abinee tec abinee tec 2007 2007 · mec c 1.1 a 45 kw 200-240 v e 380-480 v potências / tensões...

ABINEE TEC2007

FLUXO FLUXO TIMOTIMO

APLICADO A INVERSORES DE APLICADO A INVERSORES DE

FREQFREQNCIA PARA ECONOMIA NCIA PARA ECONOMIA

DE ENERGIADE ENERGIA

Norton Petry Norton Petry Gerente de Desenvolvimento Gerente de Desenvolvimento

WEG AutomaWEG Automaoo

ABINEE TEC 2007ABINEE TEC 2007

ABINEE TEC2007


MinimizaMinimizao de perdas em motores de o de perdas em motores de

induinduo operando em baixas rotao operando em baixas rotaeses

FunFuno o FLUXO FLUXO TIMOTIMO patenteada e patenteada e

implementada na nova geraimplementada na nova gerao de o de

inversores CFW11inversores CFW11

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MEC CMEC C

1.1.1 a 45 kW1 a 45 kW

200200--240 V e 380240 V e 380--480 V480 V

Potncias / tenses mais altas em desenvolvimento Potncias / tenses mais altas em desenvolvimento

(at(at 2000 kW / 690 V)2000 kW / 690 V)

MEC BMEC B

MEC AMEC A

O CFWO CFW--11 VEM COMPLETO, PRONTO PARA 11 VEM COMPLETO, PRONTO PARA PLUGPLUG--ANDAND--PLAYPLAY

PARA A MAIORIA DAS APLICAPARA A MAIORIA DAS APLICAES INDUSTRIAIS ES INDUSTRIAIS

MEC DMEC D

INVERSOR DE FREQINVERSOR DE FREQNCIANCIA

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Conexes de forConexes de fora feitas a feitas

diretamente diretamente alimentaalimentao da linha,o da linha,

sem necessidade de filtros ou sem necessidade de filtros ou

reatnciareatncia

Frenagem dinmica incorporadaFrenagem dinmica incorporada

Ampla faixa de operaAmpla faixa de operao de o de

temperatura sem redutemperatura sem reduo de o de

corrente (corrente (--10105050C)C)

SStarttart--upup OrientadoOrientado guiandoguiando o o

usuusurio atravrio atravss da programada programao o

necessnecessriaria

CONCEITO AMPLO DE CONCEITO AMPLO DE PLUGPLUG--ANDAND--PLAYPLAY

PARA POTNCIA E CONTROLEPARA POTNCIA E CONTROLE

SLOT4SLOT4

SLOT3SLOT3

Memory CardMemory Card

SLOT1SLOT1

SLOT2SLOT2


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AcessAcessrios de controle (como expanso de E/S, interfaces de rios de controle (como expanso de E/S, interfaces de

comunicacomunicao e encoder) so facilmente instalados e o e encoder) so facilmente instalados e

automaticamente configuradosautomaticamente configurados

Conexo USB com o PC, executando software Conexo USB com o PC, executando software SUPERDRIVESUPERDRIVE

(em ambiente WINDOWS), para programa(em ambiente WINDOWS), para programao, monitorao, monitorao e o e

diagndiagnsticostico

IHM possui IHM possui display grdisplay grfico, backlight e fico, backlight e teclas teclas softsoft--keyskeys para fpara fcil cil

operaoperao (tipo telefone celular)o (tipo telefone celular)

Ajuste automAjuste automtico tico para o modo de controle vetorialpara o modo de controle vetorial

CONCEITO AMPLO DE CONCEITO AMPLO DE PLUGPLUG--ANDAND--PLAYPLAY PARA PARA

POTNCIA E CONTROLEPOTNCIA E CONTROLE


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POSSIBILIDADES DE MONTAGEMPOSSIBILIDADES DE MONTAGEM

SuperfSuperfcie cie -- IP21/IP20IP21/IP20

FlangeFlange

Dissipador atravDissipador atravs da s da

placa de montagemplaca de montagem

ProteProteo IP54o IP54

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Montagem lado a lado (IP20) sem espaMontagem lado a lado (IP20) sem espaamento: painamento: painis mais compactos is mais compactos

RemovaRemova a a tampatampa superiorsuperior

IP20IP20


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IP21 / IP21 / NemaNema 1 / IP20 com kit 1 / IP20 com kit eletrodutoeletroduto


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Display Display grgrficofico

Soft keys Soft keys parapara ffcilcil operaoperaoo

StartStart--up up orientadoorientado

Backlight Backlight

RelRelgiogio emem Tempo Real (RTC)Tempo Real (RTC)

SoftSoft--key key

direitadireita

SoftSoft--key key

esquerdaesquerda

SeleSeleoo de de idiomasidiomas

FunFunoo CopyCopy

PlugPlug--inin

IHM IHM RemotaRemota (IP56)(IP56)

INTERFACE HOMEMINTERFACE HOMEM--MMQUINAQUINA

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ProgramaProgramaoo, , comandocomando e e monitoramonitoraoo

LL parametrosparametros do drivedo drive

EscreveEscreve parametrosparametros no driveno drive

ConexoConexo USB USB

FunFunoo Trace / ScopeTrace / Scope

DocumentaDocumentaoo dada aplicaaplicaoo

Conexo USBConexo USBSoftware SUPERDRIVE (WINDOWS)Software SUPERDRIVE (WINDOWS)

SOFTWARESOFTWARE

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Conexo USBConexo USB

O usuO usurio pode criar seu prrio pode criar seu prprio software de aplicaprio software de aplicao e fazer o o e fazer o

download para o CFWdownload para o CFW--11 padro via porta USB 11 padro via porta USB

SOFTSOFT--CLP CLP IEC 61131IEC 61131--3 3 -- SOFTWARE DE PROGRAMASOFTWARE DE PROGRAMAO O

SOFTWARESOFTWARE

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OperaOperao normal ou severa adaptandoo normal ou severa adaptando--se a qualquer tipo de carga:se a qualquer tipo de carga:

1.1 x I1.1 x Inominal nominal @ 60s @ 50@ 60s @ 50CC




Controle automControle automtico do ventilador do dissipador, com sensor de tico do ventilador do dissipador, com sensor de

velocidade (protevelocidade (proteo adicional) e facilmente destaco adicional) e facilmente destacvel vel

para limpeza e reposipara limpeza e reposioo

Possibilidade de conexo em rede IT Possibilidade de conexo em rede IT

Normal DutyNormal Duty

Heavy DutyHeavy Duty

CARACTERCARACTERSTICASSTICAS

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Alarmes permitem que o usuAlarmes permitem que o usurio entre em ario entre em ao antes da mo antes da mquina pararquina parar

Os Os ltimos 10 erros podem ser vistos com a data/hora individualmenteltimos 10 erros podem ser vistos com a data/hora individualmente

O conteO contedo de varido de variveis importantes no instante que o veis importantes no instante que o ltimo erro ltimo erro

aconteceu (como velocidade, corrente, tenso, etc...) podem ser aconteceu (como velocidade, corrente, tenso, etc...) podem ser

visualizadosvisualizados

Alarmes e erros so precisamente Alarmes e erros so precisamente

definidos para facilitar a definidos para facilitar a

identificaidentificao das falhaso das falhas

FunFuno TRACE utilizando um PC o TRACE utilizando um PC

FUNFUNES DE DIAGNES DE DIAGNSTICOSTICO

ABINEE TEC2007

MOTOR COM VENTILAMOTOR COM VENTILAO O

INDEPENDENTEINDEPENDENTE

MOTOR AUTOMOTOR AUTO--VENTILADOVENTILADO

CURVAS DE DERATING

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

[f/fn] - Freqncia (p.u.)

[TR

] -

To

rqu

e A

pli

cve

l (p

.u.)


MinimizarMinimizar as as perdasperdas totaistotais do motor de do motor de induinduoo triftrifsicosico

DeterminarDeterminar umauma curvacurva de de fluxofluxo queque minimize as minimize as perdasperdas totaistotais do do

motor motor emem funfunoo dada frequnciafrequncia..

TornarTornar o motor o motor aptoapto a a fornecerfornecer torque torque constanteconstante nasnas freqfreqnciasncias

baixasbaixas de de operaoperaoo, , evitandoevitando sobredimensionamentosobredimensionamento e/oue/ou usouso

de de ventilaventilaoo independenteindependente

OBJETIVOS OBJETIVOS

ABINEE TEC2007

MOTOR COM VENTILAMOTOR COM VENTILAO O

INDEPENDENTEINDEPENDENTE

MOTOR AUTOMOTOR AUTO--VENTILADOVENTILADO

CURVAS DE DERATING

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

[f/fn] - Freqncia (p.u.)

[TR

] -

To

rqu

e A

pli

cve

l (p

.u.)


MinimizarMinimizar as as perdasperdas totaistotais do motor de do motor de induinduoo triftrifsicosico

DeterminarDeterminar umauma curvacurva de de fluxofluxo queque minimize as minimize as perdasperdas totaistotais do do

motor motor emem funfunoo dada frequnciafrequncia..

TornarTornar o motor o motor aptoapto a a fornecerfornecer torque torque constanteconstante nasnas baixasbaixas de de

freqfreqnciasncias de de operaoperaoo, , evitandoevitando sobredimensionamentosobredimensionamento e/oue/ou

usouso de de ventilaventilaoo independenteindependente

OBJETIVOS OBJETIVOS

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VelocidadeVelocidade::

Torque:Torque:

FluxoFluxo::

I . k = T 2m.1

fV k

1

1m .2=

VARIAVARIAO DE VELOCIDADE DO MOTOR DE INDUO DE VELOCIDADE DO MOTOR DE INDUOO

fE

m

psfn )1.(.120 1 =

22

201 III +=


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TensoTenso

TorqueTorque

PotnciaPotncia


VelocidadeVelocidade::

Torque:Torque:

FluxoFluxo::

I . k = T 2m.1

fV k

1

1m .2=

psfn )1.(.120 1 =

VARIAVARIAO DE VELOCIDADE DO MOTOR DE INDUO DE VELOCIDADE DO MOTOR DE INDUOO

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AS PERDAS DO MOTOR:AS PERDAS DO MOTOR:

pi Perdas que dependem da corrente. Perdas Joule no enrolamento do estator e nas barras do rotor.

2Ipi

pfe Perdas que dependem da induomagntica, freqncia e qualidade do material ferromagntico. Perdas no ferro. y

xx

mx

f

fEB

pfe

pm Perdas que dependem da rotao. Perdas mecnicas por atrito e ventilao.

33 fnpm

p = pi + pfe + pm


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Perdas no ferroPerdas devido corrente totalOBS.: valores por unidade.

244

20

202

22

ffEpf

fEpkk

fE

kkpp nFnHinimTin

+

+

+

=

CCLCULO DAS PERDAS GLOBAIS DO MOTOR DE INDULCULO DAS PERDAS GLOBAIS DO MOTOR DE INDUOO

p = pi + pfe + pm


;00n

ni IIk = ;0

x

i fEk

= 3fkm

=Tk Fator de atenuao do torque

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24

nF

4

nH2

0i2

n0i2

2m

2T

in ffEpf

fEpkk

fE

kkpp

+

+

+

=


ABINEE TEC2007

Freqncia (p.u.)

Perd

as

To

tais

(p.u

.)

PERDAS TOTAIS X FREQPERDAS TOTAIS X FREQNCIANCIA

Para Para diferentesdiferentes valoresvalores de V/fde V/f


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V/f = -0.31*f + 1.31

V/f = 0.509*f4 - 1.692*f3 + 1.888*f2 - 1.113f + 1.406

1,00

1,05

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00Freqencia [p.u.]

V/f

[p.u

.]

CURVA V/f X FREQCURVA V/f X FREQNCIANCIA

Para Para minimizaminimizaoo dasdas perdasperdas totaistotais


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RESULTADOS EXPERIMENTAISRESULTADOS EXPERIMENTAIS

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00Freqncia [p.u.]

Perd

as

To

tais

[p

.u.]

V/f Otimizado (clculo)

V/f Constante (clculo)

V/f Otimizado (ensaio)

Motor 40 Motor 40 cvcv 4 4 pploslos


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IMPLEMENTAIMPLEMENTAO E VALIDAO E VALIDAO DA CURVA DE FLUXO O DA CURVA DE FLUXO TIMOTIMO

RESULTADOS DE ENSAIOS DE ELEVARESULTADOS DE ENSAIOS DE ELEVAO DE TEMPERATURA S1 (K)O DE TEMPERATURA S1 (K)

Motores Alto Rendimento - 4 plos

Fonte Freq. operao Fluxo 5 cv 20 cv 50 cv 150 cv

constantetimo

constante 72.8 79.8 122.3 100.3timo 72.8 62.4 79.8 82.6

constante 101.0 104.7 125.3timo 77.8 67.7 88.1 83.2

constantetimo 82.8 80.6 115.8 97.4

51.3

15 Hz

10 Hz

67.750.3 48.1 53.8

86.6

60 Hz senoidal constante

Con

vers

or

Rede

5 Hz

59.1 77.760 Hz


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RESULTADORESULTADO

CURVAS DE REDUO DE TORQUE

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6[f/fn] - Freqncia (p.u.)

[TR]

- To

rqu

e a

plic

vel (p

.u.)

Fluxo timo (105 K) Fluxo timo (80 K) Fluxo constante (105 K) Fluxo constante (80 K)


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CONCLUSESCONCLUSES

ForamForam determinadasdeterminadas relarelaeses de de fluxofluxo magnmagnticotico queque, , emem funfunoo dada

freqfreqnciancia de de operaoperaoo, , minimizamminimizam as as perdasperdas totaistotais dos dos motoresmotores de de

induinduoo alimentadosalimentados porpor conversoresconversores estestticosticos de de freqfreqnciancia

Os Os resultadosresultados de de ensaiosensaios com com fluxofluxo timotimo validaramvalidaram a a ttcnicacnica

desenvolvidadesenvolvida parapara minimizaminimizaoo dasdas perdasperdas do motordo motor

A A curvacurva de de fluxofluxo timotimo foifoi implementadaimplementada no CFW11 no CFW11 -- produtoproduto com com

patentepatente requeridarequerida -- possibilitandopossibilitando a a automatizaautomatizaoo do do recursorecurso

EconomiaEconomia de de energiaenergia -- sobredimensionamentosobredimensionamento do motor e do motor e ventilaventilaoo

independenteindependente desnecessdesnecessriosrios emem aplicaaplicaeses com com cargascargas de torque de torque

constanteconstante emem baixasbaixas freqfreqnciasncias


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MUITO MUITO OBRIGADO!OBRIGADO!

Norton Petry Norton Petry [email protected]@weg.net

abinee tec abinee tec 2007 2007 · mec c 1.1 a 45 kw 200-240 v e 380-480 v potências / tensões...

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