Introduç
Introdução
EFICIÊNCIA
ENERGÉTICA E
ACIONAMENTOS DE
MOTORES
Um acionamento elé
elétrico moderno é formado normalmente pela
combinaç
combinação dos seguintes elementos:
• MOTOR: converte energia elétrica em energia mecânica
• DISPOSITIVO ELETRÔNICO: comanda e/ou controla a potência elétrica
• TRANSMISSÃO MECÂNICA: adapta a velocidade e inércia entre motor e
máquina (carga)
SISTEMA
ELÉTRICO
MOTOR
ELÉTRICO
CARGA
MECÂNICA
CONTROLE
1
2
Introduç
Introdução
Dispositivos de partida de motores elé
elétricos
A escolha do motor e de seus dispositivos de partida e parada,
mesmo influenciada por aspectos ambientais, está
está diretamente
relacionada com a carga mecânica a ser acionada e ao impacto
dela no sistema elé
elétrico.
Funç
Funções de partidaspartidas-motores
Distribuição Elétrica de BT
No acionamento das cargas mecânicas os conjugados
resistentes e de arraste precisam ser analisados para evitar
problemas operacionais como desgaste, vibraç
vibração, aquecimento...
Isolar eletricamente o circuito de
força da alimentação geral
Seccionamento
Seccionamento
Proteção contra
curto-circuito
Proteção contra
curto-circuito
Proteção contra
sobrecarga
Detectar e interromper o mais
rápido possível correntes
anormais superiores a 10 In
Detectar aumentos de corrente
até 10 In e evitar o aquecimento
do motor e dos condutores antes
da deterioração dos isolantes
Comutação
Comutação
Consiste em estabelecer,
interromper e regular o valor da
corrente absorvida pelo motor
Soft-Start
Motor
Inversor de
freqüência
Motor
3
Sistemas de velocidade variá
variável
4
Tipos de motores elé
elétricos
Muitos processos industriais requerem dispositivos de
acionamento de cargas com velocidade variá
variável:
•
•
•
•
•
BOMBAS: variação de vazão de líquidos
VENTILADORES: variação de vazão de ar
SISTEMAS DE TRANSPORTE: variação da velocidade de transp.
TORNOS: variação da velocidade de corte
BOBINADEIRAS: compensação da variação de diâmetro da
bobina
Pu=C.ω
ω
5
6
1
Motor de Alto Rendimento
Motor de Alto Rendimento
Eficiência energé
energética atravé
através do
motor de Alto Rendimento
Diferenç
Diferenças entre o motor de Alto Rendimento e o motor standard
• Maior quantidade de cobre: reduz as perdas Joule (perdas no estator);
• O setor industrial é responsável
por 43% do consumo anual de
energia em nosso país. Dentro
deste setor, onde há maior
demanda de energia elétrica, os
motores são responsáveis por
aproximadamente 55% deste
consumo.
• Chapa magnética com alta permeabilidade, baixas perdas e entreferro
reduzido - reduz a corrente magnetizante e consequentemente as perdas
no ferro;
• Enrolamento dupla camada: resulta em melhor dissipação de calor;
• Rotores tratados termicamente: reduz as perdas suplementares;
7
Motor de Alto Rendimento
8
Motor de Alto Rendimento
Características técnicas dos motores standard e de alto rendimento
A diferenç
diferença de rendimento entre os motores padrão e Alto rendimento
variam entre 1,5 e 7 % sendo que para os motores de potencia menor
menor a
diferenç
diferença é maior. Vale lembrar que a economia de energia em motores
maiores é sempre maior, pois 2% em um motor de 150CV, pode ser muito
maior que 7 % em um motor de 1CV.
Motor standard
Motor A.R
Motor 5 CV 4 polos
85,0
88,5
Motor 150CV 4 polos
93,5
95,
95,0
O custo do motor AR varia entre 30 e 40% a mais que o Standard e o
tempo de retorno está
está ente 8 meses e 18 meses, com mé
média de 12 meses
Item de
comparação
Motor standard
Motor alto
rendimento
Característica
Quantidade de
cobre
Menor
Maior
Reduz perdas
Joules
Comprimento do
pacote de ferro
Menor
Maior
Reduz perdas
magnéticas
Enrolamento
Camada Simples
Dupla camada
Chapa metálica
Altas perdas
Baixas perdas
Provê melhor
dissipação do calor
gerado
Reduz a corrente
magnetizante
Rotor
Sem tratamento
Tratado
termicamente
Reduz perdas
suplementares no
ferro
9
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
10
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
QUADRO COMPARATIVO
Tipo de chave
Tensão
Ip
Torque
Partida
Direta
100%
Ip
Cp
A plena carga
EstrelaEstrela-triângulo
58%
Ip x 0,33
Cp x 0,33
Praticam. a vazio*
Compensadora
80%
Ip x 0,64
TAP 80%
Ip x 0,42
TAP 65%
Cp x 0,64
TAP 80%
Cp x 0,42
TAP 65%
Com carga
65%
TODOS OS MÉ
MÉTODOS DE PARTIDA VISTOS
ANTERIORMENTE CONSEGUEM UMA REDUÇ
REDUÇÃO NA
TENSÃO, TORQUE E CORRENTE DE PARTIDA, PORÉ
PORÉM A
COMUTAÇ
COMUTAÇÃO É POR DEGRAUS DE TENSÃO
I = f (U ) nos bornes
* ex: bombas e ventiladores com registro fechado, correias transp.
transp. sem carga, compressores
com vá
válvula fechada, etc.
11
C = f(U 2 )
12
2
Tipos de partida de motores
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
SoftSoft-starter (partida
suave)
A alimentação do motor,
quando é colocado em
funcionamento, é feita por
aumento progressivo da
tensão (rampa de tensão),
o que permite uma partida
sem golpes e reduz o pico
de corrente.
13
14
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
É um dispositivo eletrônico para controle de tensão, ou seja,
servem para acelerar/desacelerar a velocidade dos motores na
partida.
Pelo ajuste correto das
variá
variáveis de controle, o torque
do motor e a corrente são
idealmente ajustadas às
necessidades da carga. A
medida que a tensão vai
aumentando (num perí
período
ajustá
ajustável de tempo – rampa de
tensão), a corrente aumenta
para acelerar a carga de uma
maneira suave e sem degraus.
A tensão reduzida é controlada ajustandoajustando-se o ângulo de disparo
de um par de tiristores em antiparalelo em cada fase da fonte.
Circuitos de controle eletrônico controlam a tensão aplicada ao
motor.
15
16
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
Tipos de partida de motores assí
assíncronos
Parada do motor: por iné
inércia
ou controlada
• Por inércia: tensão vai
“instantaneamente” a zero,
implicando que o motor não
produza nenhum conjugado
na carga, que por sua vez
vai perdendo velocidade até
parar.
• Controlada: soft-starter vai
gradualmente reduzindo a
tensão de saída até um
valor mínimo de tempo prédefinido.
Partida por softsoft-starter
VANTAGENS
• controle da corrente de partida (próxima à nominal)
• não existe limitação do número de manobras/hora
• longa vida útil pois não possui partes eletromecânicas móveis
• torque de partida próximo do torque nominal
• pode ser empregada também para desacelerar o motor
• possibilita inversão do sentido de rotação
• Proteções integrais (falta de fase, sobrecorrente, subcorrente, sobrecarga etc)
1- Reduzindo tensão aplicada ao motor, este
perde conjugado
DESVANTAGENS
2- Perda de conjugado, aumento escorreg.
• É necessário tensão auxiliar para o soft-starter
• Maior custo na medida em que a potência do motor é reduzida
• distorções harmônicas na linha
3- Aumento de escorreg., motor perde veloc.
4- Motor perde veloc., a carga também perderá
17
18
3
Nova tecnologia TCS - Torque Control System
Nova tecnologia TCS - Torque Control System
Vantagens do controle do conjugado
A tecnologia TCS foi desenvolvida para o Soft-Start e permite, através de um
novo algoritmo, o Controle de Tensão e Corrente do motor, fazendo com que
o Conjugado de aceleração e desaceleração sejam lineares.
Soft-Start controle em tensão
Soft-Start controle em conjugado
COURBES VITESSE-COUPLE
300%
300%
Esta Tecnologia conta com uma lógica chamada:
“Fuzzi Logic”- conhecida como lógica nebulosa ou difusa.
Pleine tension
Rampe tension
Couple charge
Pleine tension
Ram pe tension
Couple charge
Couple
Accélération
constante
200%
200%
Couple
Accélération
100%
100%
Couple
Charge
Com a utilização deste algoritmo conseguimos respostas mais rápidas,
precisas e estáveis para o controle em Conjugado.
0%
0%
20%
40 %
60%
80%
100%
COURBES VITESSE-COURANT
0%
20%
40%
60%
80%
Couple
Charge
100%
COURBES VITESSE-COURANT
600%
600%
400%
400%
200%
0%
0%
200%
Pleine tension
Ram pe tension
0%
20%
40%
60 %
80%
100%
VITESSE MOTEUR
0%
Pleine tension
Rampe tension
0%
30%
40%
60%
80%
100%
VITESSE MOTEUR
19
20
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
escorregamento
frequência
velocidade
Inversores: Acionamentos de
velocidade variá
variável
n=
120 × f × (1 − S )
p
Nº de
pólos
Podemos observar que, para se variar a rotação do motor, deveremos ou
variar a frequência (f), ou o escorregamento (S) ou o número de pólos.
21
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
22
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Variação do escorregamento:
Variação do número de pólos:
• variação da resistência rotórica
3 × R2 × I 2
S=
ωs ×C
2
Pode ser feita através de:
• enrolamentos separados no estator
• um enrolamento com comutação de pólos
2
• variação da tensão do estator
Pouco utilizado, uma vez que
também gera perdas rotóricas
e a taxa de variação de
velocidade é pequena
• combinação dos dois anteriores
Não é interessante para os objetivos colocados, pois
teríamos uma variação discreta de velocidade. Além disso, a
carcaça é geralmente bem maior que o de velocidade única.
Também seria inviável, pois com este método as perdas
aumentarão e os valores de torque do motor seriam alterados
23
24
4
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Variação da frequência:
Motor 4 pólos; S = 0,0278
a) f = 60 Hz (frequência nominal)
120 × f × (1 − S )
n=
p
n=
120 × 60 × (1 − 0 ,0278 )
= 1750 rpm
4
b) f = 30 Hz
n=
120 × 30 × (1 − 0 ,0278 )
= 875 rpm
4
c) f = 90 Hz
n=
120 × 90 × (1 − 0 ,0278 )
= 2625 rpm
4
25
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
26
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Variação da frequência:
O QUE QUEREMOS???:
O torque (C) será constante se o
fluxo (φm) permanecer constante
O ideal será obtermos uma variação da
frequência que vamos aplicar ao enrolamento
estatórico do motor, conseguindo assim alterar a
rotação do motor, mas com TORQUE
CONSTANTE.
Como o torque precisa ser
mantido adequado e este só se
mantém constante se o fluxo
(φm) permanecer constante,
teremos que variar então a
tensão (U) juntamente com a
frequência (f).
C ≈ φm × I 2
φm ≈
U
f
U
=K
f
27
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
28
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Curva TORQUE x VELOCIDADE quando o motor é alimentado
com frequência variável:
Como podemos, a partir da tensão e frequência
constante da rede, obter um sistema trifásico com
frequência variável?
Motor 4 pólos/60Hz/S=50rpm
INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Para cada frequência, teremos
uma velocidade síncrona,
mantendo-se uma diferença
constante do escorregamento
29
30
5
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
O que é um inversor de frequência?
O inversor de freqüência é um equipamento eletrônico desenvolvido
para variar a velocidade de motores de indução trifásicos, composto
de três etapas distintas: retificação, filtragem e inversão.
31
32
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Filosofias de controle
Controle escalar de tensão: controle U/f
• A variação U/f é feita
linearmente até a frequência
nominal (ex. 60Hz);
• CONTROLE ESCALAR: Variação da tensão e freqüência
proporcionalmente dependendo do modelo do inversor (controle U/f).
• CONTROLE VETORIAL: Controle individual dos componentes elétricos do
motor (corrente de magnetização, corrente rotórica). Controle de
velocidade e torque do motor.
• Acima de 60Hz, a tensão,
que já é a nominal
permanece constante;
• A partir de 60Hz, a
corrente, o fluxo, e
conseqüentemente o torque,
diminuirão (região de
enfraquecimento de campo).
33
34
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Controle escalar de tensão: controle U/f
Controle escalar de tensão: controle U/f
I2 =
I2 =
(R
U
2
+ XL
2
)
U
U
=
X L 2×π × f × L
U
I2 ≈
f
• A região de
enfraquecimento de campo é
uma região onde o fluxo
começa a decrescer e,
portanto, o torque também
começa a diminuir
• Fazendo uma análise muito
simplificada, a corrente do
estator I2 é proporcional à
resistência R e ao valor da
reatância XL (2πfL)
• Acima de 30Hz, R << XL;
φm ≈
• I2 = CONSTANTE (≈ In)
fn
35
U
f
Constante após fn
Aumentando...
C ≈ φm × I 2
36
6
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Controle escalar de tensão: controle U/f
Controle escalar de tensão: controle U/f
• A potência de saída do
conversor de frequência
segue a variação U/f, ou
seja, cresce linearmente até
a frequência nominal e
permanece constante acima
desta.
• O motor de indução é auto-ventilado. Com a redução de rotação (f),
a ventilação já não é mais a mesma do que seria se estivesse nas
suas condições nominais;
• de 0 a 30Hz, deve ser feita uma análise do tipo de carga acionada
para tirar conclusões a respeito do aquecimento do motor;
• a tensão de saída do conversor apresenta distorção harmônica
(forma de onda não perfeitamente senoidal), provocando aumento da
corrente eficaz e consequente aumento de perdas;
P = C ×ω
• LOGO, É NECESSÁRIO REDUZIR CONJUGADO E POTÊNCIAS
ADMISSÍVEIS NO MOTOR (CURVA PADRONIZADA)
Redução do consumo (kWh) ficando a potência “P”
(kW),“modulada” pela carga aplicada “C” (kgf.m) e pela rotação
do motor “ω
ω” (rpm).
37
38
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Controle vetorial
Controle vetorial
• Em aplicações onde se faz necessária uma alta performance
dinâmica, respostas rápidas e alta precisão de regulação de
velocidade, o motor elétrico deverá fornecer essencialmente um
controle preciso de torque para uma faixa extensa de condições
de operação;
• Acionamentos CC → sempre representaram uma solução ideal,
pois a proporcionalidade da corrente de armadura, do fluxo e do
troque num motor CC proporcionam um meio direto para o seu
controle;
• A diferença entre controle escalar (U/f) e o controle Vetorial, é a
malha de controle, que permite monitoração independente da
velocidade e do torque requerido.
39
40
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Controle vetorial
Com encoder
O Controle Vetorial pode ser de dois tipos:
• Sensorless: malha aberta (sem encoder – tacogerador de pulsos)
• Com encoder: malha fechada (com realimentação de velocidade
por encoder)
Ambos apresentam excelentes caracterí
características de regulaç
regulação e
resposta dinâmica, sendo que o controle com encoder apresenta
um grau de desempenho superior
41
“sensorless”
sensorless”
• Regulação de velocidade: 0,01%
• Regulação de velocidade: 0,1%
• Regulação de torque: 5%
• Regulação de torque: não tem
• Faixa de variação de velocidade:
1:1000
• Faixa de variação de velocidade:
1:100
• Torque de partida: 400% máx.
• Torque de partida: 250% máx.
• Toque máximo (mão contínuo):
400%
• Toque máximo (mão contínuo): 250%
42
7
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
inversor
motor
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
carga
Aumento/diminuição
de carga
Velocidade
constante
Compensação do
escorregamento é feita
pelo inversor para
manter a velocidade
constante
independentemente de
mudanças de carga
Frequência de saída
do inversor aumenta
ou diminui conforme a
corrente do motor varia
em função do aumento
ou diminuição de carga
Lembrete: “S” é
determinado diretamente
pela condição de carga
do motor. Logo, se “S”
varia, a velocidade
também!
43
44
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
DESVANTAGENS
VANTAGENS
• Utilização de motores de indução
padrão;
• Alta precisão de velocidade;
• Suavidade nos movimentos;
• Sincronismo c/ alta precisão;
• Torque controlável;
• Ampla faixa de variação de
velocidade;
• Pesos e dimensões reduzidas;
• Operação em áreas de risco;
• Disponibilidade de “by-pass”;
• Cos φ próximo de 1;
• Frenagem regenerativa;
• Economia de energia.
• Distorção harmônica da rede;
• Rendimento: como a tensão de
alimentação não é senoidal, haverão
harmônicos que provocarão maiores
perdas e consequente redução do
rendimento;
• Ruído: variará sensivelmente em função
da frequência e do conteúdo de
harmônicas do inversor
• Confiabilidade do equipamento
eletrônico
Aplicaç
Aplicações de acionamentos com
motores de induç
indução e inversores de
frequência
45
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
• Assim como precisamos saber como se comportam as
características de torque e de potência ao longo das rotações
do motor quando este é acionado por inversor de frequência,
precisamos também estudar os tipos de torque resistentes e
potências consumidas nas mais diversas aplicações pelas
respectivas cargas.
MOTOR
X
46
• Conjugado de partida: conjugado requerido para vencer a
inércia estática da máquina em movimento. Para que uma
carga, partindo da velocidade zero, atinja a sua velocidade
nominal, é necessário que o conjugado do motor seja sempre
superior ao da carga.
• Conjugado de aceleração: conjugado necessário para
acelerar a carga à velocidade nominal. O conjugado do motor
deve ser sempre superior ao conjugado de carga, em todos os
pontos entre zero e a rotação nominal. No ponto de inserção
das duas curvas, o conjugado de aceleração é nulo, ou seja, é
atingido o ponto de equilíbrio a partir do qual a velocidade
permanece constante. Este ponto de interseção corresponde a
velocidade nominal
CARGA
• Conjugado nominal: conjugado nominal necessário para
mover a carga em condições de funcionamento à velocidade
específica.
47
48
8
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
• O conjugado de
aceleração assume
valores bastante
diferentes na fase da
partida.
• O conjugado de
aceleração obtém-se a
partir da diferença entre
o conjugado do motor e
o conjugado da carga.
49
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
50
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Conjugado constante
Conjugado variável (crescente
com a velocidade)
Nas máquinas deste tipo, o
conjugado permanece
constante durante a variação
da velocidade e a potência
aumenta proporcionalmente
com a velocidade (ex: esteiras
transportadoras, pontes
rolantes, guinchos pórticos,
cadeira do laminador etc).
Ex.: sistemas de acoplamento
hidráulico ou
eletromagnéticos, geradores
ligados em carga de alto fator
de potência
P = C ×ω
C = k ×ω
P = C ×ω
C = constante (k)
P = k ×ω 2
P = k ×ω
51
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
52
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Conjugado variável (crescente
com o quadrado da
velocidade)
Conjugado variável
(inversamente proporcional a
velocidade)
Ex.: bombas centrífugas e
ventiladores.
Ex.: brocas de máquinas,
bobinador, desbobinador,
máquinas de sonda e
perfuração de petróleo.
P = C ×ω
P = C ×ω
C = k ×ω 2
C=
P = k ×ω 3
k
ω
P=k
53
54
9
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Com base no que estudamos até agora, podemos tirar a primeira
conclusão importante sobre a aplicação de acionamentos:
Comportamento do motor de indução com variação da frequência
“Nunca utilizar um acionamento sem antes
conhecer o tipo de carga acionada”
1
2
f≈0 até fn
Enfraquecimento
de campo
U/f = constante
Deve-se levar em consideração as curvas características:
• TORQUE x VELOCIDADE
0
fn
Hz
• POTÊNCIA x VELOCIDADE DO MOTOR E DA CARGA
55
56
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
OPERAÇ
OPERAÇÃO ABAIXO DA ROTAÇ
ROTAÇÃO NOMINAL:
• Em motores autoventilados, a redução da ventilação nas baixas
rotações faz com que seja necessária a diminuição no torque
demandado ou o sobredimensionamento do mesmo.
• As perdas no cobre são resultado da corrente do motor, então a
perda de potência será proporcional a carga.
• O fator K (fator de redução de torque) leva em consideração as
influências da redução da ventilação em baixas rotações, bem
como das harmônicas e do enfraquecimento de campo.
• Dessa forma, se o motor gira mais lento, com a mesma corrente
nominal (determinada pela carga) gerando a mesma perda de
potência que ocorre em velocidades elevadas, o motor se
sobreaquece, pois há um menor fluxo de ar de refrigeração
disponível.
• IMPORTANTE: para motores com ventilação independente,
não existirá mais o problema de sobreaquecimento do motor por
redução de refrigeração, podendo o mesmo ser dimensionado
com a carcaça normal e potência necessária ao acionamento.
• Ventiladores e bombas centrí
centrífugas:
fugas a carga normalmente
diminui, conforme a velocidade se reduz, desta forma o
“problema” de sobreaquecimento deixa de existir
57
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
58
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
• Geralmente, até 50% da fn utiliza-se o fator K como redutor de
potência ou, se quisermos, poderemos utilizar o Fs (fator de
serviço) e/ou o aumento da classe de isolamento do motor para
manter o torque constante.
≈ constante
• Abaixo de 50% frequência nominal, para se manter o torque
constante, geralmente deve-se aumentar a relação U/f do
inversor.
59
60
10
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Curva de Torque x Frequência para uso de motor com inversor de frequência
OPERAÇ
OPERAÇÃO ACIMA DA
ROTAÇ
ROTAÇÃO NOMINAL:
• K = fator de redução
de torque (“derating
factor”)
• Acima da frequência nominal,
como já visto, como o motor
funcionará com
enfraquecimento de campo, a
máxima velocidade estará
limitada pelo torque máximo
disponível do motor e pela
máxima velocidade periférica
das partes girantes do motor
(ventilador, rotor, mancais).
A
B
• K está entre 0,7 a 1,0
e depende do conteúdo
de harmônicas do
inversor (valores típicos
são de 0,8 a 0,9)
C
61
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
62
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
EFEITO DA TEMPERATURA
• NBR-7094: condição usual de
serviço para temperatura
ambiente < 40ºC
• Temparatura ambiente > 40º,
utilizar Fator de Redução de
potência nominal
•Fator de redução = 2% / ºC
63
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
64
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
EXEMPLO PRÁTICO:
EFEITO DA ALTITUDE
• Uma esteira transportadora necessita operar de 150 a 900 rpm.
Considerando o conjugado resistente na rotação nominal igual a
1,6 kgf.m, rede de 380V, 60Hz, determine o motor para operação
com inversor de frequência.
• NBR-7094: condição usual de
serviço para altitude < 1000m
• altitude > 1000m, utilizar Fator
de Redução de potência
nominal
Dados:
900 rpm/60Hz
•Fator de redução = 1% / 100m
p=
65
120 × f
ωs
=
120 × 60
= 8 pólos
900
C (kgf .m) × ω ( rpm)
974
P (kW ) = 1,6 × 900 974 = 1,47kW
P (kW ) =
66
11
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
Frequência dentro da faixa de
variação de velocidade:
ωs × p
Determinação do torque nominal do motor (necessidade de
pleno torque a baixa velocidade):
150 × 8
= 10 Hz
120
900 × 8
f2 =
=
= 60Hz
120
120
f1 =
1
120
ω s2 × p
=
Cn( motor ) =
C (c arg a) 1,6kgf .m
=
= 3,2kgf .m
K1
0,5
Através do catálogo de fabricante de motor, obtemos:
Da curva Torque x Frequência , obtemos:
Motor de P = 4cv (3,0kW), Cn = 3,29 kgf.m, 380V, 60Hz, 8
pólos (900rpm)
Valor deve ser maior!
f1 ⇒ K1 = 0,5
f 2 ⇒ K 2 = 0,9
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Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
68
Inversores: Acionamentos de velocidade variá
variável
PROVA: Marque com Verdadeiro (V) ou Falso (F)
( F ) O motor não pode ser acionado por inversor acima de 60Hz
por falta de ventilação e sobreaquecimento.
( V ) O motor acionado por inversor apresenta características de
torque constante de 6 a 60Hz.
( F ) O Toque de partida de um motor CA acionado por inversor é
de aproximadamente 2,5 vezes o toque nominal do motor
( F ) O inversor apresenta em sua saída tensão constante e
frequência variável.
( V ) Para frequência abaixo de 6Hz é necessário o reforço de
torque ajustado pelo aumento do fluxo de magnetização.
( V ) O inversor é constituído basicamente de um módulo
retificador, filtro, ponte de transistores e módulo de controle
( V ) Nunca se deve utilizar um inversor sem conhecer o tipo de
carga acionada.
( F ) O motor acionado por inversor apresenta características de
torque constante acima de 60Hz
( V ) Em aplicações com inversores, sempre que trabarmos
abaixo da rotação nominal, estaremos ECONOMIZANDO
energia.
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