Guia de motores pulverizadores síncronos e de alto torque para serviço de britador

Por que equipamentos de britagem e pulverização precisam de motores específicos

Motores síncronos para britador e motores pulverizadores de alto torque existem para resolver o mesmo problema subjacente: os motores de indução padrão lutam com a carga de choque, as demandas cíclicas de torque e as condições de partida que o equipamento de britagem e pulverização impõe a um sistema de acionamento. Um britador de mandíbula ou moinho de martelo não puxa uma carga constante e previsível – o torque aumenta drasticamente toda vez que um pedaço de rocha, minério ou material emperra ou quebra sob a ação de britagem, e o motor tem que absorver esse pico sem parar ou tropeçar off-line.

Os motores síncronos são normalmente especificados para britadores grandes e de serviço contínuo — britadores giratórios e cônicos em operações de mineração e agregados — onde sua velocidade síncrona fixa e capacidade de corrigir o fator de potência proporcionam ganhos reais de eficiência em escala. Motores pulverizadores de alto torque, geralmente projetos de indução com construção de rotor reforçada , são escolhidos para moinhos e pulverizadores onde o torque de partida e a capacidade de sobrecarga sustentada sob carga cíclica são mais importantes do que os benefícios do fator de potência que os motores síncronos fornecem.

Torque inicial: a especificação que é subestimada

Trituradores e pulverizadores são frequentemente acionados sob carga – com o material já na câmara de britagem, em vez de uma condição de inicialização vazia – o que exige um torque de partida significativamente maior do que um motor de uso geral com a mesma potência fornece.

Faixas típicas de torque de partida por projeto de motor e sua adequação para equipamentos de britagem.

Especificar apenas pela potência, sem verificar o torque de partida em relação ao requisito real de partida com carga do equipamento, é um dos erros de seleção de motor mais comuns e caros nesta categoria de equipamento – um motor subestimado pode funcionar bem em um teste de carga leve, mas travar ou desarmar repetidamente quando o material estiver realmente alimentando o britador.

Por que os motores síncronos fazem sentido em maior escala

Os motores síncronos funcionam a uma velocidade fixa bloqueada na frequência de alimentação elétrica, em vez da velocidade dependente do escorregamento de um motor de indução, e isso oferece duas vantagens que são mais importantes em grandes instalações de serviço contínuo:

• Correção do fator de potência — um motor síncrono superexcitado pode fornecer energia reativa avançada ao sistema elétrico da planta, compensando o fator de potência atrasado de outras cargas de indução e reduzindo as penalidades do fator de potência da concessionária.
• Maior eficiência em grandes cavalos de potência — os motores síncronos geralmente mantêm maior eficiência do que motores de indução comparáveis em classificações acima de aproximadamente 1.000 HP, que é onde normalmente operam grandes britadores giratórios e cônicos

Abaixo dessa escala, o custo adicional e a complexidade dos sistemas de excitação de motores síncronos e dos equipamentos de partida geralmente superam a eficiência e os benefícios do fator de potência, razão pela qual aplicações de britagem e pulverização de pequeno e médio porte usam mais comumente projetos de indução de alto torque.

Construção de rotor e rolamento para durabilidade de carga de choque

Além da classificação de torque, a construção mecânica de um motor para serviço de britador ou pulverizador difere dos projetos de uso geral de maneiras que afetam diretamente a vida útil sob cargas de choque repetidas:

1. As barras reforçadas do rotor e os anéis finais são projetados para lidar com o estresse térmico e mecânico de partidas repetidas de alta corrente e picos de torque sem rachar ou afrouxar com o tempo.
2. Rolamentos reforçados, muitas vezes superdimensionados em relação à potência nominal do motor, são especificados para absorver a carga de choque radial transmitida de volta através do acoplamento de acionamento proveniente da ação de esmagamento.
3. O projeto robusto do eixo e do acoplamento leva em conta a carga de choque torcional exclusiva dos equipamentos de britagem, uma vez que um eixo dimensionado apenas para torque em estado estacionário pode fadigar e falhar sob cargas de impacto repetidas muito antes de sua vida útil nominal.

Um motor classificado para a potência e torque corretos, mas construído de acordo com um padrão geral de serviço industrial, em vez de um padrão de serviço de britador/pulverizador, geralmente apresenta falha prematura do rolamento ou do rotor, especificamente porque a construção mecânica não foi projetada para carga de choque em primeiro lugar.

Perguntas para confirmar antes de especificar um motor

Alguns detalhes da aplicação determinam se um motor de indução síncrono ou de alto torque é o ajuste certo, e errar no estágio de especificação é muito mais caro para corrigir do que acertar antecipadamente:

• Qual é o torque de partida real carregado, com base no fato de o equipamento partir vazio ou sob carga de material?
• Em que faixa de potência a instalação se enquadra, uma vez que esse limite determina em grande parte se os benefícios do motor síncrono justificam a complexidade adicional do sistema?
• Qual método de partida está disponível no local – tensão total, tensão reduzida ou partida suave – já que isso afeta tanto a seleção do motor quanto a infraestrutura elétrica necessária para suportá-lo?

Trabalhar com essas questões com os dados do ciclo de trabalho do fabricante do equipamento em mãos, em vez de confiar em uma pesquisa genérica de potência por motor, é a maneira mais confiável de evitar a subespecificação de um motor para as cargas de choque que o equipamento de esmagamento e pulverização realmente produz.