Aula 48 - Passo a passo para rebobinagem de motores elétricos

Figura 01 - Ficha de controle.

Este material não tem a pretensão de abordar todas as metodologias existentes envolvendo a manutenção de motores; outras orientações poderão ser utilizadas como forma de aprimorar a organização do trabalho.

Passo 01: Elaborar Ficha de Serviço

Qualquer setor de manutenção deverá possuir uma estrutura organizacional que permita o acompanhamento de todas as ações desenvolvidas desde a chegada do motor até sua liberação, ao término do reparo. Portanto, deverá existir uma ficha de controle de serviço onde serão registradas todas as informações da máquina o que inclui: dados do proprietário, defeito ocorrido, processo no qual estava inserido, tipo de acoplamento, etc.

Ao receber um motor para reparo, o profissional responsável deverá providenciar sua identificação com um código alfanumérico único que será registrado na carcaça e na ficha de controle.

Figura 02 - Retirada da polia.

A seguir, anote todos os dados contidos na placa de identificação do motor. Caso haja falta de dados importantes, deverá ser consultado o catálogo do fabricante.

Passo 02: Inspeção Visual Externa

Faça uma inspeção visual procurando rachaduras, condições da carcaça, tampa, pés e eixo, observando o estado da pintura, incrustações, corrosão, etc.

Apesar do motor possuir uma estrutura resistente, ele também é sensível a: pancadas, quedas, força excessiva e as ferramentas de corte.

Passo 03: Solte polias e Chavetas

Solte os parafusos que prendem a polia ou o acoplamento ao eixo. Efetue a retirada da polia; caso esteja muito apertada, utilize um extrator (saca-polias).

Parafusos e porcas difíceis de desenroscar podem ser soltos com qualquer fluido desengripante existente no mercado, indicado para esta finalidade. Contudo, na falta do produto, podem ser obtidos resultados semelhantes com o uso de querosene. Aplique e deixe-o penetrar, aguardando algum tempo para que ocorra o efeito desejado.

Figura 03 - Retirada da chaveta.

Retire a chaveta, batendo levemente com o martelo. Na medida que a desmontagem é efetuada, coloque as peças retiradas dentro de um recipiente devidamente identificado.

Passo 04: Abra o Motor

Marque a posição das tampas em relação à carcaça antes de retirá-las. Solte os parafusos que prendem as tampas à carcaça do motor.

Golpeie levemente a carcaça e as tampas com um martelo de borracha (ou use um pedaço de madeira entre o ponto a golpear e o martelo). Se a tampa também for suporte para o eixo, o rotor deverá ser protegido. Para isto, use um dispositivo de levantamento (talha, ponte, etc).

Figura 04 - Retirada do rotor.

Assim que uma tampa é retirada de sua posição, um dispositivo de suporte é colocado no entreferro , entre o rotor e o estator.

Passo 05: Renova o Rotor

O rotor deve ser removido pelo lado do ventilador. Tome cuidado para manter o rotor na linha do eixo do estator, durante esta operação, para causar o mínimo de atrito entre eles.

Passo 06: Retire os Rolamentos

A ferramenta usada para sacar o rolamento é semelhante ao saca polias. A diferença básica está nos ganchos do extrator, que devem ser aplicados na pista interna do rolamento. Antes de sacá-lo poderá ser colocado um pouco de óleo quente no rolamento (o calor gera uma dilatação do anel interno reduzindo a pressão existente).

Posteriormente providencie a limpeza do rolamento usando querosene ou outro produto adequado e seque-o usando um pano isento de fiapos e sujeira, e/ou com ar comprimido.

Figura 05 - Retirada do rolamento.

Verifique as superfícies côncavas do rolamento quanto a desgastes. Arranhões e riscos são sinais de anormalidades. Inspecione se há anéis e esferas trincadas ou quebradas. Rolamentos que tenham sido aquecidos em excesso mudam de cor para escuro ou azulado. Gire o anel externo para um lado e para o outro observando se há ruído anormal. Pingue algumas gotas de óleo para facilitar o teste.

Para reposição do rolamento existente ou sua troca por um novo, é necessário usar o método correto na montagem e observar as regras de limpeza para que o rolamento funcione satisfatoriamente. A montagem poderá ser a frio ou a quente, dependendo da situação. Rolamentos pequenos podem ser montados a frio, utilizando-se u a prensa ou um tubo de impacto.

Figura 06 - Tubo de impacto.

Rolamentos maiores são montados a quente utilizando-se banho de óleo ou aquecedor por indução. Quase todos os aquecedores são equipados com um termostato ajustável para facilitar o aquecimento exato dos rolamentos.

Passo 07: Inspeção Visual Interna

Com o motor aberto sem a presença do rotor, faça uma inspeção visual interna registrando avalias encontradas e anotando algumas informações com relação às características construtivas do estator e do enrolamento, tais como:

• Número de ranhuras;
• Tipo de enrolamento (imbricado, concêntrico);
• Número de bobinas por grupo;
• Número de grupos por fase;
• Ligação entre grupos de bobinas;
• Passo de bobina;
• Passo Polar;
• Passo de Fase.
• Número de polos;
• Lados do estator onde ficam as saídas das fases;
• Número de fios em paralelo, se houver;
• Distância entre princípios de fase;
• Diâmetro do fio.

Passo 08: Desenhe o Diagrama do enrolamento

Figura 07 - Diagrama planificado -
 Motor de 36 Ranhuras - enrolamento imbricado.

Em caso de rebobinagem, desfaz-se o enrolamento anotando os dados acima. Utilizando a placa de identificação e o próprio enrolamento, além de:

• Tipo de conexão (estrela ou triângulo) ;
• Número de terminais;
• Corrente nominal a plena carga;
• Voltagem nominal;
• Rotação.

Figura 08 - Aspectos da Bobinagem-
 Enrolamento do estator e grupo de bobinas.

Se persistirem dúvidas, deverá ser consultado o fabricante para confirmação dos dados originais (de fábrica).

Com esses dados coletados, providencie a confecção do diagrama planificado do enrolamento, que deverá ficar anexado à ficha de controle do motor.

Passo 09: Retire o Bobinado

Após esta etapa, inicie a retirada do enrolamento. Na figura 09, ilustra-se graficamente o modo de cortar as bobinas e de tirá-las do chanfro.

Figura 09 - Retirada das Bobinas.

Após retirá-las, conta se o número de fios por bobina 'em várias' bobinas. Contadas várias bobinas, obtém-se a média que fica como número definitivo de espiras.

Procura-se tirar pelo menos um grupo inteiro de bobinas para poder tirar medidas dos moldes e depois Verifica-se se os moldes empregados para outros motores são de medidas apropriadas.

Caso se tenha que fazer moldes, aproveita-se da ocasião para prepara os papelões para os chanfros e para examina a parte mecânica do motor e cuidar da limpeza em geral e de modo especial dos canais.

Figura 10 - Fibras isolantes moldadas.

Para retirada do enrolamento. Não exerça grandes esforços mecânicos sobre o pacote de chapas magnéticas. O aquecimento do bobinado facilita a retirada dos fios sem danificar o estator. O mesmo nunca deve ser feito a base de fogo ou maçarico.

Poderá ser usado aquecimento por estufa com temperatura controlada, não ultrapassando 150o C.

Observe o tamanho da cabeceira das bobinas para confecção do molde, conte o número de espiras e meça a bitola (diâmetro) do fio esmaltado.

A tabela AWG com as características mecânicas e elétricas de fios magnéticos está disponível em: 24_04_11 - Tabela de Fio Magnético AWG. 

Figura 11 - Medida do diâmetro
do fio magnético.

Passo 10: Faça a Limpeza do Estator
A seguir, inicie a limpeza do estator retirando todo o material isolante presente nas ranhuras e os resíduos de verniz, procurando não danificar as chapas magnéticas. Não utilize a técnica de jateamento, pois poderá afetar o tratamento das chapas magnéticas. Use um solvente para lavagem do estator que não seja prejudicial as chapas. Após o término da limpeza, providencie a secagem em estufa com temperatura controlada.

Passo 11: Confecção das bobinas

Figura 12 - Tamanho original da bobina.

Confeccione as bobinas conforme o projeto original do fabricante, ou seja, conservando o tamanho, o diâmetro do fio esmaltado e o quantitativo de espiras.

Se necessário meça o diâmetro do fio esmaltado com micrômetro, operando o mesmo pela catraca, conforme figura 11. 

O mesmo ocorre com o tamanho da bobina, um método pratico para definição do tamanho dela é, mostrado na figura 12. 

Antes de iniciar a colocação das novas bobinas, providencie novas fibras isolantes para as ranhuras, respeitando as medidas originais e a classe de isolamento do motor.

Passo 12: Molde as fibras e bobinas

Figura 13 - Confecção das Bobinas.

Procure moldar as fibras antes de colocá-las nas ranhuras, evitando a redução de espaço útil e dificuldades na colocação das bobinas. Elas poderão ser dobradas para trás, nas pontas, formando uma bainha de aprox. 5mm, evitando assim o deslizamento do isolante e reforçando, consequentemente, a isolação na borda da ranhura.

Passo 13: Identifique e monte o Bobinado

A disposição das bobinas deverá seguir o diagrama planificado construído inicialmente, segundo o projeto original. A identificação de cada grupo de bobinas poderá ser feita no momento da sua colocação ou após todos os grupos serem colocados (com o decorrer da experiência adquirida, o bobinador define a melhor forma de trabalho).

Figura 14 - Identificação de grupos de bobinas.

Defina as ranhuras a serem ocupadas, em função do passo de bobina e, de acordo com o esquema planificado, tendo o cuidado para que os terminais fiquem do lado que serão executadas as ligações internas. 

Prepare um dos lados da bobina, espalmando os condutores entre os dedos, de modo que o lado da bobina fique com os condutores alinhados. Ao término da colocação de cada bobina nas ranhuras, deverá ser colocada uma fibra isolante final para fixação da mesma. Molde a bobina, pressionando-a com os dedos, para facilitar a colocação das próximas bobinas e melhorar o acabamento final do bobinado.

Caso haja dois lados de bobinas na mesma ranhura, deverá ser prevista uma fibra isolante intermediária, separando cada lado de bobina. Confira o quantitativo de terminais existentes e suas posições no estator.

O diagrama circular do motor meio imbricado com 4 polos e núcleo com 36 ranhuras está disponível em: 24_04_03 Enrolamento Meio Imbricado 4 Polos.

Figura 15 -  Molde as bobinas.

As vezes é necessário o alinhamento das cabeceiras das bobinas, para aumentar o espaço pois é geralmente neste local onde está instalado a ventoinha de ventilação do motor. Faça este alinhamento utilizando o cadarço de amarração. 

Passo 14: Molde fixe a cabeceira das bobinas

Estando tudo Ok, após a colocação de todas as bobinas, providencie a fixação das cabeceiras das bobinas no lado contrário ao dos terminais, utilizando fibra isolante entre os grupos de bobinas e fita ou cadarço isolante para amarração das mesmas.

Figura 16 -  Fixação das cabaceiras das bobinas.

Passo 15: Interligue os grupos de bobinas

A etapa seguinte é a identificação dos grupos de bobinas pertencentes a cada enrolamento e sua respectiva interligação. As emendas devem ser efetuadas com o uso de solda e isoladas com tubo isolante (espaguete) que possua classe de isolamento compatível. Não se esqueça de providenciar a retirada do verniz que recobre o fio antes de efetuar a soldagem.

É importante lembrar que os cabinhos flexíveis que receberão a identificação dos terminais do motor devem possuir classe de isolamento e capacidade de corrente compatíveis com os valores originais do motor. Direcione-os para a caixa de ligação acoplada à carcaça, procurando posicionar as emendas na parte superior da cabeceira das bobinas.

Passo 16: Faça a amarração final

Figura 17 -  Interligação de grupos de bobinas.

Providencie a amarração final, da mesma forma que foi feita no lado oposto, colocando uma fibra isolante entre os grupos de bobinas e ajeitando as emendas e fios terminais na cabeceira das bobinas, evitando os cruzamentos.

Antes da impregnação, o bobinado deverá ser testado para certificar-se que o trabalho está correto.

Passo 17: Execute o teste de continuidade e isolação
Execute o teste de continuidade dos enrolamentos, de isolamento elétrico entre enrolamentos e de cada enrolamento para a carcaça.

Obs: A resistência elétrica de isolamento entre enrolamentos e de cada enrolamento para a carcaça deve seguir a seguinte expressão: Rmínima = Tensão nominal em kV + 1, (em MΩ) 

Figura 18 -  Solda e isolação de grupos de bobinas.

Passo 18: Faça a impregnação do conjunto

Faça a impregnação do conjunto – estator e bobinado, com verniz isolante, esta impregnação tem várias finalidades, tais como:

• tornar o bobinado mais sólido e resistente a vibrações;
• preencher todos os espaços vazios o que facilita a dissipação do calor;
• proteger o bobinado contra umidade e, acima de tudo
• garantir um perfeito isolamento.

Para obter esses resultados devem ser observados alguns pontos considerados fundamentais ou seja:

• impregnação por imersão ou a vácuo;
• viscosidade correta do verniz utilizado;
• temperatura de secagem ou cura do verniz conforme orientação do fabricante e classe de isolamento do motor;
• tempo de secagem, segundo fabricante do verniz, dependendo da carcaça do motor e do número de impregnações;

Figura 19 - Amarração final das bobinas.

Temperaturas acima do permissível podem queimar os materiais isolantes; já as temperaturas muito baixas, ou ainda tempo de cura muito reduzido deixam o bobinado pegajoso, sujeito à aderência de pó e outras impurezas, não cumprindo a sua função.

Paralelamente deverá ser verificado o balanceamento do conjunto do rotor e o estado dos mancais. Se necessário, averiguar o tempo de vida útil, tipo de graxa, quantidade e intervalos de lubrificação do rolamento (conforme especificações do fabricante).

Após secagem total do estator, deverá ser providenciada a montagem do motor, observando a colocação correta das tampas laterais.

Passo 19: Monte o motor

Figura 20 -  Impregnação com Verniz.

Na montagem do motor, além do fator limpeza devem ser analisados os aspectos dos demais componentes. Estes, além de limpos e secos devem estar em perfeitas condições de uso. Qualquer componente de aspecto duvidoso deve ser substituído, com o cuidado de manter as características originais do motor, observando a classe de isolamento, grau de proteção e assim por diante.

Os encaixes, furos e roscas devem estar isentos de restos de verniz; isto facilita em muito a montagem.

Após o motor estar em conformidade com as características para as quais foi projetado, efetua-se a pintura de acabamento; deverá ser mantida a cor e as características originais ou poderão ser feitas alterações conforme solicitação do cliente.

Passo 20: Energize o motor

Figura 21 -  Teste de isolação.

Alguns ensaios devem ser efetuados antes da liberação do motor. Basicamente deverá ser feito:

• ensaio a vazio: medição da corrente nas três fases e da potência absorvida com tensão nominal;
• medição da rotação a vazio em rpm.

Outros ensaios poderão ser efetuados de acordo com a solicitação do cliente.

Os dados originais de tensão, corrente e consumo a vazio do motor devem ser arquivados e comparados após cada reparo.

Por último o motor será embalado para transporte e colocado a disposição do cliente.

Figura 22 -  Dados da Placa do Motor.

Observações:

• Existem casos em que o motor apresenta apenas redução na resistência de isolamento. Deverão ser providenciadas sua secagem e uma nova impregnação para recuperar os valores mínimos de isolamento.
• O emprego da sucção para remoção de impurezas nos enrolamentos é preferível ao sistema de sopro. Existe a possibilidade de danificar as bobinas.
• Aplique a extremidade da mangueira de um aspirador nas partes expostas dos enrolamentos.
• Para lavagem dos enrolamentos utilize produtos desengordurantes apropriados que não agridam o pacote de chapas metálicas nem o bobinado.
• Impurezas muito aderentes podem ser escovadas com suavidade (não use escova de aço). Após a limpeza, seque o estator usando estufa com temperatura controlada. Proceda posteriormente a impregnação usando algum dos métodos já citados anteriormente.
• Quando um motor fica fora de serviço por períodos prolongados, geralmente absorve umidade suficiente para reduzir a resistência de isolamento a um valor abaixo do limite recomendado pelo fabricante. A aplicação de uma temperatura com cerca de 5o C acima da ambiente é o suficiente para prevenir contra a absorção de umidade. Comumente isto é feito com o uso de resistores de aquecimento.

Se, porém, o motor tiver o enrolamento contaminado por excessiva umidade, será necessário secá-lo. Calor suficiente deve ser produzido a fim de aquecer o enrolamento à temperatura não superior a 80o C quando medida por termômetro, ou 90o C quando medida por sensor de temperatura.

Existem outros métodos de aquecimento do enrolamento. A escolha entre eles é questão de conveniência, flexibilidade, custo e disponibilidade. A aplicação de qualquer um dos métodos, em motores fechados, deve vir acompanhada do uso de ventilação forçada para remoção da umidade.

Ensaios

Teste de Continuidade dos enrolamentos:

• 1 – 4 :  9, 3 ohms;
• 2 – 5 :  9, 2 ohms;
• 3 – 6 :  9, 4 ohms;

Teste de Isolamento:

• 1 – 4 p/ carcaça: > 100 MΩ ;
• 2 – 5 p/ carcaça: > 100 MΩ ;
• 3 – 6 p/ carcaça: > 100 MΩ ;
• 1 – 4 p/ 2 – 5: > 100 MΩ ;
• 1 – 4 p/ 3 – 6: > 100 MΩ ;
• 2 – 5 p/ 3 – 6: > 100 MΩ ;

Energização á vazio:

• Tensão: 220 V. 
• Corrente (Triângulo): 3,2A.

Há também um esboço e um plano de trabalho para desmontar motor disponível em: 24_04_02 Motor de indução trifásico de 1 CV. 

A tabela AWG com as características mecânicas e elétricas de fios magnéticos está disponível em: 24_04_11 - Tabela de Fio Magnético AWG. 

Os materiais utilizados na rebobinagem de motores estão relacionados a seguir: 24_04_01 Material para Bobinagem de Motores .

Apostila de Rebobinagem de um Motor Trifásico – Sistema Imbricado está disponível em: 24_03_10 Rebobinagem de um Motor Trifásico – Sistema Imbricado.

Referências: Manual de Bobinagem - José Roldán - Hemus Editora Ltda - São Paulo -SP -1993.

© Direitos de autor. 2024: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 21/04/2024.