Como a análise da assinatura da corrente do motor transforma a monitorização do estado

Os motores eléctricos são vitais em ambientes industriais, mas não são imunes a falhas. Estudos demonstram que as indústrias europeias registam um tempo médio de inatividade de 6,3% devido a falhas nos motores. Isto resulta em perdas económicas de milhares de milhões de euros por ano.

Monitorização do estado como a Análise da Assinatura de Corrente do Motor (MCSA), são ferramentas importantes. Ajudam a reduzir as perdas através da deteção precoce de problemas no motor. Este blogue analisa a forma como a MCSA pode melhorar o tempo de funcionamento e a fiabilidade. Para tal, analisa os sinais eléctricos e mecânicos dos motores.

Como funciona o MCSA

A MCSA reforma a monitorização do motor utilizando o próprio motor como um sensor para detetar falhas mecânicas e eléctricas. Ao contrário da análise de vibração tradicional, a MCSA identifica sinais precoces de problemas através da medição de sinais eléctricos - permitindo a deteção muito antes da manifestação de danos físicos. Eis porque é que o MCSA se destaca:

• Utiliza o seu motor como sensor: A MCSA detecta vibrações mecânicas através de sinais eléctricos. Isto permite-lhe verificar o estado do motor sem sensores adicionais.
• A MCSA funciona bem em ambientes difíceis. Pode funcionar com pó, água e condições extremas. Recolhe dados sem quaisquer problemas.
• Económica e não intrusiva: A MCSA utiliza as correntes do motor existentes. Isto significa que não há necessidade de sensores de vibração dispendiosos ou de verificações de manutenção perturbadoras.

Sinais eléctricos vs. análise de vibrações

Embora os sensores de vibração tradicionais tenham sido um método de eleição para a deteção de avarias, têm as suas limitações. Os sinais eléctricos dão avisos precoces sobre possíveis problemas, como alterações de binário, que muitas vezes ocorrem antes das falhas mecânicas. Em ambientes onde os sensores de vibração têm dificuldades - como áreas com muito pó ou de difícil acesso - o MCSA tem um desempenho eficiente. A sua capacidade de monitorizar toda a unidade de tração a partir da sala de controlo torna-o mais útil em ambientes industriais difíceis.

Exemplos reais do MCSA em ação

A capacidade do MCSA de detetar problemas mecânicos e eléctricos antes da falha não é apenas teoria. Na prática, provou o seu valor em inúmeros casos do mundo real.

• Deteção de falha de acoplamento: Numa fábrica de produção de aço, um sistema MCSA detectou uma falha de acoplamento em desenvolvimento. Ao observar atentamente as correntes do estator, a MCSA notou pequenas alterações na velocidade do motor. Estas alterações revelaram desgaste no acoplamento. As equipas de manutenção intervieram antes que pudesse ocorrer uma avaria dispendiosa.
• Problemas de folga na caixa de engrenagens: A MCSA encontrou uma má engrenagem numa caixa de velocidades antes de causar danos graves. O sistema encontrou ruídos incomuns e pequenas mudanças no torque. Isto ajudou a equipa a resolver o problema de folga rapidamente, com pouco tempo de inatividade.

Ligação de problemas mecânicos e eléctricos

O que torna a MCSA tão poderosa é a sua capacidade de ligar problemas mecânicos a assinaturas eléctricas. Por exemplo, os desequilíbrios do rotor criam sinais eléctricos claros. Estes sinais são fáceis de encontrar utilizando o MCSA, mesmo antes de serem detectados pela vibração.

As falhas mecânicas, como desalinhamentos ou danos nos rolamentos, manifestam-se frequentemente como pequenas alterações na corrente do motor. Isto permite que a MCSA as detecte atempadamente, possibilitando medidas proactivas para evitar falhas catastróficas. Como resultado, as empresas podem planear a manutenção sem interromper as operações, prolongando assim a vida útil do equipamento e melhorando a fiabilidade.

Expandindo o alcance do MCSA

Porque é que a tensão é importante: ir para além do motor

O MCSA não monitoriza apenas os motores - pode avaliar toda a unidade de tração. Ao adicionar sinais de tensão para analisar, o sistema fornece informações mais profundas, particularmente sobre flutuações de binário. Isso permite a deteção em tempo real de anormalidades que vão além do motor, como em caixas de engrenagens, bombas ou compressores.

Com o MCSA de tensão alargada, obtém uma imagem mais ampla do estado da sua máquina. Já não está apenas a observar o motor. Agora, pode ver como as diferentes partes do sistema de transmissão funcionam em conjunto. Isto ajuda-o a encontrar problemas antes que se tornem graves.

O binário como ferramenta de diagnóstico

O binário, a força que provoca a rotação, é um indicador crítico do estado de uma máquina. Quando os sinais de binário são diferentes do normal, normalmente indicam problemas mecânicos. Estes podem incluir desalinhamentos de engrenagens, peças gastas ou ligações soltas.

Por exemplo:

• Os desalinhamentos da malha da engrenagem ocorrem quando os dentes da engrenagem não se encaixam corretamente. A MCSA pode encontrar os problemas de binário causados por este problema. Isso permite uma ação rápida para corrigir o problema.
• Componentes desgastados: Ao longo do tempo, as peças de uma máquina, tais como rolamentos ou engrenagens, desgastam-se. A MCSA detecta estas alterações medindo as variações nos padrões de binário.
• Desaperto das ligações: À medida que os componentes se desgastam, as ligações podem afrouxar, criando ineficiências no sistema. Os dados de binário ajudam a identificar esta situação, assegurando que pode apertar as ligações antes que estas causem problemas operacionais.

História de sucesso no mundo real

Considere o caso da deformação do parafuso numa instalação de tratamento de água. O MCSA detectou uma tendência crescente nas frequências de passagem da barra do rotor e identificou deformações no parafuso, que estavam a causar vibrações anormais. O sistema detectou a deformação precocemente e foram tomadas medidas corretivas para evitar danos adicionais.

Outro caso envolveu um problema de lubrificação num grande motor industrial. A MCSA foi capaz de detetar alterações subtis no espetro elétrico de alta frequência, o que indicava uma lubrificação deteriorada. Embora o problema fosse menor nesta fase, permitiu que a equipa de manutenção melhorasse o processo de lubrificação antes que ocorressem danos graves.

Porque é que a MCSA é o futuro da monitorização de condições

Proactivo, não reativo

A MCSA permite que as empresas passem de uma manutenção reactiva para uma manutenção proactiva. Em vez de esperar que as peças se avariem, a MCSA identifica os problemas atempadamente, dando-lhe tempo para agir. Essa abordagem leva a:

• Aumento do tempo de atividade: O equipamento permanece em funcionamento durante mais tempo, reduzindo o dispendioso tempo de inatividade.
• Custos de manutenção mais baixos: Ao resolver os problemas antes que estes se agravem, evita reparações ou substituições dispendiosas.
• Fiabilidade melhorada: A monitorização regular e a deteção precoce ajudam a manter um elevado nível de eficiência operacional, melhorando a fiabilidade global do sistema.

Próximos passos para a sua empresa

Para se manter competitivo, é essencial implementar uma estratégia de manutenção preditiva. A integração da MCSA com extensão de tensão no seu sistema de monitorização de condições existente pode proporcionar-lhe um controlo total sobre a saúde da sua maquinaria. Esta estratégia proactiva reduz o trabalho de adivinhação, permitindo-lhe concentrar-se na otimização do desempenho em vez de lidar com avarias inesperadas.

Prevenir as avarias antes que elas aconteçam

A MCSA dá-lhe a capacidade de ver o futuro. Ao monitorizar continuamente os dados mecânicos e eléctricos, pode evitar falhas dispendiosas e manter o seu equipamento em condições ideais. Antecipe-se aos problemas antes que eles aconteçam e desfrute de operações mais suaves e menos interrupções.

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