Acionamentos

Training made by SEW-EURODRIVE

Daniel Martin Paganini

Consultoria Técnica

Daniel Paganini \ DVEA \ 2009

Acionamentos

SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento

2

Agenda

Apresentação SEW?

História do acionamento

Redutores

Motores

Uso racional de energia


Acionamentos


3

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


4

SEW no Mundo

12 Fábricas 64 Montadoras

12 Mil Funcionários 1,8 Bilhões de Euros

SEW no Mundo


Acionamentos


5

BRUCHSAL


Acionamentos


6

MOVITRAC® LT P SEW no Brasil

2 Fábricas

4 Montadoras

1.100 Funcionários


Acionamentos


7

GUARULHOS


Acionamentos


8

Produtos e Serviços SEW EURODRIVE


Acionamentos


9

Motores e Servomotores

Motores Elétricos

Assíncronos

Servomotores Síncronos

e Assíncronos


Acionamentos


10

Motoredutores


Acionamentos


11

Redutores Industriais

Linha X

200.000 Nm

Linha MC

65.000 Nm


Acionamentos


12

Redutores Industriais

Linha ML

1.350.000 Nm

Linha XP

3.000.000 Nm


Acionamentos


13

Conversores de Freqüência

MOVITRAC® LT

MOVITRAC® B


Acionamentos


14

Conversores de Freqüência

Linha MOVIDRIVE® B

MOVIPLC®

I/O’s


Acionamentos


15

Servocontroladores MOVIAXIS® e MOVIDRIVE® B


Acionamentos


16

IHM

Interface Homem Máquina

Interface Homem Máquina


Acionamentos


17

Painéis Elétricos


Acionamentos


18

Soluções Completas em Automação Industrial


Acionamentos


19

Sistemas Descentralizados


Acionamentos


20

CDM® SEW


Acionamentos


21


Acionamentos


22

A Roda


Acionamentos


23

Origem das Engrenagens

China ~2600 a.C.

Da Vinci ~1500 d.C.


Acionamentos


24

Atualmente


Acionamentos


25

Principio de Arquimedes


Acionamentos


26

Principio de Funcionamento do Redutor

Entrada

rpm Nm rpm Nm

Saída


Acionamentos


27

Revolução Industrial


Acionamentos


28

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


29

Acionamentos Centrais


Acionamentos


30

Acionamentos Individuais

Tear 1779


Acionamentos


31

Vida moderna

SEW EURODRIVE

Solução em Movimento


Acionamentos


32

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

Rotor

Bobinado

Imãs permanentes

Relutância

Pólos Salientes

Pólos magnéticos

Família de motores elétricos


Acionamentos


35

Evolução do motor elétrico


Acionamentos


36

Principio de funcionamento do motor de indução


Acionamentos


37

Características do motor de indução

Rotação fixa

[ rpm ]

Escorregamento

Torque

[ Nm ]


Acionamentos


38

Curva característica

C, I

n

CP

Cmáx

CN

nsnN

IP

IN


Acionamentos


39

Fabricação do motor

Injeção do Alumínio

Estampo da chapa

Inserção do Eixo

Retífica do rotor


Acionamentos


40

Fabricação do motor

Estampo da chapa

Agrupamento de chapas Bobinagem


Acionamentos


41

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


42

Rendimento e fator de potência


Acionamentos


43

Uso e Conservação

Motor Elétrico Alta Temperatura

O que é alta temperatura para motor elétrico?

20°C, 40°C, 100°C, 500°C?


Acionamentos


44

Classe de Isolação

B: T=80°C

F: T=105°C

H: T=130°C


Acionamentos


45

Especificação do motor elétrico

Número de partidas por hora;

Tempo de aceleração;

Refrigeração adequada;


Acionamentos


4646

Motor Elétrico

Zp Ip TempC, I

n

CP

Cmáx

CN

nsnN

IP

IN

Número de partidas por hora (ZP)


Acionamentos


47

TA I TempC, I

n

CP

Cmáx

CN

nsnN

IP

IN

Tempo de Aceleração (TA)


Acionamentos


48

Temperatura ambiente: até 40°C;

Altitude: 1000m;

Fluxo de ar de projeto

Refrigeração Adequada


Acionamentos


49

Para temperaturas de 40°C a 60°C;

Para altitudes maiores que 1000 m;

HTNNred ffPP

Refrigeração Adequada


Acionamentos


50

Informações de Mercado

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

Qu

an

tid

ad

e

Potência


Acionamentos


51

Evolução do valor do R$/kWh

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0,400

0,450

0,500

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

UHENPAL - Usina Hidro Elétrica Nova Palma Ltda


Acionamentos


52

Aplicação de motores


Acionamentos


53

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


54


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

55


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


56

Bombas e Ventiladores

50% da aplicação de motores elétricos na indústria

Funcionamento a meia carga

Variação do fluxo por válvula


Acionamentos


57

Bombas

[kW]

Válvula

Variação de velocidade


Acionamentos


58

Sistema de ventilação


Acionamentos


59

Examplo: Instalação de ventiladores em automobilística

Status atual:

96 motores de pólos comutáveis

16/4 kW cada

Potência total instalada:

1.6MW


Acionamentos


60

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


61

0

50

100

150

200

250

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


62

0

50

100

150

200

250

200 400 600 800 1000 1200 1400

Aumento da rotação = aumento

do torque resistente

Aumento da freqüência



Acionamentos


63

0

50

100

150

200

250

200 400 600 800 1000 1200 1400

Aumento da frequencia

Aumento do torque com a

função economia de

energia do MOVIDRIVE®

MOVITRAC®



Acionamentos


64

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:

11.6

83.500

7.000

670.000

10.0

72.000

6.000

581.000

89.000

930

kW

kWh

€

€

kW

kWh

€

€

€

€

Efeito colateral: Aumento da funcionalidade,

ajuste fino da rotação, potencial para mais economia de energia

Consumo de

energia:

- 14%

Amortização:

aprox. 2 anos

Exemplo: Ventiladores – Economia em números


Acionamentos


65

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


66


100%

400%

200%

Perfil de carga de um sistema de

transporte

Torq

ue

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%

67


Uso da energia:

Rendimento Motor Std

50% 77,5%

75% 80,6%

100% 80,3%


Acionamentos


68


Uso da energia:

STD A.R.

Carga Economia

50% 4,5%

75% 3,9%

100% 4,8%


Acionamentos


69



50% 72,9%

75% 75,8%

100% 75,5%


50% 76,1%

75% 78,8%

100% 79,3%


Acionamentos


7070



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


71

in

out

P

PPerdasP

InP OutP

outinPerdas PPP

Rendimento Perda de potência

Fundamentos


Acionamentos


72

Método de partida e controle

Partida direta Partida por conversor de freqüência


Acionamentos


73


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

M, I

n

MA

MK

MN

nsynnN

IA

IN


Acionamentos


74


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

UNetz

M,U

f

M

U

fN 2*fN0

MN


Acionamentos


75


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


76


Partida direta

Perdas no motor com partida direta:

Motor: Atrito, perdas Joule, magnetização ...

Cabos: Perdas ôhmicas, perdas capacitivas


Acionamentos


77


Perdas no motor AC – acionado por conversor

MainsLossMLoss PP ,, 1,1

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

P / PN [ ]

[ ]

PL

os

s [

W]

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


78


Perdas no acionamento com conversor vs partida direta


Acionamentos


79


Como fazer para reduzir o consumo de energia em acionamentos?


Acionamentos


80

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


81

Desenvolvimento SEW


Acionamentos


82

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


83

Uso do MOVIGEAR®

Métodos para redução do consumo de energia MOVIGEAR®

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

P / PN [ ]

[ ]

PL

oss [

W]

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


84

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


85

Comparativo


Acionamentos


86

Comparativo


Acionamentos


87

Conclusão


Acionamentos


88

Treinamentos Técnicos

Daniel Paganini

Email: [email protected]

Engenharia de Aplicação

[email protected]

[email protected]

Apresentação disponível em:

www.slideshare.net

Contatos na SEW

mailto:[email protected]





Acionamentos


89


24

Motoredutores \ Produtos Elêtronicos \ Redutores Industriais \ Service

DVEA \ Marcio \ 12 - 2006

Muito

Obrig

ado !!!

Muito

Obrig

ado !!!

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Technology

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