O que causa o curto-circuito da armadura do motor de arranque?

O curto-circuito da armadura é uma grave falha elétrica dentro dos motores de arranque CC. Inclui um curto de volta a volta entre enrolamentos de cobre e um curto de enrolamento a terra contra o núcleo metálico da armadura. Uma vez que este defeito ocorre, o arranque gira lentamente, desenha corrente excessiva, sobreaquece rapidamente, funciona intermitentemente ou se recusa a manobra. Aparece amplamente em carros de passageiros, caminhões a diesel, máquinas agrícolas e de construção. As causas principais envolvem danos térmicos, contaminação de óleo e umidade, impacto mecânico, envelhecimento de fabricação e detritos condutores estrangeiros.

O estresse térmico excessivo é o principal gatilho. O arranque é projetado para curto trabalho de manivelagem intermitente. Manivelagem repetida de longa duração sem intervalos de resfriamento cria alta temperatura dentro da carcaça selada. O alto calor derrete a fina camada de isolamento de verniz que cobre os fios de cobre da armadura. Condutores de enrolamento adjacentes tocam uns aos outros, criando curto-circuito turn-to-turn. Em eventos de sobreaquecimento graves, como o arranque que continua a funcionar após a inicialização do motor, o isolamento queima completamente e os enrolamentos curtos diretamente ao núcleo de ferro da armadura. Mesmo os iniciadores de uso normal sofrerão degradação do isolamento após anos de ciclo térmico.

A intrusão de óleo, gordura e umidade aumenta muito o risco de curto-circuito. Óleo do motor, óleo da caixa de engrenagens ou água se infiltram na carcaça do arranque através de vedações do eixo e lacunas de montagem. O óleo se mistura com a poeira de carbono de escovas desgastadas e forma lama condutora. Este contaminante acumula-se dentro das fendas de enrolamento da armadura e das lacunas do comutador. O óleo quebra o desempenho original do isolamento. Os fios de cobre podem vazar corrente para o núcleo de ferro, causando curto-circuito de enrolamento a terra. Em ambientes de trabalho de alta umidade, a condensação de umidade cria caminhos condutores entre as viradas de enrolamento.

Impacto mecânico e abrasão física danos isolamento da armadura. Impacto violento da engrenagem do anel do volante danificado transmite força de choque para a armadura. Colisão repetida esfrega e arranha enrolamento isolamento em aberturas de fenda. A vibração durante a longa vida útil faz com que os fios de enrolamento se deslocam dentro das fendas. Bordas afiadas do núcleo de ferro cortado através do revestimento de verniz. O isolamento fendido cria contato direto metal-a-metal entre condutores de cobre. Além disso, rolamentos de armadura desgastados produzem oscilação do eixo radial. A armadura offset esfrega contra a carcaça interna do arranque, raspando o isolamento do enrolamento e desencadeando o curto-circuito do solo.

A contaminação condutora de resíduos estrangeiros não pode ser ignorada. Pó de carbono de escovas desgastadas, chips de metal e poeira de moagem gerada pelo desgaste da engrenagem deriva em fendas de enrolamento da armadura. Estas partículas condutoras pontam lacunas isoladas entre fios de cobre ou entre enrolamentos e núcleo de ferro. A poeira de carbono também preenche as fendas entre as barras do comutador, levando a curto-circuito de segmento a segmento.

Uma pequena parte do curto-circuito da armadura vem de defeitos originais de fabricação. Pobre colocação de enrolamento, impregnação insuficiente de verniz e minúsculas falhas de isolamento podem estar latentes. Estes defeitos escondidos se desenvolvem gradualmente em curto-circuito óbvio sob calor de trabalho e vibração.

Uma vez que o curto-circuito da armadura se desenvolve, a substituição simples da escova de carbono não pode restaurar o desempenho do arranque. Os técnicos usam o teste de resistência multimétrico e o teste de roscador para detectar curto-circuitos de viragem a viragem e enrolamento a terra. Na maioria das oficinas de campo, a armadura danificada não pode ser reparada e requer substituição da armadura ou montagem de arranque completa.

A solução de problemas também deve eliminar as causas fundamentais: evitar a manivelagem abusiva durante longos períodos, corrigir pontos de vazamento de óleo perto do conjunto de arranque, resolver danos à engrenagem do volante e substituir rolamentos desgastados. A instalação de um novo arranque sem fixar esses gatilhos externos levará a falhas repetidas de curto-circuito da armadura, aumentando os custos de reparação de equipamentos mecânicos a combustível.

APA 7ª Edição

Saini, R. (2024). Análise das causas fundamentais das falhas de curto-circuito da armadura em motores de arranque CC.*International Journal of Automotive Rotating-Component Fault Research*, 10(2), 47-54.

MLA 9ª Edição

Saini, Rakesh. “Análise da causa-raiz das falhas de curto-circuito da armadura em motores de arranque de CC.”*International Journal of Automotive Rotating-Component Fault Research*, vol.10, no.2,2024, pp.47-54.

Formato IEEE

[1]R.Saini, “Análise da causa-raiz das falhas de curto-circuito da armadura em motores de arranque de corrente continua”, *Int.J.Autom. Rotação. Composição. Fault Res.*,vol.10,n.2,pp.47-54,2024.