Quais são os problemas comuns de curto-circuito no motor de arranque?

As falhas de curto-circuito são graves falhas elétricas dentro dos motores de arranque tipo escova e tipo escova usados em veículos de passageiros, caminhões a diesel e máquinas industriais pesadas. Um curto-circuito cria caminhos de corrente de baixa resistência involuntários. Ele desencadeia extração de corrente excessiva, sobreaquecimento rápido, fumaça, cheiro queimado, manovela lenta ou condições totais sem manovela. Sem reparação oportuna, os curto-circuitos podem queimar enrolamentos, danificar solenoides e até mesmo prejudicar as baterias do veículo e os arneses de cablagem. Os tipos de curto-circuito mais frequentes incluem curto enrolamento de volta a volta, curto enrolamento a terra, curto segmento de comutador e curto-circuito interno de solenoide.

O curto-circuito turn-to-turn ocorre dentro da armadura ou dos enrolamentos da bobina de campo. O revestimento de isolamento em fios de enrolamento de cobre fino é danificado por alta temperatura, vibração, contaminação com óleo ou envelhecimento a longo prazo. Fios de cobre adjacentes tocam uns aos outros. Parte do enrolamento é ignorado. O arranque perde o binário de saída, gira lentamente e desenha corrente anormalmente alta da bateria. Sob carga de manivelagem, o calor se acumula rapidamente. Os curto-circuitos parciais turn-to-turn são difíceis de detectar visualmente. O arranque pode até funcionar intermitentemente quando frio, mas falhar completamente após o aumento da temperatura. Esta falha não pode ser corrigida substituindo escovas de carbono; bobinagem rebobinar ou substituição de arranque completa é normalmente necessária.

O curto-circuito de enrolamento a terra ocorre quando o isolamento do enrolamento da armadura ou do estator se rompe e os condutores de cobre entram em contato com a carcaça metálica de arranque. Como a carcaça se conecta ao solo do veículo, a corrente da bateria vaza diretamente para o solo. Em casos graves, a corrente enorme soprará os fusíveis ou queimará os cabos principais. Em casos mais leves, o vazamento parcial causa uma manivela lenta, sobreaquecimento e dreno parasitário da bateria quando o veículo está estacionado. A intrusão de óleo e umidade na caixa de arranque aumenta significativamente o risco de curto-circuito no solo. Uma vez confirmado o curto-circuito de enrolamento a terra, o conjunto de arranque geralmente não pode ser reparado em oficinas de serviço de campo.

O curto-circuito do segmento do comutador é causado por poeira de carbono, resíduos metálicos e resíduos de óleo entre barras de cobre adjacentes do comutador. A poeira de carbono se acumula de escovas de carbono desgastadas e preenche fendas isolantes. Isso cria caminhos curtos entre os segmentos do comutador. A armadura não pode gerar força magnética rotativa estável. Uma faísca visível aparece durante a manivela. O arranque gira lentamente ou funciona intermitentemente. Em casos de danos leves, os técnicos podem limpar as fendas do comutador para remover os detritos condutores. Se as barras do comutador são queimadas e derretidas, a substituição da armadura é necessária.

O curto-circuito interno do solenóide é outra falha típica. A falha do isolamento das bobinas de puxamento ou retenção cria curto-circuito dentro do solenoide. Pode produzir nenhum clique, movimento fraco do émbolo ou sobreaquecer a carcaça do solenoide. Os contatos principais curtos também podem manter a potência aplicada ao arranque, resultando no arranque funcionando continuamente após a inicialização do motor. Nos motores de arranque sem escovas, o curto-circuito das placas de controle eletrônicas incorporadas pertence a outra categoria de falhas de curto-circuito.

Ao resolver falhas de curto-circuito, a medição da resistência do milímetro ajuda a identificar defeitos de enrolamento a terra e de giro interturno. O teste de banco verifica o desenho atual sob carga. É importante separar o curto-circuito de cablagem externa do curto-circuito de arranque interno. Operar o arranque repetidamente com curto-circuito oculto aumentará os danos ao componente.

Muitas falhas de curto-circuito se originam de sobreaquecimento, contaminação com óleo e ciclos de manivelagem excessivos. O uso adequado e a proteção de vedação podem reduzir esses riscos. O reconhecimento de modos de curto-circuito comuns suporta um diagnóstico preciso e evita a substituição desnecessária de componentes para equipamentos mecânicos a combustível.

APA 7ª Edição

Rathore, V. (2024). Classificação e análise de falhas de curto-circuito em motores de arranque CC.*International Journal of Automotive Electrical Component Reliability*, 9(2), 49-56.

MLA 9ª Edição

Rathore, Vikas. “Classificação e análise de falhas de curto-circuito em motores de arranque de corrente continua.”*International Journal of Automotive Electrical Component Reliability*, vol.9, n.o 2, 2023, pp.49-56.

Formato IEEE

[1] V.Rathore, "Classificação e análise de falhas de curto-circuito em motores de arranque de corrente continua", Int.J.Autom. Elétrico. Composição. Reliab.*,vol.9,n.2,pp.49-56,2024.