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Vibrações anormais em motores CA durante a operação não só produzem ruídos severos, como também aceleram o desgaste dos rolamentos, causam danos ao isolamento dos enrolamentos e podem até levar a falhas no desligamento do equipamento. Suas causas precisam ser analisadas sob múltiplas dimensões, como estrutura mecânica, características eletromagnéticas e instalação e manutenção, e a inspeção e resolução direcionadas devem ser realizadas em combinação com cenários específicos.
1. Desequilíbrio da estrutura mecânica: a causa mais fundamental e de alta frequência
- Falha no equilíbrio dinâmico do rotor
O rotor é o componente central do motor que gira em alta velocidade. Se o material metálico for distribuído de forma irregular durante a fabricação, as pás do ventilador forem deformadas ou os blocos de contrapeso caírem após operação prolongada, ou o núcleo do rotor estiver desgastado ou a ligação do enrolamento estiver solta durante a manutenção, o centro de gravidade do rotor se desviará do eixo de rotação, gerando força centrífuga periódica e causando vibração.
Método de Inspeção: Após desligar a alimentação, gire manualmente o rotor para verificar se há travamento ou sensação de peso irregular. Se a vibração do motor se intensificar com o aumento da velocidade de rotação sob carga (por exemplo, a vibração aumenta significativamente quando a velocidade excede 1500 rpm), é altamente provável que haja um problema de balanceamento dinâmico.
Medida de Resolução: Remova o rotor e envie-o a uma instituição profissional para testes de balanceamento dinâmico. Corrija o desequilíbrio adicionando blocos de contrapeso ou retificando as partes sobrecarregadas. Se os enrolamentos do rotor estiverem soltos, prenda-os novamente com fita não tecida e aplique tinta isolante para curar.
- Desgaste do rolamento ou falha de lubrificação
Os rolamentos são componentes essenciais que conectam o rotor e o estator. Quando as esferas/pistas do rolamento estão desgastadas, a gaiola se rompe ou a graxa seca ou é contaminada com impurezas, o rotor sofre movimento radial ou axial, resultando em vibração de "estalo", frequentemente acompanhada de aquecimento do rolamento (temperatura superior a 70 °C).
Método de Inspeção: Use um estetoscópio para ouvir atentamente a tampa da extremidade do rolamento. Se, em vez do "zumbido" uniforme durante a operação normal, forem ouvidos ruídos irregulares de "farfalhar" ou "impacto", é possível determinar uma falha no rolamento. Ao mesmo tempo, verifique se há vestígios de vazamento de graxa na tampa da extremidade do rolamento.
Medida de Resolução: Após desligar o motor, remova a tampa da extremidade do mancal e substitua o mancal por um de alta precisão do mesmo modelo (por exemplo, rolamento rígido de esferas série 6205). Encha-o com graxa adequada para altas temperaturas (por exemplo, graxa à base de lítio) com uma quantidade de preenchimento de 1/2 a 2/3 do espaço interno do mancal para evitar enchimento excessivo ou insuficiente.
2. Características eletromagnéticas anormais: diretamente relacionadas aos parâmetros elétricos do motor
- Curto-circuito entre espiras do enrolamento do estator ou desequilíbrio de corrente trifásico
Se os enrolamentos do estator apresentarem curto-circuitos entre espiras devido ao envelhecimento do isolamento, umidade ou impacto de objetos estranhos, a distribuição do campo magnético trifásico será irregular, gerando "atração magnética unilateral" que faz com que o rotor se desvie para um lado e cause vibração. Além disso, a tensão de alimentação trifásica desbalanceada (com diferença superior a 5%) ou a conexão incorreta dos enrolamentos (por exemplo, conexão em estrela erroneamente conectada como conexão em triângulo) também podem levar ao desequilíbrio da corrente trifásica e agravar a desordem do campo magnético.
Método de Inspeção: Use um multímetro para medir a resistência CC dos enrolamentos do estator trifásico. Se o valor da resistência de uma fase for mais de 10% menor que o das outras duas fases, pode haver um curto-circuito entre espiras. Use um alicate amperímetro para medir a corrente trifásica durante a operação. Se a diferença for superior a 10%, verifique a tensão de alimentação ou a fiação.
Medida de ResoluçãoSe o ponto de curto-circuito for óbvio (por exemplo, enrolamentos enegrecidos ou carbonizados), substitua parcialmente as bobinas e reimpregne-as com tinta para secagem. Se o desequilíbrio da corrente trifásica for causado pela fonte de alimentação, coordene com o departamento de energia para ajustar a tensão ou instalar um balanceador de tensão trifásico na extremidade de entrada do motor.
- Entreferro irregular: desvio no entreferro entre o estator e o rotor
Se o entreferro (geralmente 0,2-1,5 mm) entre o círculo interno do estator do motor e o círculo externo do rotor for irregular devido à deformação da estrutura ou ao desalinhamento da instalação da tampa, a densidade do fluxo magnético local será muito alta, resultando em vibração eletromagnética periódica. A frequência de vibração está relacionada à frequência da fonte de alimentação (por exemplo, em uma fonte de alimentação de 50 Hz, a frequência de vibração é de aproximadamente 100 Hz).
Método de Inspeção: Após desligar o motor, use um calibrador de folga para medir a folga de ar em 4 pontos igualmente divididos na circunferência do rotor. Se a diferença entre as folgas máxima e mínima exceder 0,2 mm, a folga de ar é irregular. Ao mesmo tempo, verifique se a estrutura está deformada ou se os parafusos da tampa da extremidade estão soltos.
Medida de Resolução: Afrouxe os parafusos da tampa da extremidade e bata levemente na tampa com um martelo de cobre para ajustar sua posição até que o entreferro fique uniforme. Se a estrutura estiver deformada, corrija-a com uma prensa ou substitua a estrutura para garantir a coaxialidade do estator e do rotor.
3. Problemas de instalação e correspondência de carga: influências indiretas de fatores externos
- Desvio de coaxialidade entre motor e equipamento de carga
Quando o motor é conectado a cargas como bombas e ventiladores por meio de acoplamentos ou polias, se os eixos dos dois não forem concêntricos (desvio radial superior a 0,1 mm ou desvio angular superior a 0,5°), uma tração radial adicional será gerada durante a operação, causando vibração no motor. A vibração se intensificará à medida que a carga aumenta.
Método de Inspeção: Fixe um relógio comparador ao acoplamento do motor e gire-o por um círculo completo. Se a amplitude de oscilação do ponteiro do relógio comparador exceder 0,1 mm, a coaxialidade está abaixo do padrão. No caso de transmissão por correia, desvios ou deslizamentos evidentes da correia também podem ser causados por desvios do eixo.
Medida de Resolução: Ajuste a posição de instalação do equipamento de carga e corrija a coaxialidade entre o motor e a carga adicionando ou removendo juntas. Para transmissão por correia, certifique-se de que as ranhuras das duas polias estejam alinhadas e que a tensão da correia esteja adequada (a deflexão deve ser de 10 a 15 mm ao pressionar a correia).
- Instalação de fundação instável ou ressonância
Se o motor for instalado sobre uma fundação de concreto solta ou se a fundação não tiver rigidez suficiente (por exemplo, suporte de chapa de aço fina), a amplitude da vibração será amplificada. Além disso, se a frequência de operação do motor estiver próxima da frequência natural da fundação e da carga (frequência de ressonância), ocorrerá um "fenômeno de ressonância", levando a um aumento acentuado da vibração.
Método de Inspeção: Observe se a fundação treme visivelmente quando o motor está funcionando ou use um detector de vibração para medir a frequência de vibração. Se estiver próxima da frequência correspondente à velocidade nominal do motor (por exemplo, 1500 rpm corresponde a 25 Hz), pode haver ressonância.
Medida de Resolução: Reforce a fundação (por exemplo, aumente a espessura do concreto, instale almofadas de absorção de choque). Se a ressonância for óbvia, ajuste a velocidade do motor (por exemplo, substitua o conversor de frequência para alterar a frequência) ou instale blocos de amortecimento na fundação para evitar a faixa de frequência de ressonância.
Em resumo, a inspeção de vibrações anormais em motores CA deve seguir o princípio de "primeiro o mecânico, depois o eletromagnético; primeiro o externo, depois o interno". Por meio do julgamento sensorial (audição, visão, tato), combinado com testes instrumentais, a causa pode ser identificada com precisão. Após a resolução, um teste sem carga deve ser realizado por 30 minutos para confirmar se o valor da vibração está abaixo do padrão nacional (por exemplo, o limite de velocidade de vibração especificado na norma GB 10068-2020) antes de retomar a operação com carga para evitar falhas repetidas.
