Acionamentos

Training made by SEW-EURODRIVE

Daniel Martin Paganini

Consultoria Técnica

Daniel Paganini \ DVEA \ 2009

Acionamentos

SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento

Agenda

Apresentação SEW?

História do acionamento

Redutores

Motores

Uso racional de energia

Acionamentos

A SEW (Süddeutsche Elektromotoren-Werke, Fábrica de Motores

Elétricos do Sul da Alemanha), foi fundada em 1931 na cidade de

Bruchsal, e deu o primeiro passo no desenvolvimento de uma

tecnologia que iria revolucionar a indústria mundial: a produção

de motoredutores .

Empresa familiar com presença global e atuação local, a

SEW se destaca pela vanguarda tecnológica e por ser

um dos líderes mundiais no mercado de acionamentos.

SEW EURODRIVE

Solução em Movimento

Acionamentos

SEW no Mundo

12 Fábricas 64 Montadoras

12 Mil Funcionários 1,8 Bilhões de Euros

SEW no Mundo

Acionamentos

BRUCHSAL

Acionamentos

MOVITRAC® LT P SEW no Brasil

2 Fábricas

4 Montadoras

1.100 Funcionários

Acionamentos

GUARULHOS

Acionamentos

Produtos e Serviços SEW EURODRIVE

Acionamentos

Motores e Servomotores

Motores Elétricos

Assíncronos

Servomotores Síncronos

e Assíncronos

Acionamentos

Motoredutores

Acionamentos

Redutores Industriais

Linha X

200.000 Nm

Linha MC

65.000 Nm

Acionamentos

Redutores Industriais

Linha ML

1.350.000 Nm

Linha XP

3.000.000 Nm

Acionamentos

Conversores de Freqüência

MOVITRAC® LT

MOVITRAC® B

Acionamentos

Conversores de Freqüência

Linha MOVIDRIVE® B

MOVIPLC®

I/O’s

Acionamentos

Servocontroladores MOVIAXIS® e MOVIDRIVE® B

Acionamentos

Interface Homem Máquina

Acionamentos

Painéis Elétricos

Acionamentos

Soluções Completas em Automação Industrial

Acionamentos

Sistemas Descentralizados

Acionamentos

CDM® SEW

Acionamentos

A Roda

Acionamentos

Origem das Engrenagens

China ~2600 a.C.

Da Vinci ~1500 d.C.

Acionamentos

Atualmente

Acionamentos

Principio de Arquimedes

Acionamentos

Principio de Funcionamento do Redutor

Entrada

rpm Nm rpm Nm

Saída

Acionamentos

Revolução Industrial

Acionamentos

1764 James Watt inventou a máquina a vapor

1850 Pittler constrói o primeiro torno de torreta

1867 Siemens constrói o primeiro dínamo

1872 F. v. Hefi-ter-Alteneck constrói o primeiro

motor CC

1880 Siemens constrói o primeiro elevador elétrico.

1887 N. Tesla inventa o motor AC

1889 J. H. Northop inventa o tear automático

... Início da Era industrial

Da transmissão por correia até o motoredutor

Acionamentos

Acionamentos Centrais

Acionamentos

Acionamentos Individuais

Tear 1779

Acionamentos

Vida moderna

SEW EURODRIVE

Solução em Movimento

Acionamentos

Motores elétricos

Acionamentos

Motor CC Excitação compound

Excitação independente

Excitação série

Imãs permanentes

Excitação paralela Motor universal

Motor CA

Monofásico

Linear

Trifásico

Assíncrono

Síncrono

Gaiola de

esquilo

Bobinado

Imãs permanentes

Relutância

Pólos Salientes

Pólos magnéticos

Família de motores elétricos

Acionamentos

Motor CC Excitação compound

Excitação independente

Excitação série

Imãs permanentes

Excitação paralela Motor universal

Motor CA

Monofásico

Linear

Trifásico

Assíncrono

Síncrono

Gaiola de

esquilo

Bobinado

Imãs permanentes

Relutância

Pólos Salientes

Pólos magnéticos

Família de motores elétricos

Acionamentos

Evolução do motor elétrico

Acionamentos

Principio de funcionamento do motor de indução

Acionamentos

Características do motor de indução

Rotação fixa

[ rpm ]

Escorregamento

Torque

[ Nm ]

Acionamentos

Curva característica

Acionamentos

Fabricação do motor

Injeção do Alumínio

Estampo da chapa

Inserção do Eixo

Retífica do rotor

Acionamentos

Fabricação do motor

Estampo da chapa

Agrupamento de chapas Bobinagem

Acionamentos

Perdas no motor de indução

Perdas no Ferro ~ U, fPerdas no cobre/resistência ~ I²·R

Perdas por atrito e ventilação ~ n, n³

+ Perdas

Adicionais

Acionamentos

Rendimento e fator de potência

Acionamentos

Uso e Conservação

Motor Elétrico Alta Temperatura

O que é alta temperatura para motor elétrico?

20°C, 40°C, 100°C, 500°C?

Acionamentos

Classe de Isolação

B: T=80°C

F: T=105°C

H: T=130°C

Acionamentos

Especificação do motor elétrico

Número de partidas por hora;

Tempo de aceleração;

Refrigeração adequada;

Acionamentos

Motor Elétrico

Zp Ip TempC, I

Número de partidas por hora (ZP)

Acionamentos

TA I TempC, I

Tempo de Aceleração (TA)

Acionamentos

Temperatura ambiente: até 40°C;

Altitude: 1000m;

Fluxo de ar de projeto

Refrigeração Adequada

Acionamentos

Para temperaturas de 40°C a 60°C;

Para altitudes maiores que 1000 m;

HTNNred ffPP

Refrigeração Adequada

Acionamentos

Informações de Mercado

0 20 40 60 80 100 120

Potência

Acionamentos

Evolução do valor do R$/kWh

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

UHENPAL - Usina Hidro Elétrica Nova Palma Ltda

Acionamentos

Aplicação de motores

Acionamentos

Tanques de agitação

Planta com 40 tanques

Motoredutores de 1,5 kW @ 6 pólos, 20 x 40

24 h/dia, regime contínuo S1 (8700 h/ano)

Acionamentos

Alterado o tipo do redutor

Motoredutores de 1,1 kW @ 4 pólos, 20 x 40

24 h/dia, regime contínuo S1 (8700 h/ano)

Acionamentos

R$ 27.000,00

Economia anual estimada em:

20 motores

40 motores

Pay back (simples): 18 meses

kWh = R$ 0,235 (Base Nov/2007)

R$ 54.000,00

Acionamentos

Bombas e Ventiladores

50% da aplicação de motores elétricos na indústria

Funcionamento a meia carga

Variação do fluxo por válvula

Acionamentos

Bombas

Válvula

Variação de velocidade

Acionamentos

Sistema de ventilação

Acionamentos

Examplo: Instalação de ventiladores em automobilística

Status atual:

96 motores de pólos comutáveis

16/4 kW cada

Potência total instalada:

Acionamentos

Processo de reposição:

Motores de alto rendimento

com P=16 kW

Rotação controlada através da

diferença de temperatura pela

função de economia de

energia do MOVIDRIVE® ou

MOVITRAC®

Examplo: Instalação de ventiladores em automobilística

Acionamentos

200 400 600 800 1000 1200 1400

Lastmoment

Motormoment (High)

Motormoment (Low)

Curva de carga

Motor de pólos

comutáveis

Carga parcial

Versão:

Motor de pólos

comutáveis

P=16/4 kW

Função economia de energia do MOVITRAC®/MOVIDRIVE®

Acionamentos

200 400 600 800 1000 1200 1400

Aumento da rotação = aumento

do torque resistente

Aumento da freqüência

Acionamentos

200 400 600 800 1000 1200 1400

Aumento da frequencia

Aumento do torque com a

função economia de

energia do MOVIDRIVE®

MOVITRAC®

Acionamentos

Otimizando o conumo de energia:

Motores de pólos comutáveis

Potência média consumida:

Consumo por motor/ano:

Custo da energia/ano:

Todos motores (96):

Com motores de alto rendimento e

conversores MOVIDRIVE®/MOVITRAC®

com função economia de energia

Potência média consumida :

Consumo por motor/ano:

Custo da energia/ano:

Todos motores (96):

Economia por ano (total):

Economia por motor/ano:

83.500

670.000

72.000

581.000

89.000

Efeito colateral: Aumento da funcionalidade,

ajuste fino da rotação, potencial para mais economia de energia

Consumo de

energia:

Amortização:

aprox. 2 anos

Exemplo: Ventiladores – Economia em números

Acionamentos

Aplicação em sistemas de transporte

Instalação típica:

100 a 150 motoredutores em transportadores (0,75 ~ 3,0 kW)

Variação de velocidade e carga

Ambiente agressivo

Acionamentos

Perfil de carga de um sistema de

transporte

Segundos Minutos Horas (regime contínuo)

Acionamentos

Rendimento Motoredutor Std

50% 62,0%

75% 64,5%

100% 64,3%

Rendimento Motoredutor A.R.

50% 64,8%

75% 67,0%

100% 67,4%

Rendimento Motor A.R.

50% 81,0%

75% 83,8%

100% 84,3%

Uso da energia:

Rendimento Motor Std

50% 77,5%

75% 80,6%

100% 80,3%

Acionamentos

Uso da energia:

STD A.R.

Carga Economia

50% 4,5%

75% 3,9%

100% 4,8%

Acionamentos

50% 72,9%

75% 75,8%

100% 75,5%

50% 76,1%

75% 78,8%

100% 79,3%

Acionamentos

50% 64,8%

75% 67,0%

100% 67,4%

50% 72,9%

75% 75,8%

100% 75,5%

Uso racional da energia

Mudança na concepção do projeto

Acionamentos

PPerdasP

InP OutP

outinPerdas PPP

Rendimento Perda de potência

Fundamentos

Acionamentos

Método de partida e controle

Partida direta Partida por conversor de freqüência

Acionamentos

Partida direta

Alta corrente de partida 3,5 .... 7 x IN

Alto conjugado de partida CP 2 ... 3 x CN

Rotação (n) dependente da carga

Faixa de sobrecarga 1,6 ...1,8 x CN

Número de partidas por hora limitado

Conjugado máximo CMÁX 2,2 ... 3 CN

AS/Kenndt.DRW

nsynnN

Acionamentos

Corrente de partida limitada 1,5 x IN

Conjugado de partida CP 1,5...2 x CN

Rotação independente da carga

Faixa de sobrecarga 1,5 x CN

Número de partidas por hora ilimitado

Controle e monitoração do motor

Partida por conversor de freqüência

fN 2*fN0

Acionamentos

Regra: Usar conversor de freqüência economiza energia!

Será? – Sempre? Em quais situações isso é regra?

Transportador de correia

Após ligado, acionamento permanece na rotação nominal por um longo período.

O tempo de partida e parada é menor que 10 segundos.

Acionamentos

Partida direta

Perdas no motor com partida direta:

Motor: Atrito, perdas Joule, magnetização ...

Cabos: Perdas ôhmicas, perdas capacitivas

Acionamentos

Perdas no motor AC – acionado por conversor

MainsLossMLoss PP ,, 1,1

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

P / PN [ ]

Sendo acionado por conversor, as

perdas no motor aumentam em

aproximadamente 10%.

(com referencia apenas ao motor, VDE 0530 Bbl2)

na rede

com conversor

na rede

Acionamentos

Perdas no acionamento com conversor vs partida direta

Acionamentos

Como fazer para reduzir o consumo de energia em acionamentos?

Acionamentos

Métodos para reduzir o consumo de energia

Reduzir a potência requerida Pout :

- Reduzindo a rotação de saída do conversor

- Reduzindo o torque da carga

- Reduzindo atritos

- Elementos de transmissão rígidos

- Contra peso

- Desligando

Reduzir as perdas PPerdas :

- Aumentando o nível de rendimento do motor

- Aumentando o rendimento do conversor

- Abandonar funções não necessárias

- Reutilizar a energia

- Uso direto em outro conversor

- Fonte de alimentação regenerativa

- Armazenamento de energia

Acionamentos

Desenvolvimento SEW

Acionamentos

Uso do MOVIGEAR®

Reduzir a potência requerida Pout :

- Reduzindo a rotação de saída do conversor

- Reduzindo o torque da carga

- Reduzindo atritos

- Elementos de transmissão rígidos

- Contra peso

- Desligando

Reduzir as perdas PPerdas :

- Aumentando o nível de rendimento do motor

- Aumentando o rendimento do conversor

- Abandonar funções não necessárias

- Reutilizar a energia

- Uso direto em outro conversor

- Fonte de alimentação regenerativa

- Armazenamento de energia

Acionamentos

Uso do MOVIGEAR®

Métodos para redução do consumo de energia MOVIGEAR®

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

P / PN [ ]

PLoss-Movigear®

-Movigear®

Motor Standard

com conversor

e freioPLoss

A diferença:

Comparado com um motor

standard com conversor ,

o MOVIGEAR® economiza

até 300 W

Acionamentos

Vantagens adicionais do MOVIGEAR

Controle individual de

cada MOVIGEAR®

Reduzido número de

componentes

Sem necessidade de

cablagem de rede

fieldbus

Evita o risco de falhas

“escondidas” na

cablagem de rede

fieldbus

Comissionamento

reduzido

Tempo de projeto e

instalação reduzidos

Acionamentos

Comparativo

Acionamentos

Comparativo

Acionamentos

Conclusão

Acionamentos

Treinamentos Técnicos

Daniel Paganini

Email: treinamento.tecnico@sew.com.br

Engenharia de Aplicação

aplicacao@sew.com.br

automacao@sew.com.br

Apresentação disponível em:

www.slideshare.net

Contatos na SEW

Acionamentos

Motoredutores \ Produtos Elêtronicos \ Redutores Industriais \ Service

DVEA \ Marcio \ 12 - 2006

ado !!!

Acionamentos

Technology

Transcript of Acionamentos

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Acionamentos Elétricos - Parte 01

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APOSTILA DE ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

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ACIONAMENTOS AC - edisciplinas.usp.br

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Acionamentos Elétricos 421drb-m.org/ce/Acionamentos El_tricos_2008.pdf · ACIONAMENTOS ELÉTRICOS EEEM "ARNULPHO MATTOS" ELETROTÉCNICA CURSO TÉCNICO EM ELETROTÉCNICA - MÁQUINAS

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