Aplicações eficientes com motores eléctricos de Elevado Rendimento

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1 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas LISBOA Aplicações eficientes com motores eléctricos de Elevado Rendimento Carlos Ribeiro da Costa Gestor de Projectos carloscosta@weg.net Tel: /

2 Custos ao longo do ciclo da vida de um motor eléctrico Custos de aquisição Preço de compra 2% Custos de instalação 98% Custos de Energia Custos de manutenção Custos de operação Custos de paragem Será o preço de compra o mais importante? Tecnologia Aplicada Que tipos de aplicações existem? Quais são as opções disponíveis? O que isto tem a ver com a Redução do Custo Operacional de um motor eléctrico? 3 23/03/2011 2

3 Custos de exploração Grande parte das causas de falhas de motores eléctricos está relacionada a problemas nas suas especificações. Quando a especificação do motor não é adequada às características da aplicação, geram-se potenciais de falha, ou seja, os problemas acontecerão mesmo quando as boas práticas de manutenção e operação são aplicadas. Uma má especificação anula as vantagens da eficiência energética e da confiabilidade do produto aumentando o custo da exploração. Soluções para cada Ambiente vs Aplicação W22 Roller Table 3

4 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " Soluções para cada ambiente vs Aplicação + = 6 4

5 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " Dimensionamento / selecção Seleccionar potência vs rotação adequada Adequar método de arranque Adequar às características ambientais (altitude, temperatura ambiente, agressividade do ambiente). Adequar rolamentos em função da carga, da posição de funcionamento e do método de arranque. Seleccionar motor de Qualidade e Alto Rendimento 5

6 Consumo de Energia na Industria ŁPara atender as taxas de crescimento globais, principalmente nos paises emergentes, aliada ainda ao incremento da parcela da população mundial com acesso a bens de consumo, há uma crescente procura de energia eléctrica. Daqui resulta a necessidade de elevadíssimos investimentos em geração de energia. Consumo de Energia na Industria Porém, estes investimentos, além de planeados a médio e longo prazo, implicam no uso de recursos naturais cada vez mais escassos e sob pressões ambientais. A curto prazo, a melhor alternativa para aumentar a oferta de energia é COMBATER O DESPERDÍCIO 6

7 Consumo de Energia na Indústria A indústria, é o maior consumidor de energia eléctrica no mundo. Em Portugal, representa cerca de 43% da energia total consumida, seguindo-se o consumo em habitações com 26 % e o comércio com 17 %. Os Motores Eléctricos, são responsáveis por mais de 60% do consumo de energia na indústria, ou seja, no caso de Portugal, são cerca de GWh. Se reduzirmos em 5 % a energia eléctrica destinada aos motores, economizaremos por ano mais de 850 milhões de kw/h Factores de desperdício Motores com baixo rendimento Motores sobredimensionados Motores com baixo factor de potência Cargas variaveis mal aproveitadas 7

8 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " Motores com baixo rendimento Quais são os factores que contribuem para baixar o rendimento num Motor Eléctrico? Má concepção do produto Materiais / matérias primas de baixa qualidade Processos de fabrico não controlados Meios de produção não adequados Motores antigos com repetidas rebobinagens MÁ QUALIDADE DO PRODUTO Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " Rendimento 8

9 Redução das perdas em Motores PERDAS DE JOULE NO ESTATOR, Podem ser amenizadas reduzindo a resistência óhmica, ou seja aumentando a secção do cobre. PERDAS DE JOULE NO ROTOR, Podem ser reduzidas aumentando as gaiolas condutoras. AS PERDAS NO FERRO, Reduzem-se usando aços de baixas perdas magnéticas e aplicando maior volume de chapa, para reduzir a densidade do fluxo magnético. Redução das perdas em Motores AS PERDAS MECÂNICAS, Diminuem-se optimizando os ventiladores e adequando os rolamentos. AS PERDAS SUPLEMENTARES, São as mais imprevisíveis, e podem ser optimizadas através de um rigoroso controlo de qualidade no processo de fabrico (optimização das ranhuras, do entre ferro e dos enrolamentos de forma a reduzir a dispersão magnética) 9

10 Motores com repetidas rebobinagens A DEGRADAÇÃO DA EFICIÊNCIA EM CADA REBOBINAGEM É NO MÍNIMO DE 0.5 a 1% (fonte: US Department of Energy ) Razões para a perda de eficiência Sobreaquecimento das chapas magnéticas do estator para extracção das bobinas (deterioração do isolamento e contaminação com carbono) OCASIONAM AUMENTO IRREVERSÍVEL DE PERDAS. Levantamento incorrecto das características de bobinagem (número de espiras, diâmetro do fio, ) Instalação de ventilador inadequado. 10

11 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " REGULAMENTAÇÃO 20 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " Níveis Rendimento IEC Directiva 2005/32/EC Regulamento Nº 640/2009 Ensaio IEC Fabricantes Utilizadores Decreto-Lei nº 26/

12 Novos Níveis de Rendimento Fonte: Motor Summit 2008 Aplicação 10-Fev Jan Jun Jan kW a 90kW 0.75kW a 375kW Rendimento Inferior ao Standard 0.75kW a 375kW IE 1 Rendimento Standard 7.5kW a 375kW 0.75kW a 7.5kW IE 2 IE 2 Alto Rendimento Alto Rendimento 0.75kW a 375kW IE2+VSD Alto Rendimento + VSD 0.75kW a 375kW IE 3 Rendimento Premium 0.75kW a 375kW IE 4 Rendimento Super Premium 12

13 Parque de oportunidades A busca para alcançar uma maior eficiência energética conduz a um aumento do capital financeiro, da protecção ambiental e conforto humano. A indústria é o sector da sociedade que mais necessita da poupança de energia porque a torna mais competitiva. 13

14 Colégio de Engenharia Geológica e de Minas" " EVITE O DESPERDÍCIO Utilize motores de Alto Rendimento. Seleccione o motor em função da utilização. Faça manutenção periódica. Seleccione o dispositivo de arranque mais adequado. Utilize motores de qualidade reconhecida. Obrigado a todos Colégio de Engenharia Geológica e de Minas 14