Aplicação

Ensaios de motores e acionamentos

Medição de potência de entrada e saída, eficiência e parâmetros elétricos em motores, acionamentos e bombas.

Por que essa medição é difícil de acertar

Os ensaios de motores e acionamentos comparam a entrada elétrica com a saída mecânica ou térmica, de modo que a eficiência é o resultado principal e todo erro de medição se propaga a ela. Os dois lados dessa relação precisam ser confiáveis ao mesmo tempo, porque um erro pequeno em qualquer um deles desloca a resposta de imediato, em vez de ser diluído na média.

Um inversor de frequência acrescenta uma complicação que não existe em uma alimentação fixa. A saída não é senoidal nem tem frequência constante: é uma forma de onda comutada cuja frequência fundamental varia com a rotação. Daí decorre o requisito prático da largura de banda de medição. Um instrumento que integra por um período mais longo que o ciclo de comutação do acionamento produz um valor estável, porém incorreto, e o erro cresce à medida que a saída se torna mais distorcida - o que costuma ocorrer na faixa de baixa rotação, onde o acionamento mais trabalha.

O ensaio térmico agrava os dois problemas porque se estende por horas. As temperaturas de enrolamento e de mancal, a vazão do líquido de arrefecimento e as leituras elétricas precisam ser registradas no mesmo período e alinhadas no tempo, de modo que a capacidade de registrar e exportar é item de especificação, e não uma conveniência.

O que precisa ser medido

  • Potência de entrada, trifásica e monofásica, no acionamento ou diretamente no motor, quando ele é alimentado ligado à rede.
  • Tensão e corrente no lado da saída, quando o motor é alimentado por um acionamento.
  • Fator de potência e frequência em toda a faixa de operação, incluindo a operação em baixa rotação.
  • Temperatura de enrolamento e de mancal, e vazão do líquido de arrefecimento quando a máquina é refrigerada a líquido.
  • Torque e rotação no eixo, quando a saída mecânica precisa ser comparada com a entrada elétrica.

Qual instrumento mede o quê

MediçãoO que a leitura precisa comprovarInstrumentos comumente especificados
Potência elétrica de entrada e de saída, e eficiência Se a máquina atinge a eficiência declarada em toda a faixa de rotação, e não apenas no ponto nominalMedidores digitais de potência com capacidade AC/DC e multifásica
Corrente sem abrir o circuito Carga em uma máquina já instalada, que não pode sair de serviço para uma derivaçãoAlicates amperímetros
Temperatura de enrolamento e de mancal Se o limite térmico é atingido durante um ensaio prolongado, e em quanto tempoMedição de temperatura e transmissores
Vazão do líquido de arrefecimento e da lubrificação Que a refrigeração considerada no cálculo de eficiência está de fato sendo entregueMedição de vazão
Torque e rotação no eixo O lado mecânico da relação de eficiência, que não pode ser inferido apenas pela correnteSensores industriais e células de carga

Quando a máquina é alimentada por um acionamento, os valores de potência nos dois lados do acionamento importam, e não apenas os dos terminais do motor.

Restringir a escolha para um ensaio de acionamento

  1. Estabelecer a maior frequência de comutação que o acionamento vai gerar, porque ela define a largura de banda mínima que o instrumento precisa ter.
  2. Comparar esse valor com o comportamento de amostragem e de integração do instrumento, e não com a taxa de atualização do display.
  3. Confirmar a configuração de fases. A medição trifásica exige três elementos de medição ou um método documentado de derivar o resultado de menos elementos.
  4. Decidir se a saída mecânica é medida ou inferida, já que isso define se a instrumentação de torque e rotação está no escopo.
  5. Planejar o lado térmico ao mesmo tempo que o elétrico, porque um valor de eficiência exige que os dois sejam registrados no mesmo ensaio.
  6. Verificar se as leituras precisam ser registradas por horas, o que torna registro e exportação obrigatórios, e não opcionais.
  7. Estabelecer a carga em que a máquina será ensaiada e se essa carga pode ser aplicada e mantida durante todo o período.
  8. Confirmar se algum resultado precisa ser reportado contra uma classe de eficiência declarada, o que traz a documentação de calibração para o escopo.

Onde esta aplicação termina e a próxima começa

Aplicação adjacenteDiferença em relação aos ensaios de motores e acionamentos
Ensaios de parâmetros elétricos Esse trabalho é feito em uma alimentação estável, em um único ponto de operação, de modo que a largura de banda nunca se torna fator decisivo.
Ensaios de fontes de alimentação Ali a forma de onda é fixa e a dificuldade está no extremo inferior da faixa, enquanto aqui a faixa é ampla e o problema é a própria forma de onda.
Ensaios de eficiência energética Aquele trabalho acumula consumo ao longo de um ciclo padrão, enquanto aqui a máquina é solicitada em toda a sua faixa de rotação e o resultado é uma curva, e não um valor único.
Banco de testes e calibração industriais Um banco verifica se um instrumento de medição é honesto; um ensaio de acionamento verifica se uma máquina tem desempenho, usando instrumentos presumidamente honestos.
Inspeção da qualidade do produto A inspeção é uma decisão de aprovar ou reprovar uma peça acabada, enquanto este trabalho produz dados de desempenho usados para projetar ou para declarar.

O que enviar com a solicitação

  • Tipo de máquina, valores nominais e se ela é alimentada por um acionamento ou ligada diretamente à rede.
  • A maior frequência de comutação ou o modelo do acionamento, para que a largura de banda possa ser julgada.
  • Configuração de fases e arranjo de alimentação.
  • Se a saída precisa ser medida nos dois lados do acionamento.
  • Se a saída mecânica é medida no eixo ou inferida.
  • Quais grandezas térmicas importam e onde são medidas.
  • Quanto tempo o ensaio precisa durar e se haverá acompanhamento.
  • Se as leituras precisam ser exportadas e para qual interface.
  • Quantidade necessária e a data em que deve estar em uso.
  • Se um documento de calibração precisa acompanhar os instrumentos.

Produtos publicados

Instrumentos para ensaios de motores e acionamentos

Alicate amperímetro segurado por uma mão pelo corpo, com a garra laranja do transformador no topo, um seletor rotativo de função e três teclas de função abaixo do display, e os dois conectores de teste na face inferior

3266TA (3 modelos) · Alicates amperímetros

Alicate amperímetro true-RMS AC/DC

Alicate amperímetro que lê a corrente pela garra de 25 mm sem interromper o circuito, do modelo apenas AC ao AC/DC com true-RMS, 6000 contagens e 100 mF.

Abertura da garra
25 mm
Corrente AC
de 1 mA a 600 A nos dois modelos apenas AC; de 10 mA a 600 A no modelo AC/DC
Corrente DC
de 10 mA a 600 A somente no modelo AC/DC
Tensão AC e DC
AC de 1 mV a 600 V; DC de 0,1 mV a 600 V
Controlador integrado de PLC e interface de operação mostrando um diagrama de processo na sua tela sensível ao toque, com sinalizadores luminosos ao lado do display

AMX-HM · Sistemas PLC

Controlador integrado de PLC e HMI

Controladores PLC com tela sensível ao toque integrada, de 4,3, 7 e 10 polegadas, com I/O discreto, analógico e entradas PT100 em uma unidade de painel.

Tamanhos de tela
4,3, 7 e 10 polegadas
Entradas discretas
8, 16 ou 24, conforme o modelo
Saídas discretas
8, 16 ou 22, conforme o modelo
I/O analógico
4 entradas e 2 saídas nos modelos que o trazem

Perguntas frequentes

Perguntas sobre Ensaios de motores e acionamentos

As perguntas que surgem antes de um pedido. Se a sua não estiver aqui, envie-a com a descrição da função e responderemos junto com o orçamento.

Por que a largura de banda importa ao ensaiar um acionamento de motor?

A saída do acionamento é uma forma de onda comutada. Se o instrumento integra por um período mais longo que o ciclo de comutação, ele não captura o valor true RMS da corrente, e os números de eficiência ficam sistematicamente errados; o erro cresce à medida que a saída do acionamento se torna mais distorcida.

Dá para medir os dois lados do acionamento com um único instrumento?

Onde o instrumento tem canais suficientes e o isolamento adequado, sim. Caso contrário usam-se duas unidades, e as leituras precisam ser feitas no mesmo período se um valor de eficiência tiver de ser calculado a partir delas.

Preciso de um transdutor de torque para obter a eficiência?

Se o resultado precisa ser a eficiência mecânica, a saída no eixo é necessária, e a corrente sozinha não a substitui, porque a relação entre corrente e torque muda com os ajustes do acionamento. Se apenas as perdas elétricas interessam, a medição fica no lado elétrico.

Por que a operação em baixa rotação causa problemas?

Em baixa rotação a frequência fundamental é baixa e maior parte da forma de onda é conteúdo de comutação. Um instrumento com largura de banda limitada transforma uma proporção maior da distorção em erro, de modo que os valores obtidos em baixa rotação costumam ser os menos confiáveis do ensaio.

Um alicate amperímetro basta para a corrente de saída do acionamento?

Somente quando tem a largura de banda e a tolerância de fator de crista para tratar uma forma de onda comutada. Um alicate amperímetro de uso geral destinado a trabalho na rede costuma subestimar a corrente na saída do acionamento, o que favorece o valor de eficiência.

O que a consulta deve conter para gerar um orçamento útil?

Os valores nominais da máquina, o modelo do acionamento ou a sua frequência de comutação, o arranjo de fases e quais grandezas devem aparecer no resultado. Essas quatro respostas normalmente definem a família de instrumentos antes de qualquer catálogo.

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