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BEM-VINDO AO WEBINAR
Metodologia para redimensionamento
motriz: estudo de caso
Prof. Dr. MÁRIO CÉSAR GIACCO RAMOS
Ramos Engenharia
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PALESTRANTE:
Prof. Dr. MÁRIO CÉSAR GIACCO RAMOS
Engenheiro Eletricista pela Universidade de Mogi das Cruzes
Cursos de Especialização em Manutenção Industrial na Alemanha.
Engenheiro de Segurança do Trabalho pela Universidade de Mogi das
Cruzes.
Professor do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Mogi
das Cruzes
Mestre em Sistemas de Potência (Conservação de Energia Elétrica)
pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. C
Coordenador do Curso de Especialização em Engenharia de Segurança
do Trabalho na Universidade de Mogi das Cruzes
Diretor do Colégio Técnico UMCTEC
Doutor em Sistemas de Potência (Qualidade de Energia Elétrica) pela
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
Sócio da Empresa Ramos Engenharia (Consultoria e Treinamento)
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Metodologia pararedimensionamento
motriz: estudo de caso
Mário César Giacco Ramos
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INDUSTRIAL
0%
20%
40%
60%Motores
Aquecimento
Calor processo
Eletroquímica
Outros
Distribuição do consumo de energia elétrica por uso
final no Brasil
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GLOBAL
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
Cond.Ambientes
Eletroquímica
Aquec.água
Caldeiras
Refrigeração
Iluminação
Outros
Fornos
Força Motriz
Consumo de energia elétrica por uso final no Brasil
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Interação do motor elétrico:
Meio ambiente
Máquina
Rede
elétrica
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Conservação de energia em sistemas motrizes:
1. Utilização de motores com maior eficiência energética
2. Manutenção adequada nas máquinas e equipamentos
3. Qualidade de energia da rede elétrica de alimentação
4. Redimensionamento motriz
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Conservação de energia em sistemas motrizes:
1. Utilização de motores com maior eficiência energética
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Conservação de energia em sistemas motrizes:
2. Manutenção adequada nas máquinas e equipamentos
Medição e análise de vibrações Termografia
Lubrificação
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Conservação de energia em sistemas motrizes:
3. Qualidade de energia da rede elétrica de alimentação
Desequilíbrios de tensão Harmônicos de tensão
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4. Sobredimensionamento Motriz:
Em relação a um motor corretamente dimensionado,
o motor sobredimensionado opera com um baixo
fator de potência além de, necessitar maior
quantidade de energia para acionar a carga.
Conservação de energia em sistemas motrizes:
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Motor Sobredimensionado:
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Motor com potência adequada:
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Sobredimensionamento Motriz:
Razões mais comuns nas indústrias em geral:
1-desconhecimento das características da própria carga;
2-desconhecimento de métodos para determinação de suas
características;
3-aplicação de sucessivos fatores de segurança nas várias
etapas do projeto;
4-expectativa de aumento no carregamento;
5-desconhecimento de motores com fator de serviço;
6-permitir margem de segurança em processos vitais;
7-substituição de motores danificados por outros maiores,
devido à inexistência de motores reserva iguais;
8-redução do nível de produção
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Sobredimensionamento Motriz:
Razões mais comuns na indústria têxtil:
9. Fiadeiras e retorcedeiras são projetadas para grande número de
fusos. Quando o cliente as encomenda com número inferior, devido
ao comprimento da máquina, o fabricante não recalcula o
acionamento;
10. Com o objetivo de se obter partidas lentas, utilizando-se
partidas a tensão reduzida, os motores elétricos são
sobredimensionados;
11. Normalmente as máquinas são dimensionadas para
processamento de fios grossos (pior situação).
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Sobredimensionamento Motriz: Instrumentos
Alicate amperímetro Tacômetro Analisador de potência
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Curvas características dos motores de indução
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Programa de simulação
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Observado um sobredimensionamento, um novo motor
deverá ser proposto, levando-se em consideração duas
condições básicas:
1ª - potência nominal ou de regime: é o valor necessário
para manter a carga funcionando em sua rotação nominal.
2ª - potência dinâmica ou de aceleração: é o valor
necessário para acelerar a carga até a rotação nominal,
partindo do repouso, num tempo inferior ao de rotor
bloqueado;
Condições básicas para o redimensionamento motriz
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Categorias de conjugado dos motores de indução
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Cargas com conjugado constante
nkPc
kCc
.
Craqueadeira
Laminador
Esteira Transportadora Ponte Rolante Bomba Helicoidal
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2
0
0
..
.
nknCPc
nkCCc
Cargas com conjugado linear
Serra
Fresadora
Furadeira
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Cargas com conjugado parabólico
3
0
2
0
..
.
nknCPc
nkCCc
Ventiladores Centrífugos Exaustor Centrífugo
Bombas Centrífugas
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Cargas com conjugado hiperbólico
kPc
n
kCc
Bobinadeira Metalúrgica Bobinadeira Plástico
Bobinadeira Têxtil
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Conjugado acelerador
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Conjugado médio acelerador
Cma
CCM
Crb
Crf
Cp
n ns
ma
aC.,
n.Jt
6393
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Cargas com conjugado constante
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Cargas com conjugado linear
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Cargas com conjugado parabólico
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Gütermann linhas para costura – Mogi das Cruzes - SP
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Estudo de caso: indústria têxtil - retorcedeira
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Determinação das características da carga:
potência e conjugado nas condições de operação
n
P
I
Pm
Pm
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Determinação das características da carga: conjugado
de partida
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Equipamento desenvolvido para medição do
conjugado de partida
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Determinação das características da carga: momento de
inércia
Motor atual
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Motor proposto
Determinação do tempo aceleração do motor proposto
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Estudo de caso:
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Estudo de caso:
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Estudo de caso:
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Crf = 4,67 kgfm J = 2,65 kgm 2
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Crf = 4,67 kgfm Crf = 4,67 kgfm J = 2,65 kgm 2
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Estudo de caso:
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Estudo de caso:
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Estudo de caso: economia de energia prevista
Funcionamento: 8000h/ano
Motor 60cv: 10,5kW
Motor 15cv: 9,5kW
Economia anual: (10,5 – 9,50) x 8000 = 8000kWh
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Além do investimento desnecessário, motores
sobredimensionados, aumentam o consumo de energia elétrica e
reduzem o valor do fator de potência;
A determinação do valor da potência motriz necessária deverá
considerar as características de partida da carga,
principalmente em casos de conjugado constante;
Conclusões:
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Mário César Giacco Ramos
Departamento de Eng. Elétrica
Universidade de Mogi das Cruzes