unicsul2009

Motores Elétricos

Daniel Paganini
Consultoria Técnica

Training made by SEW-EURODRIVE
DVEA Daniel Paganini Outubro 2009

Objetivo
Conceito de motores elétricos
Aplicações,
Especificação
Oportunidades de economia de energia

2 Training made by SEW-EURODRIVE

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


GUARULHOS


Belém
Manaus São Luiz
Fortaleza
Natal
Recife

Aracaju
Salvador
Goiânia
Uberlândia
Belo Horizonte
Vitória
Cuiabá

Rio Claro Rio de Janeiro

Guarulhos

Curitiba
Joinville

Porto Alegre


Mercado de Atuação

Açúcar e Álcool

A cana ocupa cerca de 7 milhões de hectares (2% de toda a terra
arável do País), que é o maior produtor mundial, seguido por Índia,
Tailândia e Austrália. As regiões de cultivo são: Sudeste, Centro-
Oeste, Sul e Nordeste, permitindo duas safras por ano. Fonte: Unica


Mineração e Siderurgia

O Brasil é o segundo maior produtor de Minério de Ferro, com
produção em 2008 estimada em 409 milhões de toneladas, o
que equivale a 19% do total mundial (1,9 bilhão de ton). A China
é o maior produtor, com 600 milhões de ton em 2008. IBRAM

1 tonelada = 138 US$ fonte econstats


Automobilística

A produção de veículos no ano de 2008 alcançou a incrível
marca de 3.215.000 de unidades produzidas, valor 8%
superior ao de 2007. De Janeiro a Maio deste ano, o
acumulado é de 1.200.000 unidades produzidas. Fonte ANFAVEA


Lazer e Diversão


Produtos e Serviços SEW EURODRIVE


Alguns de nossos Clientes...


Motores Elétricos


Família de motores elétricos
Excitação série

Excitação independente

Motor CC Excitação compound

Imãs permanentes
Motor universal
Excitação paralela

Monofásico
Gaiola de
esquilo

Motor CA Linear
Rotor
Bobinado
Assíncrono

Trifásico Imãs permanentes

Síncrono Relutância

Pólos magnéticos

Pólos Salientes

Evolução do motor elétrico


Princípio de funcionamento do motor de indução


Características do motor de indução
Rotação fixa

[ rpm ]

Escorregamento

Torque

[ Nm ]


Curva característica

C, I

IP
Cmáx

CP

CN
IN

nN ns
n

Rendimento x Carga


Rendimento

100% 80%


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

+ Perdas
Adicionais

Perdas por atrito e ventilação ~ n, n³

Como fazer para melhorar o rendimento?


Classes de rendimento


Principais Normas pelo Mundo

CSA IEC
NEMA

ABNT
MEPS
2006
Países onde o
rendimento minimo é
exigido por lei

Olhe fora da caixa!
Worm Gear unit (75%)75%)
Redutor Coroa/Sem fim (

Rendimento global = 60.8%
Potência entregue ao transportador = 9.1kW
Potência consumida da rede = 16.5kW
Energy used based on 16h/day, 250days/yr = 66MWh
Potência desperdiçada por ineficiência 7.4kW
Cost of energy based on $0.10/kwh = $ 6600 per year

Helical Bevel Gear unit (97%)
Rendimento global = 88%
Potência entregue ao transportador = 9.1kW
Potência consumida da rede = 10.3kW
Energy used based on 16h/day, 250days/yr = 41.2MWh
Potência desperdiçada por ineficiência = 1.2kW
Cost of energy based on $0.10/kwh = $ 4120 per year


Olhe fora da caixa!
Potência desperdiçada por ineficiência = 7.4kW

7.4kW = 7400 watts

7400 watts / lâmpadas de 60 W = 123 lâmpadas!


Vida útil do motor elétrico (incluindo reparos)

Faixa de Potência Vida útil - anos

1.0 – 7.5 kW 12

7.5 – 75 kW 15

75 – 250 kW 20

Fonte: EUP Lot 11 Motors Final Report February 2008, ISR- University of Coimbra, Aníbal T. de Almeida et al.


Economia de Energia

Potencial de
economia de
energia

Uso de motores de alto rendimento 10%

Controle eletrônico de rotação 30%

Otimização do sistema mecânico 60%

Fonte: ZVEI Saving Energy with Electric Drives, April 2006


Custo do ciclo de vida do motor
120%

100% 96%

80%

Energia
60% Manutenção
Aquisição
40%

20%

1,50% 2,50%
0%

Source: EUP Lot 11 Motors, Report No. 3, Analysis of existing technical and market information, ISR- University of
Coimbra, Aníbal T. de Almeida et al, April 2007

Mercado de Motores
120

100

80
Quantidade %

60

40

20

0
0 20 40 60 80 100 120
Potência [kW]


Consumo de energia elétrica no Brasil


Capacidade de geração de energia elétrica no Brasil


Como especificar?


Especificação

Número de partidas por hora;

Tempo de aceleração;

Refrigeração adequada;


36

Número de partidas por hora (ZP)

C, I Zp Ip Temp

Motor Elétrico
IP
Cmáx

CP

CN
IN

nN ns
n

Tempo de Aceleração (TA)

C, I TA I Temp

IP
Cmáx

CP

CN
IN

nN ns
n

Refrigeração adequada

Temperatura ambiente: até 40°C;

Altitude: 1000m;

Fluxo de ar de projeto


Refrigeração adequada
Para temperaturas de 40°C a 60°C
Para altitudes > 1000 m

PNred  PN  f T  f H

Tipos de carga
MD ~ 1/n MD = Constante MD ~ n2
P = Constante P~n P ~ n3

Bobinadores Sistemas de Bombas
Fusos elevação Ventiladores
para: Correias e correntes Centrífugas
Faceamento transportadora
Faca rotativa Moinhos de rolos


MD ~ n2
P ~ n3

Bombas
Ventiladores
Centrífugas

MD = Torque

Bombas e Ventiladores

63% da aplicação de motores elétricos na indústria

Funcionamento a meia carga

Variação do fluxo por válvula


Bombas e Ventiladores
Válvula
Pressão (m)

Variação de velocidade

Vazão (m3/h)

[kW]


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)



Alterado o tipo do redutor

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

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



Economia anual estimada em:
1 ton CO2

20 motores R$ 27.000,00
2 ton CO2

40 motores R$ 54.000,00

Pay back (simples): 18 meses
kWh = R$ 0,235 (Base Nov/2007)


Contatos na SEW
Treinamentos Técnicos
treinamento.tecnico@sew.com.br

Engenharia de Aplicação
aplicacao@sew.com.br
automacao@sew.com.br

Apresentação disponível em:
www.slideshare.net/daniel.paganini/unicsul2009


Agradecemos sua presença.

Muito Obrigado!


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