normalizacao em testes eletricos vitek

5/21/2018 Normalizacao Em Testes Eletricos VITEK

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18 Seminrio Brasileiro deManuteno Preditiva eInspeo de

Equipamentos

Excelncia Empresarial

So Paulo 20 e 21 de Junhode 2012

Eng. Pedro AS Alvares

Vitek Consultoria Ltda

Normalizao em Testes Eltricos

PdMA


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XIX Encontro Vitek deTcnicas Preditivas

Belo Horizonte 08 e 09de Maio de 2012

Eng. Pedro AS AlvaresVitek Consultoria Ltda


PdMA


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PdMA


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PdMA


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PdMA


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PdMA


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INTRODUO

A execuo da manuteno de estado em motores eltricospossui grande influncia na continuidade operacional destesativos, conservando sua disponibilidade, confiabilidade e

planejamento de operao.

Os procedimentos devem estar alinhados s boas prticas demanuteno e acompanhamento preditivo baseados em

parmetros de avaliao recomendados por normas tcnicas.

As aplicaes PdMA atravs dos aparelhos da srie MotorCircuit Evaluator, Emax, MCE e MCEmax, apresentamtestes referenciados por normas internacionais de ampla

aceitao.


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EMAX para Teste Dinmico

Motor em Servio MCE para Teste Esttico

Motor Desligado MCEMAX Combinado

(Dinmico + Esttico)

Mdulos EspeciaisNo Hardware

Mdulo 5kv para motoresde Alta Tenso

Anlise de Corrente Eltricapor FFT

No software Funo Auto Anlise:

Normas IEEE e NEMA Recomendaes EASA

MCE, EMAX, MCEMAX

PdMA Corporation


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Filosofia de TestesZonas de Falha

Estator

Isolamento Rotor

Entre

Ferro

Qualidade daAlimentaoCircuito de

Alimentao


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IEEE Institute ofElectric & ElectronicEngineering

NEMA NationalEngineeringManufactures

Association

EASA ElectricalApparatus ServiceAssociation

Normalizao e Funo Auto Anlise

Funo Auto Anlise do Software MCEGold permite que os resultadossejam automaticamente analisados por normas tcnicas.


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IEEE Maior organizao profissional domundo dedicada ao avano tecnolgico eexcelncia para o benefcio da sociedade. As

norma IEEE so aprovadas pela ANSI nasreas de amplificadores, antenas, circuitos,computadores, TV, conectores, cristais,dieltricos, diodos, geradores, veculos, para-raios, msseis, motores, microfones,transformadores, transmisso e qualidade deenergia, telemetria e muitos outros.



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NEMA uma associao norteamercianarepresentante dos interesses dos fabricantesde produtos eletroindustriais utilizados nagerao, transmisso, distribuio, controle etrabalho por energia eltrica. NEMArepresenta um frum para padronizao deequipamentos eltricos permitindo sociedade garantia de eficincia, segurana ecompatibilidade.



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EASA Associao para o Servio de AparelhosEltricos uma organizao internacionalcujo objetivo indicar materiais,

equipamentos e mtodos atualizados paraservios, comercializao e reparos demotores, drives, controles e outrosequipamentos eletromecnicos.



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Testes Estticos PdMATestes Offline

Condio de Teste: Motor Desligado e

Desenergizado

Testes

- Teste Padro Offline- Absoro e Polarizao- Tenso Escalonada

- Teste de Influncia do Rotor - RIC


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Testes Padro EstticoParmetros

Resistncia ao Aterramento - RTGIntegridade do IsolamentoSegurana Operacional

Capacitncia ao Aterramento CTG

Capacidade de Armazenar Energia Limpeza das bobinas, enrolamentos e cabos

Resistncia Fase a Fase - Ohms Conexes de alta resistencia no circuito

Indutncia Fase a Fase mili Henry Qualidade do campo indutivo formado pelo Rotor, Estator e EF

Teste de Influncia do Rotor RIC Mudana no campo magntico Comportamento do Rotor, Estator e EF


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Teste Padro InicialMCE Standard Test

Conexo simples nas

ligaes do motor


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TestesOfflineTeste Padro Esttico

Para que serve: revela os principais parmetros de interesse eletromecnico domotor. Abrange completamente a Zona de Falha do Isolamento e apresenta acondio dos elementos do Campo Indutivo: Rotor, Estator e Entreferro.

Durao: Pelo procedimento normativo.

Tempo Total do Teste: 6 minutos aprox.

Referncias:

Norma IEEE STD 2000 43

Norma NEMA MG 1 - 14.35

IEEE 43-1992 Isolamento de Mquinas El. Rotativas

Melhores Prticas PdMA : Capacitncia e Des. Indutivo


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TestesOfflineTeste Padro Esttico

Para que serve: revela importantes parmetros de interesse eletromecnico do motor.Abrange completamente a Zona de Falha do Isolamento e revela a qualidade e acondio dos elementos do Campo Indutivo: Rotor, Estator e Entreferro.

Durao: Pelo procedimento normativo um minuto para o RTG.

Tempo Total do Teste: 3 minutos aproximadamente,

Referncias:

Norma IEEE STD 2000 43 Recommeded Practice for Testing InsulationResistance of Rotating Machinery

Recomendaes de Servio EASA AR 100 Rewind and Repair

NEMA MG1 - National Electrical Manufacturers Association - Motors andGenerators


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Resultados MCETestes Padro Esttico

Parmetros IEEE

Resistncia ao Aterramento - RTG

Res. Aterramento Corrigida

IEEE STD 43 - 2000


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TENSES DE TESTEIEEE Std 43-2000

Tenso Nominal nas Espiras (V) Tenso Contnua Aplicada

(V)

12,000 5000 10,000

IEEE 43-2000 Table 1

Aplicao de Tenso DC em Testes de Resistncia de Isolamento


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Testes OfflineTeste Padro Esttico

Resistncia ao Aterramento - RTG- Medida em Mohms

- Tenso DC / Tempo [segundos]

- Referncia IEEE STD 43-2000

- Detemina se o motor se encontraapto e seguro para a operao

- Segurana Operacional

- Avalia Fuga de Corrente para aTerra

- RTG varia com a temperatura edeve ser corrigido


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Efeito da Temperatura no valor RTG

Temperatura inversamente proporcional ao valor RTG.Aumento da Temperatura diminui valor RTG

10C de aumento diminui a

vida til do isolamento em50%

IEEE recomenda que uma

correo da temperatura

para 40C deve seraplicado

Resistance

(Mohms)

Temp

(C)

100

50

5040302010

Temperature Effect on

Insulation Resistance


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Correo de Temperatura

IEEE Standard 43-2000 Rc= KtX Rt

onde:

Rc= resistencia de isolamento (emmegaohms) corrigido a 40C

Rt= resistencia de isolamento medida

(em megaohms) a uma temperatura t Kt= coeficiente de correo da

temperatura a 40C dado pela Norma


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Resistncia Corrigida - RTG

Resistncia a Terra -Corrigida

- Corrigida porTemperatura

- Normalizado para

40 C

- Valor a ser Tendenciado


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RTG : Limites NormativosIEEE Std 43 - 2000

IEEE 43-2000 Table 3

Resistencia doIsolamento Especificao

IR1min = kV + 1 Bobinados construidos antesde 1970 e todosEnrolamentos de Campo DC,

e outros no descritos abaixo

IR1min = 100 Maioria dos Motores ACfabricados aps 1970,Bobinas Moldadas eArmadura DC

IR1min = 5 Maioria dos motores deenrolamento randomico econcentricos abaixo de 1 kv

T t Offli


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Resistencia entre Fases

Desbalanceamento Resistivo

Electric Power Research Institute - EPRI

Recomendaes

Electrical Apparatus Service Association

T t Offli


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Resistncia entre Fases Medida em Ohms Alta preciso % Desequilibrio Resistivo

IndicaConexes de Alta Resistencia

Curto entre EspirasCurtos nas bobinasBobinas abertasComponentes inadequadosInterveno deficiente

i

T t Offli


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Resistencia entre FasesEPRI

Desbalanceamento Resistivo

[ % ]

Condio Recomendaes EPRI

< 600 V Monitorar motor mais frequentemente.

3 % ATENO Identificar e isolar causa. Procure circuitos e

> 600 V conexes de alta resistncia. Verifique o circuito

5 %

< 600 V Verificar e corrigir conexes e circuito.

12 % ALARME Repare antes de voltar a servio.> 600 V

7 %

Segundo EPRI Desbalanceamento Resistivo > 3,5 % provoca

Acrscimo de 25 % na temperatura das bobinas

T t Offli


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Resistencia entre FasesEASA

Segundo EASA Desbalanceamento de Tenso de 1 %

resulta em Desbalanceamento de Corrente de 6 7 %

O Desbalanceamento de Tenso encontra-se

diretamente relacionado ao Desbalanceamento

Resistivo entre Fases.

Vimb= 2/3 (Rmax Rmin) . FLA X 100

VL - 2/3 (Rmax Rmin) . FLA

D ilb i R i ti


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Desequilbrio ResistivoResultados PdMA

Acompanhamento da Tendencia do valor da resistencia entre fases

previne conexes de alta resistencia no circuito


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Testes Padro EstticoIndutncia e Campo Indutivo

Indutancia entre Fases Medida en mili Henry- mH

Valor Altamente Sensitivorelacionado ao rendimento domotor.

Valor da Indutncia Mdia para Tendencia

Valor da Desequilbrio Indutivo paraDiagnstico


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Indutncia e Campo Indutivo

Capacidade do enrolamento do estator induzir umcampo eletromagntico indutivo no estator e, porconseguinte, gerar torque no eixo do rotor.

- Indutncia Fase a Fase [mH]- Desbalanceamento Indutivo [%]- Indutncia Mdia [mH]- Formao do Campo Indutivo - RIC

- Depende do numero de espiras, seo,comprimento e permeabilidade magntica do ferro

L = (0.4 N2A) X 10-8

l

Res ltados PdMA


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Resultados PdMAIndutncia

Campo Indutivo eIndutncia

- Medida em mili Henry - mH

- Indutncia Fase a Fase [pF]

- Indutncia Mdia [pF]

- DesbalanceamentoIndutivo [%]

- Acompanhamento de

Tendncias


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Testes OfflineIndutncia e Campo Indutivo

Indutancia entre Fases

Indica- Qualidade do Campo Indutivo

- Corrente de Fuga

- Problemas no Rotor, Estator e Entreferro

- Interveno Comprometida


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Indutncia e Campo Indutivo

- Procedimentos de Teste:

- IEEE 1415 2006

Guide for Induction Machinery

Maintenance Testing and FailureAnalysis

- IEEE 1415 no recomendavalores absolutos de Alarme

- A realizao do Teste de RIC sugerida para caracterizao doCampo Indutivo

PdMA: O acompanhamento da Mdia Indutiva e do Desbalanceamento

Indutivo para diagnst ico.

Teste Offline do Campo Indutivo


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Teste Offline do Campo IndutivoTeste de Influncia do Motor

RIC

IEEE 1415 - 2006


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IEEE 1415 - 2006

Campo IndutivoTestede Influncia do Rotor (RIC)

Descrio do Campo Indutivoatravs da leitura daIndutncia versusngulo dePosio do Rotor mHx ()

Realizado manualmenteatravs do giro do eixo

18 Leituras realizadas por umadas faces do polo

Revela a presena deanmalias no Rotor, Estator, eEntre Ferro

Resultados PdMA


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Resultados PdMATeste de RIC

Rotor Saudvel Barras Quebradas

Estator Defeituoso Entreferro Desigual

IEEE 1415 - 2006

Ef it d C t i


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Efeitos da Contaminao Fatores que alteram o valor do isolamento

Corrente de Fuga Superficial formada por leo, carbonoou poeira na parte externa do enrolamento.

Poeira e sais nas superfcies isolantes, que so nocondutoras, passam a conduzir quando exposta a leo

causando correntes de fuga. Contaminao por estes ou outros elementos alteram o

valor capacitivo do circuito.

Testes Offline


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Capacitncia a Terra - CTG

- Avalia a limpeza no bobinado e no

Circuito

-Avalia a capacidade do motor em reter

energia

PdMA:

- Valor para ser tendenciado

- Crescimento de CTG indica presena

de contaminantes

-Polarizao poder alterar Polarizao

Capacitncia a Terra CTG


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Capacitncia a Terra CTGResultados PdMA

No motor avalia a contaminao nos enrolamentos e

limpeza no circuito.

Indica a Capacidade de motor em reter energia.


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Efeitos da ContaminaoUmidade

A Resistncia do Isolamento do motor irreduzir com a presena de umidade ou leo

Este efeito ir se agravar se houvercontaminantes slidos presentes.

Este efeito compromete a Polarizao doMotor e altera sua capacidade de absorveras correntes de partida.


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Testes OfflineIndice de Polarizao e Absoro Dieltrica

- Mede a habilidade do isolamento parapolarizar-se.

- Busca degradao, ressequidade,humidade, ou contaminao do Isolamentodo motor.

ndice de Polarizao IP


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ndice de Polarizao IPAbsoro Dieltrica - AD

Valores quantitavos e adimensionais retirados daleitura da Resistencia do Aterramento RTG

IP = RTG 10 min / RTG 60 segs

IA = RTG 1 min / RTG 30 segsValores expressam a capacidade do motor em

polarizar e a presena de contaminantes

Norma IEEE Std 43 2000 recomenda valores para IP

ndice de Polarizao IP


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ndice de Polarizao IPndice de Absoro Dieltrica - IA

Classe Trmica

IP MinimoClasse A 1.5

Classe B, F e H 2.0

Recomendao Normativa IEEE Std 43 - 2000

Se RTG > 5.000 Mohms no primeiro minuto o IP

pode no ser significativo


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ndice de Polarizao IPndice de Absoro Dieltrica - IA

Estado doIsolamento

Indice dePolarizao

ndice deAbsoro

Ruim < 1 -Questionvel 1 < IP < 2 1 < IA < 1,25

Aceitvel 1,25 < IA < 1,4

Bom 2 < IP 5 pode indicarisolamento envelhecido ou ressecado

IA para motores de enrolamento randomico e IP para moldados

Testes Offline


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Testes OfflineIndice de Polarizao e Absoro Dieltrica

Perfil de Polarizao IP

PdMA

Medida da Resistncia a Terra

em perodos de tempo fixo e

apresentado por um grfico RTG [MOhm]

versusTempo [Min].

Revela a qualidade do isolamento

e seu possvel contedo contaminante.

Contaminantes alteram IP

Recomendao EASA


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Recomendao EASAEm grandes Motores AC com muito tempo de

utilizao, IP > 5 pode resultar de isolamentoressecado ou envelhecido..

Electrical A aratus Service Association


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Perfil de Polarizao

Presena de Contaminantes ou de Umidade altera a qualidadeda resposta do motor, favorecendo a queda da resistncia


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Testede Indice de Polarizao

Valor final menor que 400 Mohm

Grfico errtico indicativo de humidadee/ou contaminao


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Perfil de Polarizao

Presena de Contaminantes ou de Umidade altera a qualidade

da resposta do motor, favorecendo a queda da resistncia

T Offli


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Testes OfflineTeste de Tenso Escalonada

Step Voltage Test Prova da Rigidez Dieltrica do motor

submetido a passos de tenso uniforme em

perodos de tempo regulares. Revela a Corrente de Fuga e a capacidade

de trabalho do motor quando submetido a

picos de tenso,

Teste de Tenso Escalonada


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Teste de Tenso EscalonadaStep Voltage Test

Utilizado como Prova de Aceitao de Motores Eltricos

Revela problemas no isolamento como:

Trincas e fissuras

Vazios

Contaminao Resina no curada

Umidade

Delaminao

O teste normalizado por IEEE P95 Recommended Practice for

Insulation Testing of AC Electric Machinery with High Direct Voltage



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Teste de Tenso EscalonadaStep Voltage Test

Aplicao de teno DC em passos de 125V desde 250V at 1.000V

Resultados mostram a

Corrente de Fuga e o

comportamentoDieltrico do Motor

IEEE P95

P d T E l d


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Prova de Tenso Escalonada

Se aplica tenso aoisolamento de modomuito SEGURO

Teste No Destrutivo

O Stress que recebe o

isolamento muitssimo menorque um teste Hipot

IEEE P95

P d T E l d


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Prova de Tenso Escalonada

Resultado no Satisfatrio


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Step Voltage Test

Resultado no Satisfatrio


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TESTES COM MCEmax

TESTES DINMICOS

Online

Resultados MCE


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Resultados MCEMAXTestes Dinmicos

Partida e Retomada Comportamento da corrente e tenso na partida, retomada e

servio

Influncia do Estator e do Rotor

Condio do Rotor Anlise de barras rotricas

Ecentricidade

Demodulao em FFT Presena de Sinais Mecnicos

Relao Tenso X Corrente

Distoro Harmnica Total

Qualidade da Alimentao

Resultados MCE


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Resultados MCEMAXTestes Dinmicos

Qualidade do Sinal Fator de Crista

Distoro Harmnico Individual - NEMA Qualidade da Alimentao e Reclassificao

Relaes Tenso X Corrente

Demodulao em FFT

Presena de Sinais Mecnicos

Distoro Harmnica Total e Individual Qualidade da Alimentao

Testes Online


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TestesOnlineTeste da Alimentao

Para que serve: revela os principais parmetros dinmicos do motor emservio e com carga. Atravs dos valores medidos de Tenso e Corrente, e dosdados de projeto cadastrado, revela a real eficincia, potncia e, porprocessamento, a assinatura da corrente eltrica. Abrange as reas da

Qualidade da Alimentao e o estado de funciomento do Rotor, Estator eEntreferro.

Condio: Carga > 70% FLA

Durao: 4 segundos de captura do sinal

60 segundos de demodulao

Referncias:

Norma NEMA MG 1 - 14.35

IEEE Std 519-1992 Harmonic Control

Q lid d d Ali t


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Qualidade da Alimentao

Qualidade da Alimentao = Qualidade da Tenso Qualidade da Tenso afeta a performance do Motor

Desbalanceamento de Tenso Fase a Fase

NEMA MG-1 Recommendations

1% Desbal. Tenso = 6-7% Desbal. Corrente

Tenso de Alimentao vs. Tenso de Placa

Baixa vs. Alta

Harmonicas IEEE Voltage Distortion Limits

NEMA MG-1 Recommendations

Teste de Alimentao PdMA


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Teste de Alimentao PdMAResultados

Fund RMS Tot RMS C.F THD kW kVar kVA Pf

Voltage 1-2 376.49 472.93 1.57 28.14 Phase 1 93.32 162.95 187.78 0.82

Voltage 2-3 355.05 436.95 1.66 27.68 Phase 2 66.57 162.82 175.91 0.58

Voltage 1-3 343.07 442.51 1.64 30.85 Phase 3 51.96 112.43 123.85 0.76

Average 358.20 450.80 Total 211.85 438.20 487.54 0.72

% Imbalance 5.11 4.91 HVF 0.04 Power Sequence 211.85 202.58 293.12 0.72

%NEMA Derating 74.70 %NEMA Derating 98.42

Efficiency

Voltage 1 212.89 319.99 1.68 51.40

Voltage 2 222.05 320.67 1.55 48.01 Efficiency 95.72

Voltage 3 185.03 309.06 1.70 65.15 HP Output 271.98

Average 206.66 316.58 kW Output 202.78

% Imbalance 10.46 2.37 Torque Output 1595.54

Current Sequence

Current 1 537.50 586.83 1.99 18.24 Positive Negative Zero

Current 2 513.28 548.55 1.93 15.41 Volt Phase-Phase 357.93 19.70 0.00

Current 3 367.46 400.74 1.74 20.28 Volt Phase-Neutral 206.65 11.37 11.04

Average 472.75 512.04 Current 467.90 100.99 0.20

% Imbalance 22.27 21.74

% FLA 78.66 85.20

Self Angle Mutual Angle

Impedance Zero 0.44 43.30 0.45 282.62Positive 0.07 265.25 0.10 47.74

Real Magnitude Angle Negative 0.01 11.82 0.04 126.72

Phase 1 0.32 0.40 35.36

Phase 2 0.25 0.43 54.26 Phase Conf iguration Line to Neutral 120 Degree

Phase 3 0.38 0.50 40.16 Phase Rotation Clockw ise

% Imbalance 21.08

Presena de Cargas No Lineares: FVD

Teste de Alimentao PdMA


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Pgina de Resultados - Results

Tenso Fase a Fase

Corrente Fase a Fase

Tenso Mdia

Desbalanceamento Tenso

Tenso Fase Neutro

Impedncia Fase a Fase

Mdia

Desbalanceamento

% Corrente Plena Carga

Desbalanceamento


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TESTE PADRO DINMICOPgina de Resultados - Results

Fator de Crista

Contedo Harmnico Total - IEEE

Potncia

Fatores de Potncia

Eficincia e Torque

EMAX


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EMAX


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Limites de Tenso THD

IEEE Std 519-1992Nota: Sistema Geral, HarmnicaIndividual : Limite < 3%

Aplicaes

Especiais

Sistemas

Gerais

Sistemas

Dedicados

Tenso

THD3% 5% 10%

Profundidadede Fenda

10% 20% 50%

NEMA MG 1


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NEMA MG-1


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Harmonic Voltage Factor (HVF)NEMA MG-1

Reclassificao dePotncia de Motoresrelacionado aoDesbalanceamento de

Tenso Harmnicas de

Sequencias Negativasproduz rotao do fluxo

magntico oposto operao do motor.

Reclassificao no seaplica a Inversores de

Frequencia.

Corrente Senoidal a 53 21Hz


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Corrente Senoidal a 53.21Hz


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Tenso e Corrente no Tempo


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Corrente Senoidal a 53.19Hz

T S id l 53 19H


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Tenso Senoidal a 53.19Hz

Interpretaes Analticas


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Assinatura da Corrente EltricaCSA

Estudo analticodas componentes defrequencia contidas nosinal da CorrenteEltrica, com afinalidade de

identificar possveisanomalias no seuinterior.

-120

-100

-80

-60

-40

-20

046474849 5051 5253 5455 5657 5859 6061626364 656667686970 71727374

Amplitude (dB)

Frequency (Hz)

Low Res Spectrum (dB) -- 2A PULV SEAL AIR F AN 07/15/2002 02:04:57 PM

I 1I 2I 3

Teste Online CSA


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Estado do Rotor

Assinatura da Corrente Eltrica - CSA

Barras Quebradas

Teste Online CSA


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Estado do RotorX


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OBRIGADO

A TODOS

normalizacao em testes eletricos vitek

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