas. Uma corrente de ar muito pequena pode causar grandes discrepncias nos resultados do ensaio trmico. Condies que resultem em rpida mudana da temperatura do ar ambiente devem ser consideradas insatisfatrias para ensaios trmicos. Espao suficiente entre motores necessrio para permitir livre circulao de ar.

13.1.3 As temperaturas de rotores e de outras partes de motores totalmente fechados, para as quais utilizado o mtodo termomtrico devem ser obtidas aps a parada do motor, pela aplicao do termmetro nas partes mais quentes que possam ser rapidamente acessveis com a remoo das tampas.

13.1.4 O mtodo de carga para realizar o ensaio trmico deve ser um dos seguintes:

13.1.4.1 O mtodo de carga efetiva no qual o motor funciona na sua caracterstica nominal ou em uma caracterstica determinada.

13.1.4.2 O mtodo de carga equivalente. Um exemplo tpico mostrado na figura 8. O motor a ser ensaiado operado em vazio por uma fonte de alimentao principal, qual superposta uma fonte de alimentao auxiliar de baixa tenso e de freqncia diferente.

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Legenda:

M = Motor a ser ensaiado;

T = Transformador srie;

G = Gerador auxiliar;

a = Ponto de conexo do voltmetro, ampermetro e wattmetro;

f1 = Freqncia (freqncia nominal);

f2 = Freqncia auxiliar;

I1 = Corrente primria do motor de induo;

W = Potncia de entrada;

V1 = Tenso nos terminais (tenso nominal);

V2 = Tenso auxiliar;

NOTAS

1 A rotao de fases da fonte auxiliar deve ter o mesmo sentido da fonte principal.

2 V2 ser menor que V1 (geralmente 10% a 20% de V1). V2 a tenso necessria para causar a circulao da corrente nominal I1.

Figura 8 - Conexo tpica para o mtodo de carga equivalente por bifreqncia

Geralmente, a freqncia da fonte auxiliar 10 Hz abaixo da freqncia nominal e com a tenso ajustada de modo que a corrente primria seja igual ao valor nominal.

NOTA - O mtodo de carga equivalente por bifreqncia s utilizado para a determinao da temperatura e no para outros parmetros do motor.

13.2 Mtodos de determinao das temperaturas

13.2.1 Para a determinao das temperaturas dos enrolamentos e de outras partes dos motores so aceitos quatro mtodos:

- 1 Mtodo termomtrico;

- 2 Mtodo dos detectores de temperatura embutidos (DTE);

- 3 Mtodo da variao da resistncia ;

NOTA - O mtodo da superposio indicado na NBR 7094 est conforme a 10 edio da IEC 60034-1, uma subseo do mtodo de variao da resistncia.

- 4 Mtodo do detector de temperatura local.

Para informaes gerais sobre esses mtodos (exceto mtodo 4), ver NBR 7094. Esses mtodos no devem ser utilizados para verificao recproca.

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13.2.1.1 Mtodo termomtrico

Este mtodo consiste na determinao da temperatura por termmetros a lcool, por termmetros de resistncia ou por termopares, com qualquer um destes dispositivos aplicado parte mais quente do motor que acessvel aos termmetros a lcool.

13.2.1.2 Mtodo dos detectores de temperatura embutidos

Este mtodo consiste na determinao da temperatura por termopares ou termmetros de resistncia embutidos no motor. Dispositivos projetados especialmente devem ser utilizados com termmetros de resistncia para evitar a introduo de erros ou danos significativos devido ao aquecimento do termmetro de resistncia durante a medio. Muitos dispositivos comuns de medio de resistncia podem no ser adequados devido corrente relativamente elevada que pode circular atravs da resistncia enquanto a medio efetuada.

13.2.1.3 Mtodo da variao da resistncia

Este mtodo consiste na determinao da temperatura pela comparao da resistncia do enrolamento temperatura a ser determinada com a resistncia a uma temperatura conhecida. A temperatura do enrolamento calculada pela seguinte equao:

)()(

ktR

RRtt 1

1

12

12-$

-#"

onde:

t2 a temperatura total do enrolamento quando R2 foi medida, em graus Celsius;

R2 a resistncia do enrolamento medida durante o ensaio, em ohms;

R1 o valor de referncia da resistncia do enrolamento previamente medida a uma temperatura conhecida, t1, em ohms;

t1 a temperatura do enrolamento quando o valor de referncia da resistncia R1 foi medido, em graus Celsius;

k igual a 234,5 para cobre eletroltico com 100% de condutividade.

NOTA - Para outros materiais do enrolamento um valor adequado de k deve ser utilizado. Por exemplo: 225 para alumnio, baseado numa condutividade em volume de 62%.

Desde que um pequeno erro na medio da resistncia acarrete um erro comparativamente grande na determinao da temperatura, a resistncia do enrolamento deve ser medida por uma dupla ponte ou outro meio de preciso equivalente e verificada por um segundo instrumento, se possvel. Quando for utilizada a equao acima para calcular a temperatura, ambas as resistncias, a de referncia e a de ensaio, devem ser medidas utilizando o mesmo equipamento de ensaio. Num motor de gaiola, a variao na resistncia do rotor devida ao aquecimento resulta numa variao do escorre-gamento. Para um dado valor de conjugado, a temperatura do rotor pode ser determinada indiretamente da leitura do es-corregamento a quente, Sq , e da leitura do escorregamento a frio, Sf , substituindo R2 por Sq e R1 por Sf na equao acima. O escorregamento deve ser determinado com preciso para ambas as condies, quente e frio. Pequenos erros nos valores de escorregamento podem ocasionar erros significativos na temperatura calculada da qual a elevao de temperatura obtida.

13.2.1.4 Mtodo do detector de temperatura local

A temperatura local de vrias partes de um motor pode ser determinada utilizando um detector de temperatura local. A dimenso mxima do sensor no deve exceder 50 mm. O sensor instalado prximo ao local no qual a temperatura para ser medida.

Exemplos de detectores de temperatura local so:

1) termopares;

2) termmetros de resistncia pequena;

3) termistores.

Esses detectores so instalados freqentemente como partes permanentes de um motor, em locais inacessveis a ter-mmetros a lcool. Eles so utilizados para determinar a temperatura local de condutores do enrolamento, das laminaes do ncleo dentro do pacote e a temperatura do enrolamento entre lados de bobina. Desde que as temperaturas medidas por detectores de temperatura local possam desviar-se significativamente daquelas determinadas pelo mtodo termo-mtrico, pelo mtodo dos detectores embutidos e pelo mtodo da variao da resistncia, tais temperaturas no devem ser comparadas com as de normas baseadas nestes outros mtodos.

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13.3 Leituras da temperatura

13.3.1 Generalidades

As subsees a seguir descrevem trs mtodos de medio de temperatura, utilizados para medir a temperatura dos enrolamentos, do ncleo do estator, do fluido refrigerante de entrada, frio, e do fluido refrigerante de sada, quente. Cada mtodo de medio melhor adequado para partes especficas de um motor. Ento, num dado ensaio, pode ser desejvel utilizar todos os trs mtodos para medir a temperatura nas vrias partes do motor.

13.3.2 Mtodo termomtrico

As temperaturas obtidas pelo mtodo termomtrico (ver 13.2.1.1) podem ser medidas nas seguintes partes durante os ensaios trmicos e, se especificado, aps a parada do motor:

1 - bobinas de estator, no mnimo em dois locais;

2 - ncleo de estator, no mnimo em dois locais;

3 - ambiente;

4 - ar de sada da carcaa, ou ar de sada dos dutos, ou fluido refrigerante interno de sada para a entrada dos res-friadores do motor com sistema de resfriamento por recirculao;

5 - carcaa;

6 - mancais (quando parte do motor).

Os sensores de temperatura devem estar localizados para obter as maiores temperaturas, exceto para a temperatura do ar ou outro fluido refrigerante de entrada ou de sada, para os quais eles devem ser instalados a fim de obter valores mdios.

13.3.3 Mtodo dos detectores de temperatura embutidos

As temperaturas dos enrolamentos de motores equipados com detectores embutidos devem ser determinadas pelo mtodo dos detectores de temperatura embutidos (13.2.1.2.) durante o ensaio trmico. As medies de temperatura de todos os detectores embutidos devem ser registradas e o mximo destes valores deve ser considerado como a temperatura do enrolamento pelo detector embutido. Leituras aps a parada no so normalmente requeridas.

13.3.4 Mtodo da variao da resistncia para enrolamentos

As temperaturas dos enrolamentos do estator (e do rotor de motores com rotor bobinado) podem ser determinadas pelo mtodo da variao de resistncia (ver 13.2.1.3) aps a parada. A resistncia deve ser medida atravs de quaisquer dois terminais de linha para os quais o valor de referncia da resistncia tenha sido medido a uma temperatura conhecida. A resistncia deve ser medida diretamente nos terminais do motor.

13.4 Medio da temperatura do fluido refrigerante

Para esta medio, ver NBR 7094.

13.5 Procedimentos gerais

13.5.1 O motor pode ser posto em carga por um dos mtodos descritos em 13.1.4. A carga pode ser determinada pela medio direta da potncia de sada ou de entrada.

13.5.2 O motor que possui caractersticas nominais mltiplas (por exemplo, motor de vrias velocidades) deve ser