Análise de corrente elétrica amplia diagnóstico de motores e compressores

Assinatura elétrica permite identificar alterações mecânicas e elétricas sem desmontar o equipamento, contribuindo para a manutenção preditiva e a detecção antecipada de falhas

 A análise da assinatura elétrica vem ganhando espaço como ferra menta de diagnóstico em sistemas que utilizam motores, compressores e outros equipamentos acionados eletricamente. Por meio da medição e interpretação das grandezas elétricas durante a operação, é possível identificar alterações que podem estar relacionadas tanto às condições elétricas quanto às mecânicas do sistema.

Segundo Rosana Machado Paixão, engenheira eletricista e de Segurança do Trabalho, sócia-proprietária e responsável pela área técnica da Elistec Engenharia, a técnica permite avaliar diferentes parâmetros.

“A análise da assinatura elétrica consiste em medir e interpretar o comportamento das grandezas elétricas de um equipamento durante sua operação. Em motores, compressores e sistemas acionados por motores, as principais variáveis analisadas são corrente, tensão, frequência, potência, fator de potência, desequilíbrio entre fases e componentes harmônicas. Entre esses parâmetros, a corrente elétrica tem papel importante por estar diretamente relacionada ao esforço exigido do equipamento. Quando a carga mecânica aumenta, por exemplo, o motor ou compressor tende a demandar maior torque e, consequentemente, consumir mais corrente. Dessa forma, alterações no padrão do sinal podem indicar mudanças nas condições de funcionamento”, informa Rosana.

Segundo ela, um dos principais valores observados é o RMS (Root Mean Square, ou valor eficaz), normalmente apresentado por multímetros e alicates amperímetros. Entretanto, Rosana ressalta que o valor isolado não é suficiente para um diagnóstico completo, somente o valor RMS não mostra toda a informação contida no sinal. Por isso, a avaliação pode incluir a forma de onda, que representa a variação da corrente ou tensão ao longo do tempo, e o espectro de frequência, capaz de indicar as frequências presentes no sinal e sua intensidade. Em motores de indução, determinados componentes podem estar associados a falhas no rotor, excentricidade, problemas de rolamentos ou outras anomalias.

Avaliação deve considerar o conjunto de parâmetros

Em equipamentos trifásicos, por exemplo, a análise deve começar pela tensão e corrente de todas as fases. O diagnóstico pode envolver valores RMS, forma de onda, frequência fundamental, harmônicas e equilíbrio entre fases.

“Dois sinais podem apresentar o mesmo RMS e ter formas de onda diferentes, por isso, em diagnósticos mais detalhados, é necessário analisar também a forma do sinal. As harmônicas são componentes adicionais que deformam a onda senoidal e podem surgir em cargas não lineares, como inversores de frequência e retificadores. Em níveis elevados, podem contribuir para perdas, aquecimento e esforços adicionais em motores, cabos e transformadores”, explica a engenheira.

O desequilíbrio de tensão também merece atenção. Pequenas diferenças entre as tensões das fases podem provocar diferenças mais significativas nas correntes, aumentando perdas e aquecimento dos enrolamentos. Já o desequilíbrio de corrente pode estar relacionado à alimentação, conexões, distribuição da carga ou ao próprio motor. A interpretação, portanto, não deve considerar apenas um indicador.  Rosana aconselha que o ideal é analisar RMS, forma de onda, frequência fundamental, harmônicas, equilíbrio entre fases e comportamento ao longo do tempo, sempre comparando os resultados com as condições normais de operação do equipamento.

Diagnóstico aplicado à refrigeração

Em sistemas de refrigeração e ar-condicionado, a metodologia pode ser aplicada ao acompanhamento de compressores. Para obter resultados confiáveis, é necessário registrar as condições do sistema no momento da medição, incluindo temperatura ambiente, temperaturas e pressões de operação, corrente, tensão, frequência e condição de carga. Isso porque o consumo elétrico não depende exclusivamente das condições do motor. Um compressor submetido a elevada pressão de descarga, por exemplo, pode exigir maior esforço e apresentar aumento de corrente sem que exista necessariamente uma falha elétrica.

Outro fator é o sistema de acionamento. Compressores com partida direta, soft-starter ou inversor de frequência apresentam comportamentos elétricos distintos.

“Em equipamentos com inversor, por exemplo, a forma de onda pode apresentar componentes que são característicos normais do acionamento e não necessariamente indicam defeito. A análise também deve considerar o momento da coleta. Correntes elevadas durante a partida são esperadas e não devem ser comparadas diretamente com valores de regime permanente. O histórico de medições é igualmente importante: uma elevação progressiva da corrente, observada em condições semelhantes de operação, pode fornecer um indicativo mais relevante do que uma medição isolada”.

Rosana acrescenta que a assinatura elétrica deve ser integrada a outros parâmetros do sistema frigorífico. “Pressões, temperaturas, superaquecimento, sub-resfriamento, vibração e temperatura do compressor podem ajudar a determinar se a alteração elétrica está relacionada a uma condição mecânica, elétrica ou ao próprio circuito frigorífico. Assim, a análise de corrente elétrica não substitui outros métodos de diagnóstico, mas amplia a capacidade de avaliação do equipamento em funcionamento. Como pode ser realizada sem desmontagem, permite acompanhar tendências e identificar alterações antes que evoluam para falhas mais severas, tornando-se uma ferramenta complementar para estratégias de manutenção preditiva”.

Para a engenheira, o uso de instrumentos adequados, calibrados e corretamente instalados, aliado aos procedimentos de segurança para trabalhos em instalações elétricas, também é indispensável.

“O principal cuidado é não atribuir automaticamente uma alteração na corrente a uma falha do compressor. É essencial utilizar instrumentos adequados, calibrados e corretamente instalados, além de respeitar os procedimentos de segurança para trabalhos em instalações elétricas. O diagnóstico confiável depende, portanto, da correlação entre os dados elétricos e as condições reais de operação do equipamento”, conclui Rosana.

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Resumen (español)

El análisis de la firma eléctrica permite detectar cambios en motores y compresores durante su funcionamiento, sin desmontarlos. Según la ingeniera Rosana Machado Paixão, de Elistec Engenharia, una evaluación fiable debe relacionar corriente, tensión, forma de onda y armónicos con las condiciones de operación del sistema de refrigeración. El historial de mediciones ayuda a identificar tendencias útiles para el mantenimiento predictivo.

Summary (English)

Electrical signature analysis can reveal changes in motors and compressors while they operate, without dismantling them. According to electrical engineer Rosana Machado Paixão of Elistec Engenharia, a reliable diagnosis requires comparing current, voltage, waveforms and harmonics with the refrigeration system’s operating conditions. Measurement history can help identify trends for predictive maintenance.