Como uma fábrica de usinagem de precisão reduziu as falhas de motor em 45% com o relé de monitoramento de tensão SN-63 da SINGI

Contexto do cliente

Uma operação de usinagem de precisão de porte médio no delta do rio Yangtzé fornece componentes usinados por CNC para fabricantes de equipamentos originais (OEM) do setor automotivo e de equipamentos industriais. A fábrica opera 24 horas por dia, 7 dias por semana, em três turnos, com mais de 200 máquinas conectadas a uma rede de distribuição trifásica de 380 V. Sua equipe de engenharia gerencia uma ampla variedade de equipamentos, de motores de fuso a bombas de refrigerante, todos os quais dependem de qualidade de energia estável.

O aumento dos custos de energia e os prazos de entrega rigorosos pressionam a fábrica a manter todas as linhas de produção em operação. Uma única parada não planejada poderia atrasar a montagem subsequente e acionar cláusulas de penalidade. A instalação já havia investido em manutenção preventiva, mas as falhas elétricas continuavam sendo a maior fonte de paradas.

Desafios e pontos de dor

As queimas de motores ocorriam aproximadamente duas vezes por mês. Quando um motor de fuso falhava, os custos de reparo ficavam em média em US$ 3.500, e a linha permanecia parada de 6 a 10 horas. A causa raiz foi atribuída à perda de fase, subtensão ou sequência de fases invertida, provocadas por flutuações da rede e conexões soltas nos quadros de distribuição.

Em um incidente, um desequilíbrio de tensão de 15% passou despercebido por várias horas. O motor superaqueceu, o isolamento se rompeu e a unidade teve de ser substituída. A fábrica perdeu US$ 18.000 em uma semana devido a duas falhas desse tipo, incluindo peças de reposição, horas extras de trabalho e embarques perdidos.

A equipe de manutenção tentou várias soluções. As verificações manuais de tensão consumiam muito tempo e só detectavam os problemas depois que o equipamento já havia sido danificado. Os relés térmicos de sobrecarga básicos ofereciam alguma proteção, mas não conseguiam detectar perda de fase ou subtensão com antecedência suficiente. A fábrica precisava de um relé dedicado capaz de monitorar a tensão continuamente e desconectar a carga antes que ocorressem danos.

Por que escolher o SINGI SN-63?

Após avaliar várias opções, o gerente de engenharia escolheu o relé de monitoramento de tensão SN-63 da SINGI. A decisão se resumiu a três fatores:

• Proteção completa: O SN-63 monitora perda de fase, sequência de fases, sobretensão e subtensão em um único dispositivo compacto para trilho DIN. Ele reage em 100 ms, o que é suficiente para proteger motores sensíveis.
• Limites ajustáveis: O relé permite ajustes de atraso separados para subtensão e sobretensão, permitindo que a fábrica adapte a proteção às características específicas de cada motor.
• Confiabilidade: O SN-63 utiliza uma saída de relé de alta capacidade classificada para 10 A, e sua carcaça está em conformidade com a resistência à chama UL94 V-0. A qualidade de construção deu à equipe de manutenção confiança para o uso industrial contínuo.

A equipe de engenharia também comparou alternativas de outras marcas, mas a maioria exigia transformadores de corrente externos ou não tinha detecção de sequência de fases. O SN-63 funcionou imediatamente com uma simples conexão trifásica, o que reduziu o esforço de instalação e evitou custos adicionais com componentes.

Processo de implementação e aplicação

A implantação levou quatro semanas, começando pelas linhas de produção mais críticas. A equipe de manutenção seguiu um plano estruturado:

1. Auditaram os quadros de distribuição principais e identificaram os motores mais expostos a irregularidades de tensão.
2. Instalaram relés SN-63 nos painéis de controle desses motores, ligando-os em série com a bobina do contator.
3. Configuraram os limiares de disparo e os ajustes de atraso com base na tensão nominal e nas características de partida de cada motor.
4. Testaram a função de disparo com uma simulação de perda de fase, desconectando uma linha de alimentação durante uma operação supervisionada.
5. Ampliaram a instalação para todos os equipamentos secundários, incluindo bombas, ventiladores e sistemas transportadores.

Uma dificuldade típica surgiu com as correntes de inrush. Alguns motores grandes causavam quedas momentâneas de tensão que faziam o relé disparar durante a partida, mesmo que o suprimento estivesse saudável. A solução foi ajustar o retardo de disparo para 100 ms e usar o recurso de retardo de partida do SN-63, que ignora as quedas de tensão durante os primeiros segundos após a energização. Isso eliminou os disparos intempestivos sem reduzir a proteção.

Resultados e conquistas quantificadas

Após seis meses de operação, a fábrica registrou melhorias mensuráveis:

• As falhas de motor caíram 45%. Apenas três motores foram danificados no período de seis meses, em comparação com onze nos seis meses anteriores.
• As paradas não planejadas caíram 40%. As paradas relacionadas à eletricidade diminuíram de 34 horas para 20 horas por mês.
• Os custos de manutenção foram reduzidos em US$ 12.000 por trimestre. Menos rebobinamentos de motor e peças de reposição reduziram o orçamento de reparos.
• As horas extras caíram 25%. A equipe de manutenção passou menos tempo respondendo a falhas de emergência e pôde se concentrar nas tarefas programadas.

A confiabilidade das entregas também melhorou. A fábrica cumpriu sua meta de embarques pontuais por quatro meses consecutivos, em comparação com atrasos ocasionais no período anterior. O gerente de engenharia estimou que o SN-63 se pagou em seis semanas apenas com base nas reparações evitadas.

Depoimento do cliente

"O SN-63 nos deu uma visão clara do que está acontecendo com nosso fornecimento de energia. Antes, descobríamos os problemas de tensão depois que um motor já havia falhado. Agora o relé desliga o circuito antes que ocorram danos, e podemos diagnosticar o problema com calma", disse o gerente de manutenção elétrica da fábrica.

Ele acrescentou: "A instalação foi simples, e a montagem em trilho DIN facilitou a adaptação aos painéis existentes. Agora ele é um componente padrão em todos os nossos novos painéis de controle."

Lições e recomendações

Esta aplicação oferece lições práticas para outras instalações de fabricação:

• Proteja conforme a condição, e não diante da falha. Os relés de monitoramento de tensão são baratos em comparação com o custo de uma única falha de motor. Conectá-los aos circuitos dos contatores fornece uma camada de segurança com bom custo-benefício.
• Ajuste os retardos com cuidado. Ajustar o retardo de disparo para acomodar as correntes de partida do motor é essencial para evitar disparos indesejados. Aplique o retardo proporcionado pela função de partida do SN-63 em vez de desativar a proteção por completo.
• Comece pelos equipamentos críticos. Auditar primeiro as linhas mais propensas a falhas gera confiança e proporciona retorno rápido, facilitando a justificativa da adoção em toda a planta.

Se o projeto fosse repetido, a equipe instalaria relés SN-63 tanto nos quadros de distribuição principais quanto nos circuitos individuais dos motores. Isso detectaria desequilíbrios de tensão a montante antes que afetassem várias cargas, adicionando outra camada de proteção.

Normas do setor e referências

O relé de monitoramento de tensão SINGI SN-63 é projetado para uso em sistemas de manobra e controle de baixa tensão. As seguintes normas são relevantes ao integrar esses relés em instalações elétricas industriais:

• IEC 60947-1: Aparelhagem de manobra e controle de baixa tensão – Parte 1: Regras gerais (edição de 2020).
• GB/T 14048.1-2019: Aparelhagem de manobra e controle de baixa tensão – Parte 1: Regras gerais.
• IEC 61439-1: Conjuntos de aparelhagem de manobra e controle de baixa tensão – Parte 1: Regras gerais (edição de 2020).

Essas normas definem os requisitos de desempenho, segurança e ensaio que os relés de monitoramento devem atender para garantir operação confiável em ambientes industriais.