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Metodologia para redimensionamento

motriz: estudo de caso

Prof. Dr. MÁRIO CÉSAR GIACCO RAMOS

Ramos Engenharia

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PALESTRANTE:

Prof. Dr. MÁRIO CÉSAR GIACCO RAMOS

Engenheiro Eletricista pela Universidade de Mogi das Cruzes

Cursos de Especialização em Manutenção Industrial na Alemanha.

Engenheiro de Segurança do Trabalho pela Universidade de Mogi das

Cruzes.

Professor do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Mogi

das Cruzes

Mestre em Sistemas de Potência (Conservação de Energia Elétrica)

pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. C

Coordenador do Curso de Especialização em Engenharia de Segurança

do Trabalho na Universidade de Mogi das Cruzes

Diretor do Colégio Técnico UMCTEC

Doutor em Sistemas de Potência (Qualidade de Energia Elétrica) pela

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

Sócio da Empresa Ramos Engenharia (Consultoria e Treinamento)

Metodologia pararedimensionamento

motriz: estudo de caso

Mário César Giacco Ramos

INDUSTRIAL

0%

20%

40%

60%Motores

Aquecimento

Calor processo

Eletroquímica

Outros

Distribuição do consumo de energia elétrica por uso

final no Brasil

GLOBAL

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

Cond.Ambientes

Eletroquímica

Aquec.água

Caldeiras

Refrigeração

Iluminação

Outros

Fornos

Força Motriz

Consumo de energia elétrica por uso final no Brasil

Interação do motor elétrico:

Meio ambiente

Máquina

Rede

elétrica

Conservação de energia em sistemas motrizes:

1. Utilização de motores com maior eficiência energética

2. Manutenção adequada nas máquinas e equipamentos

3. Qualidade de energia da rede elétrica de alimentação

4. Redimensionamento motriz

Conservação de energia em sistemas motrizes:

1. Utilização de motores com maior eficiência energética

Conservação de energia em sistemas motrizes:

2. Manutenção adequada nas máquinas e equipamentos

Medição e análise de vibrações Termografia

Lubrificação

Conservação de energia em sistemas motrizes:

3. Qualidade de energia da rede elétrica de alimentação

Desequilíbrios de tensão Harmônicos de tensão

4. Sobredimensionamento Motriz:

Em relação a um motor corretamente dimensionado,

o motor sobredimensionado opera com um baixo

fator de potência além de, necessitar maior

quantidade de energia para acionar a carga.

Conservação de energia em sistemas motrizes:

Motor Sobredimensionado:

Motor com potência adequada:

Sobredimensionamento Motriz:

Razões mais comuns nas indústrias em geral:

1-desconhecimento das características da própria carga;

2-desconhecimento de métodos para determinação de suas

características;

3-aplicação de sucessivos fatores de segurança nas várias

etapas do projeto;

4-expectativa de aumento no carregamento;

5-desconhecimento de motores com fator de serviço;

6-permitir margem de segurança em processos vitais;

7-substituição de motores danificados por outros maiores,

devido à inexistência de motores reserva iguais;

8-redução do nível de produção

Sobredimensionamento Motriz:

Razões mais comuns na indústria têxtil:

9. Fiadeiras e retorcedeiras são projetadas para grande número de

fusos. Quando o cliente as encomenda com número inferior, devido

ao comprimento da máquina, o fabricante não recalcula o

acionamento;

10. Com o objetivo de se obter partidas lentas, utilizando-se

partidas a tensão reduzida, os motores elétricos são

sobredimensionados;

11. Normalmente as máquinas são dimensionadas para

processamento de fios grossos (pior situação).

Sobredimensionamento Motriz: Instrumentos

Alicate amperímetro Tacômetro Analisador de potência

Curvas características dos motores de indução

Programa de simulação

Observado um sobredimensionamento, um novo motor

deverá ser proposto, levando-se em consideração duas

condições básicas:

1ª - potência nominal ou de regime: é o valor necessário

para manter a carga funcionando em sua rotação nominal.

2ª - potência dinâmica ou de aceleração: é o valor

necessário para acelerar a carga até a rotação nominal,

partindo do repouso, num tempo inferior ao de rotor

bloqueado;

Condições básicas para o redimensionamento motriz

Categorias de conjugado dos motores de indução

Cargas com conjugado constante

nkPc

kCc

.

Craqueadeira

Laminador

Esteira Transportadora Ponte Rolante Bomba Helicoidal

2

0

0

..

.

nknCPc

nkCCc

Cargas com conjugado linear

Serra

Fresadora

Furadeira

Cargas com conjugado parabólico

3

0

2

0

..

.

nknCPc

nkCCc

Ventiladores Centrífugos Exaustor Centrífugo

Bombas Centrífugas

Cargas com conjugado hiperbólico

kPc

n

kCc

Bobinadeira Metalúrgica Bobinadeira Plástico

Bobinadeira Têxtil

Conjugado acelerador

Conjugado médio acelerador

Cma

CCM

Crb

Crf

Cp

n ns

ma

aC.,

n.Jt

6393

Cargas com conjugado constante

Cargas com conjugado linear

Cargas com conjugado parabólico

Gütermann linhas para costura – Mogi das Cruzes - SP

Estudo de caso: indústria têxtil - retorcedeira

Determinação das características da carga:

potência e conjugado nas condições de operação

n

P

I

Pm

Pm

Determinação das características da carga: conjugado

de partida

Equipamento desenvolvido para medição do

conjugado de partida

Determinação das características da carga: momento de

inércia

Motor atual

Motor proposto

Determinação do tempo aceleração do motor proposto

Estudo de caso:

Estudo de caso:

Estudo de caso:

Crf = 4,67 kgfm J = 2,65 kgm 2

Crf = 4,67 kgfm Crf = 4,67 kgfm J = 2,65 kgm 2

Estudo de caso:

Estudo de caso:

Estudo de caso: economia de energia prevista

Funcionamento: 8000h/ano

Motor 60cv: 10,5kW

Motor 15cv: 9,5kW

Economia anual: (10,5 – 9,50) x 8000 = 8000kWh

Além do investimento desnecessário, motores

sobredimensionados, aumentam o consumo de energia elétrica e

reduzem o valor do fator de potência;

A determinação do valor da potência motriz necessária deverá

considerar as características de partida da carga,

principalmente em casos de conjugado constante;

Conclusões:

Mário César Giacco Ramos

Departamento de Eng. Elétrica

Universidade de Mogi das Cruzes

marior@umc.br