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  • 1. Introdução TeóricaMÁQUINA DE SOLDAMáquinas ou aparelhos de solda elétrica são equipamentos para produzir altastemperaturas num ponto concentrado da peça a ser soldada, através daenergia elétrica.Está contido na classificação geral das máquinas de solda, duas categorias:a) máquina de solda moto - geradorab)máquina de solda transformadora1) máquina de solda a arco2) máquina de solda a resistência3) máquina de solda a retificadorMÁQUINA DE SOLDA MOTO - GERADORAEsta máquina é constituída de um gerador de corrente contínua, o qual éacoplado e acionado por um motor de corrente alternada, geralmente trifásico.O conjunto rotativo motor + gerador proporciona uma elevada inércia,amortecendo assim as oscilações provocadas pela carga, bem como, faz comque o sistema “enxergue – a” como uma carga balanceada (fase equilibrada).Desta forma, a ligação deste tipo de máquina de solda será regida pela mesmanorma que trata dos motores elétricos, ou seja, a Norma “Critérios paraAtendimento a Motores Elétricos de Indução”.MÁQUINA DE SOLDA TRANSFORMADORAAs máquinas de solda transformadoras são aquelas que causam maioresperturbaçõesà rede de distribuição, sendo as variações bruscas de potência eo baixo fator depotência suas características básicas.MÁQUINAS DE SOLDA A ARCOEstas máquinas utilizam como fonte térmica para fusão de uma peça metálica,o arco voltaico, o qual poderá ser produzido por uma corrente contínua oualternada, com a utilização de eletrodos de carvão ou metálicos.Um polo da fonte de energia é conectado à peça a ser soldada e o outro émanuseado pelo operador da máquina.
  • 2. No processo de solda, destacamos dois instantes importantes e distintos.Instante 1:Momento do curto circuito dos eletrodos com a peça a ser soldada.Este instante correspondente à máxima corrente encontrada em todo oprocesso de solda, conseqüentemente a máxima oscilação de tensão.O valor desta corrente (curto circuito) não está contida na placa de identificaçãoda máquina.Após o contato do eletrodo com a peça metálica, o operador vai afastando oeletrodo gradativamente, compondo –se assim o arco voltaico, até umcomprimento de arco de trabalho.Instante 2:Com o arco já estabelecido, o operador executa a solda. Neste instante temosuma corrente nominal (de placa) sendo absorvida da rede.Os transformadores das máquinas de solda diferem-se dos transformadores dedistribuição, pois tem uma elevada dispersão de fluxo magnético, possuindocaracterísticas elétricas mínimas capazes de satisfazer à condição deoperação.A regulagem da corrente de solda pode se dar através de:- variação da reatância do transformador, variando o fluxo magnético dedispersão, através do deslocamento das bobinas ou de variação do entreferro ;ou- variação da tensão no secundário ou no primário da máquina.Este tipo de máquina de solda, devido seu baixo custo, é o mais utilizado.TRANSFORMADOR DE SOLDA A RESISTÊNCIAA soldagem por meio de resistência , utiliza a própria resistência da peça a sersoldada, circulando corrente elétrica alternada à baixa tensão, através dassuperfícies de contato das peças a serem trabalhadas.TRANSFORMADOR RETIFICADOR DE SOLDAEste equipamento é idêntico à máquina de solda a arco, descrita em 4.21,exceto a existência de um retificador acoplado ao secundário do transformador,a fim de se conseguir um arco sob corrente contínua.EFEITOS DA MÁQUINA DE SOLDA NA REDE DISTRIBUIÇÃOMÁQUINA DE SOLDA MOTO - GERADORA
  • 3. Serão considerados como motores elétricos (vide Norma Técnica deatendimento a motores elétricos).MÁQUINAS DE SOLDA TRANSFORMADORAAtravés do arco voltaico formado no secundário destas máquinas, o sistemasupridor fica submetido a todas as rápidas variações de corrente,correspondendo às mesmas variações no nível de tensão.Além destas variações, existe também o ponto de partida do processo, quecorresponde a uma corrente de curto circuito, proporcionado a maior valor deflutuação de tensão.MODELAGEM DA MÁQUINA DE SOLDAMÁQUINA MOTO GERADORAIdem Motores Elétricos (vide Norma Técnica de atendimento a motoreselétricos).MÁQUINA DE SOLDA A ARCOObservando o gráfico 1, nota-se que o instante de maior impacto para a redeno processo completo da solda, é o instante t1, correspondendo a corrente decurto circuito Icc, ou seja, a máquina de solda terá que ser modelada para estacorrente, um valor desconhecido, que não consta nos dados de placa doequipamento.TORNO MECÂNICOO torno mecânico é uma máquina operatriz extremamente versátil utilizadanaconfecção ou acabamento em peças dos mais diversos tipos e formas.Estamáquina ferramenta permite a usinagem de qualquer componentemecânico que possa ser utilizado pelo ser humano.Um torno mecânico possibilita a transformação do ferro bruto por exemplo, empeças que podem ter seções circulares, e quaisquer combinações destasseções. Através deste instrumento de transformação é possível confeccionareixos, polias, pinos, qualquer tipo possível e imaginável de roscas, peçascilíndricas internas e externas, além de cones, esferas e os mais diversos eestranhos formatos.Pelo desenvolvimento do torno mecânico, a humanidade adquiriu as máquinasnecessárias ao seu crescimento tecnológico, desde a medicina até a indústriaespacial, esta máquina está na base da ciência metalúrgica. O torno mecânicoé considerado a máquina ferramenta mais antiga e importante ainda em uso.
  • 4. O torneamento pode ser definido como uma operação de usinagem comferramenta de geometria definida onde o movimento principal de corte rotativoé geralmente executado pela peça e o movimento de avanço é executado pelaferramenta.As principais operações de usinagem em torno, com uma rápida descrição sãoapresentadas abaixo:- Faceamento: Neste caso o movimento de avanço da ferramenta se dá nosentido normal ao eixo de rotação da peça. Tem por finalidade obter umasuperfície plana.- Sangramento, movimento transversal como no faceamento. Utilizado paraseparar o material de uma peça (corte de barras).- Torneamento longitudinal (ou cilindragem): Operação de torneamento onde seobtém uma geometria cilíndrica, coaxial ao centro de rotação. Pode ser externoou interno (geração de um tubo). Superfícies cônicas podem ser obtidas deforma similar, com adequada orientação do carro porta-ferramentas.- Torneamento de rosca: como o próprio nome indica, neste caso, velocidadede corte e avanço são tais a promover o filetamento da peça de trabalho comum passo desejado.Para isto, é preciso engrenar a árvore do cabeçote fixo com o fuso de avançopor meio de engrenagens.- Perfilamento: operação onde uma ferramenta com perfil semelhante àqueledesejado avança perpendicularmente ao eixo de rotação da peça.A seguir, estão descritas as partes principais de um torno mecânico.- Barramento: base que contém as guias que conduzem o carro em movimentolongitudinal, paralelo ao eixo de trabalho.- Cabeçote Fixo: Compartimento onde se localiza um cone de polias querecebem a rotação transmitida pelo cone motor. A placa do torno, utilizada paraa fixação da peça está localizada no cabeçote fixo.- Cabeçote Móvel: Dispositivo montado sobre o barramento utilizado para:a) fixar peças entre pontos de maneira a diminuir a flambagem de peçasesbeltas durante o torneamento.b) montagem de brocas.- Carro Principal (longitudinal): responsável pelo movimento longitudinal daferramenta. Suporta ainda os carros transversal e orientável (porta-
  • 5. ferramentas). O movimento é controlado pelo volante localizado no avental docarro.- Carro Transversal: responsável pelo avanço em operações não paralelas aoeixo de rotação (faceamento, sangramento, etc.) e pela profundidade de corteem operações de cilindragem.- Carro Orientável: Localizado sobre o carro transversal, está montado sobreum eixo que lhe permite inclinar a ferramenta (no plano x y).- Manivelas/manípulos: O movimento dos carros transversal e orientável sãoacionados por manivelas com avanço controlado por anéis graduados. Odeslocamento promovido por uma rotação da manivela e o correspondentevalor associado a cada divisão do anel devem ser verificados para cadamáquina antes desta ser utilizada pela primeira vez pelo operador.Ferramentas de torno, assim como as demais ferramentas de usinagem, paradesempenhar sua função devem possuir uma geometria específica, apropriadaa cada operação particular. Normalmente são utilizadas ferramentas deaçorápido, também chamadas de “ferro” ou bits. A geometria de algumasdestas ferramentas está representada na figura 4, assim como sua aplicação.Modernamente existem opções superiores de materiais como metal duro(carbeto de tungstênio + cobalto), cerâmicas, diamante e outros comoalternativas para usinagem de materiais duros.No processo de torneamento, além da escolha do tipo de ferramenta e deoperação (faceamento, cilindragem, etc.), é necessário determinar osparâmetros de corte a serem utilizados. Os três parâmetros que devem serdefinidos são:• Velocidade de corte (Vc) [m/min]. Velocidade linear relativa entre a ponta daferramenta e a peça girando. Esta velocidade é dada por:Vc= D ×π ×n (m/min)ondeD é o diâmetro da peça (m)n a rotação (rpm)Esta equação é válida para qualquer operação de torneamento, entretanto,devemos observar que, com exceção da operação de torneamento longitudinal(cilindragem), todas as outras apresentam variações constantes do diâmetro dapeça e a velocidade varia proporcionalmente (dado n constante). Os valores devc dependem de diversos fatores, mas os principais são o material da peça eda ferramenta.
  • 6. • Avanço (f) [mm/rotação]. Para que uma nova superfície seja gerada, énecessário, além do movimento de rotação, que a ferramenta se desloque emrelação à peça de maneira longitudinal, transversal ou numa composiçãodestes dois movimentos. Este movimento é denominado avanço.• Profundidade de corte (ap) [mm]. Para que material seja removido, énecessário que a ferramenta penetre de uma dada profundidade na peça.Nocaso do torneamento de um cilindro observe-se que cada milímetro deprofundidade retirado promove a diminuição de dois milímetros no diâmetro.Incontáveis são as aplicações de um torno. Uma rápida pesquisa na internetapresentou um sem fim número de objetos construídos através do emprego detornos de diferentes tamanhos e formatos.PARAFUSADEIRAElas são utilizadas principalmente em indústrias de produção em série. Alémdisso, elas também são utilizadas no setor de serviços como: oficinasmecânicas e de manutenção em geral (principalmente do setorautomobilístico), concessionária de veículos, borracharias e empresas afins,instaladores de som, transformadores de veículos, e tantos outros.Essas ferramentas pneumáticas diferem das demais em relação ao princípio defuncionamento e desenho. Pela grande variedade de possíveiscondições deuso em parafusamentos, este segmento necessita de muitos tipos diferentes deprodutos.Parafusadeira c/ sistema “standstill”O termo “standstill” refere-se ao princípio de o motor ficar em “ponto morto” aotérmino do parafusamento, sendo que o torque realizável depende da potênciado motor e da velocidade de saída (momento). Uma embreagem não énecessária nesse caso. Parafusadeiras com sistema “standstill” podemsomente ser construídas em ferramentas cujo motor pode ser parado semdanos, como no caso de motores pneumáticos.O torque é ajustado estrangulando a entrada de ar e pode ser mantido tantoquanto necessário com efeito positivo durante a colocação dos parafusos. Poroutro lado, quando se atinge o torque desejado, a reação contrária dessaoperação é transferida completa e diretamente para a ferramenta e,conseqüentemente, para o usuário na forma de torque restante (tranco). É por
  • 7. esse motivo que as parafusadeiras de parada por contato só podem serutilizadas para operações com valores de torque relativamente baixos.Parafusadeira com controle de torque e embreagem “shut-off”Parafusadeiras com controle de torque e embreagens de função “shut-off” têmo mesmo princípio de funcionamento de uma embreagem de catraca. Aquiotorque também é limitado por um ajuste de embreagem tipo “balancim” ou“roldana”.A diferença da embreagem de catraca é que as metades da embreagempermanecem separadas depois do primeiro desengate. Como resultado, nãohá nenhuma dependência de torque pelo tempo de parafusamento. Geração deruído e uso de embreagem são muito reduzidos. Porém, a exigênciaconstrutiva é bastante alta e por isso têm alto custo. Elas são principalmenteutilizadas em parafusamentos que requerem maior precisão de torque.A embreagem automática com sistema “shut-off” é ajustada com base emensaios prévios e, após o atingimento das especificações de torque, ela éentão fixada naquela posição. Isso assegura que a regulagem definida nãopossa ser modificada pelo operador durante a aplicação.Parafusadeira com controle de torque c/ embreagem “shut-offbypass”Parafusadeiras com controle de torque c/ embreagem “shut-offbypass”aumentam o campo de aplicação desse tipo de ferramenta. O alto torqueatingido pelo sistema “shut-offbypass” permite o ajuste manual do torque paraparafusamento emsituações especiais com demanda variada de torque.Exemplos típicos de aplicação são parafusamento em chapas metálicas comparafusos Teks ou com parafusos autoperfurantes e parafusos para madeira.Com a desativação da embreagem “shut-off”, torna-se possível retirarparafusos enferrujados e/ou com forte torque de fixação. A desativação daembreagem “shut-off” também significa que a total ação do torque residual(tranco) tem ação sobre o usuário. Por isso, os valores de torque predefinidosnão podem ser muito altos.Parafusadeira com controle de torque e embreagem de catracaParafusadeiras com controle de torque e embreagem de catraca são os tiposde parafusadeirasmais comuns, pois a embreagem de catraca pode serajustada.Quando a mola da embreagem atingir o torque definido, as metades daembreagem serão separadas pela inclinação dos balancins, roldanas ouesferas. Enquanto a parafusadeira estiver em operação e pressionada sobre o
  • 8. parafuso, picos de torque tão altos quanto o torque prefixado agem sobre oparafuso, o que é bom para a fixação total do parafuso.Intervalos de golpes curtos ou longos da catraca têm uma influência limitada nonível de torque, visto que os impactos rotativos aumentam ligeiramente otorque.Se adequadamente construídas, as embreagens de catraca sãorelativamente baratas, suficientemente precisas e de pouco desgaste. Omomento de desengate não pode ser fixado tão alto quanto você gostaria, vistoque é transferido ao usuário através da máquina. Se o torque de retorno ficamuito alto, o processo de parafusamento fica desconfortável ou muito duro deagüentar. Por isso as parafusadeiras com controle de torque via embreagem decatraca têm um torque máximo de aproximadamente 30 Nm.Parafusadeiras de impulsoParafusadeiras de impulso são ferramentas mecânico-hidráulicas. Estas geramtorque intermitente justamente como as chaves de impacto. Porém, emcomparação com as chaves de impacto, os impactos não são transferidospelos balancins da embreagem. Ao contrário, cada impacto é gerado porcompressão de pistão onde uma quantidadede óleo é comprimida em umacâmara ajustável de uma unidade de impacto com circulação de óleo.Um parafuso externo regula a pressão da câmara.Sua construção especial, apesar do alto custo, oferece mais precisão e menosruído que as chaves de impacto e atingem torque aproximado de até 50 Nm.Parafusadeiras hidropneumáticas com função “shut-off”Esta versão de parafusadeira hidropneumática é equipada com embreagem“shut-off” automática baseada na força centrífuga. Elas são ideais paraprocesso de parafusamento que requer alta precisão e o aperto subseqüentenão é recomendado.INVERSOR DE FREQÜÊNCIAAtualmente, a necessidade de aumento de produção e diminuição de custos,se fez dentro deste cenário surgir a automação, ainda em fase inicial no Brasil,com isto uma grande infinidade de equipamentos foram desenvolvidos para asmais diversas variedades de aplicações e setores industriais, um dosequipamentos mais utilizados nestes processos conjuntamente com o CLP é oInversor de Freqüência, um equipamento versátil e dinâmico,vamos exporagora o princípio básico do inversor de freqüência.
  • 9. Um inversor de frequência é um dispositivo capaz de gerar uma tensão efreqüência trifásicas ajustáveis, com a finalidade de controlar a velocidade deum motor de indução trifásico.A figura abaixo mostra resumidamente o diagrama em blocos de um inversorde freqüência escalar:Seção RetificadoraOs seis diodos retificadores situados no circuito de entrada do inversor,retificam a tensão trifásica da rede de entrada (L1, L2 e L3). A tensão DCresultante é filtrada pelo capacitor C e utilizada como entrada para a SeçãoInversora.Seção Inversora Na seção inversora, a tensão retificada DC é novamenteconvertida em Trifásica AC. Os transistores chaveiam várias vezes por ciclo,gerando um trem de pulsos com largura variável senoidalmente (PWM). Estasaída de tensão pulsada, sendo aplicada em um motor (carga indutiva), irágerar uma forma de onda de corrente bem próxima da senoidal através doenrolamento do motor.Blocos do inversor1º bloco - CPUA CPU (unidade central de processamento) de um inversor de freqüência podeser formada por um micro processador ou por um micro controlador (PLC). Issodepende apenas do fabricante. De qualquer forma, é nesse bloco que todas asinformações (parâmetros e dados do sistema) estão armazenadas, visto quetambém uma memória está integrada a esse conjunto. A CPU não apenasarmazena os dados e parâmetros relativos ao equipamentos, como também
  • 10. executa a função mais vital para o funcionamento do inversor: Geração dospulsos de disparo, através de uma lógica de controle coerente, para os IGBT’s.2º Bloco - IHMO segundo bloco é o IHM (interface Homem máquina). É através dessedispositivo que podemos visualizar o que está ocorrendo no inversor (display),e parametrizá-lo de acordo com a aplicação (teclas).3ºBloco - InterfacesA maioria dos inversores pode ser comandada através de dois tipos de sinais:Analógicos ou digitais. Normalmente, quando queremos controlar a velocidadede rotação de um motor AC no inversor, utilizamos uma tensão analógica decomando. Essa tensão se situa entre 0 á 10 Vcc. A velocidade de rotação(RPM) será proporcional ao seu valor, por exemplo:1Vcc = 1000 RPM, 2Vcc = 2000 RPM.Para inverter o sentido de rotação basta inverter a polaridade do sinalanalógico (de 0 á 10 Vcc sentido horário, e –10 á 0 Vcc sentido anti-horário).Esse é sistema mais utilizados em maquinas-ferramenta automáticas, sendoque a tensão analógica de controle é proveniente do controle numéricocomputadorizado (CNC).Além da interface analógica, o inversor possui entradas digitais. Através de umparâmetro de programação, podemos selecionar qual entrada é válida(Analógica ou digital).4º Bloco – Etapa de potênciaA etapa de potência é constituída por um circuito retificador, que alimenta (através de um circuito intermediário chamado “barramento DC”), o circuito desaída inversor (módulo IGBT).Conversão DC/ACAtravés do chaveamento de transistores em um circuito trifásico, vamos fazeruma "prévia", em um circuito monofásico. Observem a figura abaixo, e notemque a estrutura de um inversor trifásico é praticamente igual ao nosso modelomonofásico. A primeira etapa é o módulo de retificação e filtragem, que gerauma tensão DC fixa (barramento DC) e que alimenta os transistores IGBTs.
  • 11. Imaginem agora que o circuito de lógica de controle ligue os transistores 2 a 2na seguinte ordem:• Primeiro tempo- transistores Tl e T4 ligados, e T3 e T2 desligados. Nessecaso, a corrente circula no sentido de A para B (figura abaixo):• Segundo tempo- transistores T1 e T4 desligados, e T3 e T 2 ligados. Nessecaso, a corrente circula no sentido de B para A (figura abaixo).Ao inverter-se o sentido de corrente, a tensão na carga (motor) passa a seralternada, mesmo estando conectada a uma fonte DC. Caso aumentemos afrequência de chaveamento desses transístores, também aumentaremos avelocidade de rotação do motor, e vice-versa. Como os transístores operamcomo chaves (corte ou saturação), a forma de onda de tensão de saída doinversor de frequência é sempre quadrada. Na prática, os transístoreschaveiam modulando largura de pulso (PWM), como visto na apostila passada,afim de se obter uma forma de onda de tensão mais próxima da senoidal.Raramente encontramos aplicações monofásicas nas indústrias. A maioria dosinversores são trifásicos, portanto, façamos outra analogia de funcionamento,
  • 12. tomando como base ainda o inversor trifásico da figura. A lógica de controleagora precisa distribuiros pulsos de disparos pelos 6IGBTs, de modo a formaruma tensão de saída (embora quadrada) alternada e defasada de 120° uma daoutra. Como temos 6 transistores, e devemos ligá-los 3 a 3, temos 8combinações possíveis, porém apenas 6 serão válidas, conforme veremos aseguir. Na figura abaixo, representamos os IGBTs como chaves, pois em uminversor é assim que eles funcionam.Curva V/FComo vimos anteriormente, se variarmos a freqüência da tensão de saída noinversor, alteramos na mesma proporção, a velocidade de rotação do motor.Normalmente, a faixa de variação de freqüência dos inversores fica entre 0,5 e400 Hz, dependendo da marca e modelo. (Obs: para trabalhar em freqüênciasmuito altas, o motor deve ser “preparado”).A função do inversor de freqüência, entretanto, não é apenas controlar avelocidade de um motor AC. Ele precisa manter o torque (conjugado) constantepara não provocar alterações na rotação quando o motor estiver com carga.Um exemplo clássico desse problema é em uma máquina operatriz. Imaginemum inversor controlando a velocidade de rotação de uma placa (parte damáquina onde a peça a ser usinada é fixada) de um torno. Quandointroduzimos a ferramenta de corte, uma carga mecânica é imposta ao motor,que deve manter a rotação constante. Caso a rotação se altere, a peça podeapresentar um mau acabamento de usinagem.Para que esse torque realmente fique constante, por sua vez, o inversor devemanter a razão V/F (Tensão ÷ Frequência) constante. Isto é, caso hajamudança de frequência, ele deve mudar (na mesma proporção) a tensão, paraque a razão se mantenha, como por exemplo:F = 50Hz V = 300V V/F = 6
  • 13. • Situação 1: O inversor foi programado para enviar 50 Hz ao motor, e suacurva V/F está parametrizada em 6. Automaticamente, ele alimenta o motorcom 300 V;F = 60Hz V = 360V V/F = 6• Situação 2: O inversor recebeu uma nova instrução para mudar de 50 Hz para60 Hz. Agora a tensão passa a ser 360 V e a razão V/F mantém-se em 6.O valor de V/F pode ser programado (parametrizado) em um inversor, e seuvalor dependerá da aplicação.Quando o inversor necessita de um grande torque, porém não atingevelocidade muito alta, atribuímos a ele o maior V/F que o equipamento puderfornecer, e desse modo ele terá um melhor rendimento em baixas velocidades,além de alto torque. Já no caso em que o inversor deva operar com altasrotações e com torques não tão altos, parametrizamos um V/F menor eencontraremos o melhor rendimento para essa outra situação.Mas, como o inversor pode mudar a tensão V se ela é fixada no barramentoDC, através da retificação e filtragem da própria rede?O inversor altera a tensão V oriunda do barramento DC, através da modulaçãopor largura de pulso (PWM).A unidade lógica, além de distribuir os pulsos aos IGBTs do modo já estudado,também controla o tempo em que cada IGBT permanece ligado (ciclo detrabalho).• Quando V tem que aumentar ,os pulsos são “alargados” (maior tempo em 0N)• Quando V tem que diminuir, os pulsos são “estreitados”.Dessa forma, a tensão eficaz entregue ao motor pode ser controlada. Afrequência de PWM também pode ser parametrizada, e geralmente encontra-se entre 2,5 kHz e 16 kHz.Na medida do possível, devemos deixa-la próxima do limite inferior pois assimDiminuímos as interferências eletromagnéticas geradas pelo sistema (EMI).Inversor VetorialPodemos classificar os inversores em dois tipos: inversores escalares evetoriais. Os escalares e vetoriais possuem a mesma estrutura defuncionamento, mas a diferença esta no modo em que o torque é controlado.Nos inversores escalares, como dissemos anteriormente, a curva V/F é fixada(parametrizada), tomando como base o tipo de regime de trabalho em que oinversor irá operar. Existe porém, uma condição problemática que é justamente
  • 14. o ponto crítico de qualquer sistema de acionamento AC: as baixas rotações. Osistema AC não consegue um bom torque com velocidades baixas, devido aopróprio rendimento do motor AC.Para compensar esse fenômeno, desenvolveu-se o inversor de freqüênciavetorial. Muito mais caro e complexo que o escalar, ele não funciona com umacurva V/F pré- fixada (parametrizada).Na verdade ele varia tensão e frequência, de modo a otimizar o torque paraqualquer condição de rotação (baixa ou alta). É como se ficássemosparametrizando a cadams, uma nova curva V/F para cada nova situação. Oinversor vetorial controla V/F através das correntes de magnetização e rotóricado motor.Normalmente um tacômetro, ou um encoder são utilizados como sensores develocidade, formando uma "malha fechada" de controle de velocidade. Existemporém os inversores vetoriais “sensorless”, que não utilizam sensores develocidade externos.INSTALAÇÃO DO INVERSORFeito essa pequeno estudo da estrutura funcional do inversor, vamos mostrarcomo instalá-lo.Existe uma grande quantidade de fabricantes, e uma infinidade de aplicaçõesdiferentes para os inversores.Os terminais identificados como: R, S, e T (ou Ll, L2, e L3), referem-se àentrada trifásica da rede elétrica. Para pequenas potências, é comumencontrarmos inversores com a entrada monofásicos (porém a saída continuasendo trifásica).Para diferenciar a entrada da rede para a saída do motor, a saída(normalmente) vem indicada por: U, V e W.Além da potência, temos os bornes de comando. Cada fabricante possui suaprópria configuração, portanto, para saber "quem é quem" temos de consultar omanual derespectivo fabricante. De qualquer maneira, os principais bornes sãoas entradas (analógicas ou digitais), e as saídas (geralmente digitais).Cuidados que devemos ter ao instalar um inversor1. Cuidado! Não há inversor no mundo que resista à ligação invertida deentrada da rede elétrica (trifásica ou monofásica), com a saída trifásica para omotor.
  • 15. 2. O aterramento elétrico deve estar bem conectado, tanto ao inversor como aomotor. O valor do aterramento nunca deve ser maior que 5. (norma IEC536), eisso pode ser facilmente comprovado com um terrômetro, antes da instalação.3. Caso o inversor possua uma interface de comunicação( RS 232, ou RS 485)para o PC, o tamanho do cabo deve ser o menor possível.4. Devemos evitar ao máximo, misturar (em um mesmo eletroduto ou canaleta),cabos de potência (rede elétrica, ou saída para o motor) com cabos decomando (sinais analógicos, digitais, RS 232, etc...).5. O inversor deve estar alojado próximo a “orifícios” de ventilação, ou, caso apotência seja muito alta, deve estar submetido a uma ventilação (ou exaustão).Alguns inversores já possuem um pequeno exaustor interno.6. A rede elétrica deve ser confiável, isto é, jamais ultrapassar variações de+ou- 10% em sua amplitude.7. Sempre que possível, utilizar os cabos de comando devidamente blindados.8. Os equipamentos de controle (PLC, CNC, PC, etc...), que funcionarem emconjunto com o inversor, devem possuir o "terra" em comum. Normalmente,esse terminal vem indicado pela referência “PE” ( proteção elétrica), e sua cor éamarela e verde (ou apenas verde ).9. Utilizar sempre parafusos e arruelas adequadas para garantir uma boafixação ao painel.Isso evitará vibrações mecânicas. Além disso, muitos inversores utilizam opróprio painel em que são fixados como dissipador de calor. Uma fixaçãopobre, nesse caso, causará um aquecimento excessivo ( e possivelmente suaqueima ).10. Caso haja contatores e bobinas agregadas ao funcionamento do inversor,utilizar sempre supressores de ruídos elétricos (circuitos RC para bobinas AC,e diodos para bobinas DC).Essas precauções não visam apenas melhorar o funcionamento do inversor,mas evitar que ele interfira em outros equipamentos ao seu redor O inversor defrequência é, infelizmente, um grande gerador de EMI ( interferênciaseletromagnéticas), e, caso não o instalarmos de acordo com as orientaçõesacima, poderemos prejudicar toda a máquina (ou sistema) ao seu redor. Bastadizer que, para um equipamento atender o mercado europeu, a certificação CE( Comunidade Européia ) exige que a emissão eletromagnética chegue a niveisbaixíssimos (norma IEC 22G - WG4 (CV) 21).Para que o inversor funcione a contento, não basta instalá-lo corretamente. Épreciso "informar" a ele em que condições de trabalho irá operar. Essa tarefa é
  • 16. justamente a parametrização do inversor. Quanto maior o número de recursosque o inversor oferece, tanto maior será o número de parâmetros disponíveis.Existem inversores com tal nível de sofisticação, que o número de parâmetrosultrapassa a marca dos 900!Obviamente, por enquanto, veremos apenas os principais, e para facilitar nossoestudo futuro, utilizaremos os endereços particularidades do inversorSIMOVERTMICROMASTER do fabricante SIEMENS, porém um mesmoparâmetro, com certeza, muda de endereço de fabricante para fabricante.O inversor de frequência MICROMASTER tem as mesmas funções dos demaisfabricantes (Yaskawa, ABB, WEG, Allen Bladley, etc...). Isso não deverádificultar o trabalho com inversores de outras marcas e modelos, pois bastaassociarmos com os indicados pelo manual do fabricante especifico.Como faço para acessar os parâmetros e parametrizar um inversor?Normalmente devemos seguir os seguintes passos:1° passoAcionamos a tecla P e as setas .ou . até acharmos o parâmetro desejado.2° passoAgora aciona-se P novamente, e o valor mostrado no display será o valor doparâmetro, e não mais a ordem em que ele está.3° passoAcionamos as teclas .ou . até acharmos o valor desejado ao parâmetro.4° passoBasta acionar P novamente, e o novo parâmetro estará programado.Observação: Cerca de 90% dos inversores comerciais funcionam com essalógica.E quais são os principais parâmetros de um inversor?Parâmetro P009: Liberação de alteração de parâmetros• Ajuste = 0 : somente os parâmetros P001 a P009 podem ser alterados.• Ajuste = 1 : os parâmetros P001 a P009 podem ser alterados e todos osdemais podem ser somente lidos.• Ajuste = 2 : todos os parâmetros podem ser alterados porém P009 retornaautomaticamente a 0 na próxima vez que o inversor for desenergizado.
  • 17. • Ajuste = 3 : todos os parâmetros podem ser alterados indefinidamente.Esse parâmetro é uma proteção contra "curiosos". Para impedir que alguém,inadvertidamente, altere algum parâmetro da máquina, utiliza-se um ajusteespecífico como proteção.Parâmetro P084: Tensão nominal do motor.Esse parâmetro existe na maioria dos inversores comerciais, 1embrando quenão necessariamente como P084, e serve para informarmos ao inversor qual éa tensão nominal em que o motor irá operar. Suponha que o motor tenhatensão nominal 220VCA.Parâmetro P083: Corrente nominal do motor.Esse parâmetro determina o valor de corrente que será utilizado nos cálculosque serão feitos pelo inversor, como por exemplo para protegê-lo desobrecargas.Parâmetro P003: Frequência mínima de saída.Esse parâmetro determina a velocidade mínima do motor. Pode variar de 0,0Hza 650Hz, porém deve ser sempre menor que a frequência máxima.Parâmetro P013: Frequência máxima de saída .Esse parâmetro determina a velocidade máxima do motor. Pode variar de0,0Hz a 650Hz, porém deve ser sempre maior que a frequência mínima.Parâmetro P031: Frequência de JOG.JOG (impulso) é um recurso que faz o motor girar com velocidade bem baixa.Isso facilita o posicionamento de peças antes da máquina funcionar em seuregime normal. Por exemplo:Encaixar o papel em uma bobinadeira, antes do papel ser bobinadoefetivamente.Parâmetro P002: Tempo de partida (rampa de aceleração).Esse parâmetro indica em quanto tempo deseja-se que o motor chegue avelocidade programada, estando ele parado. Pode variar de 0 a 650 segundos.Você pode pensar: "Quanto mais rápido melhor". Mas, caso o motor estejaconectado mecanicamente a cargas pesadas ( Ex: placas de tornos com peçasgrandes, guindastes, etc...), uma partida muito rápida poderá “desarmar"disjuntores de proteção do sistema. Isso ocorre, pois o pico de corrente,necessário para vencer a inércia do motor, será muito alto. Portanto, esseparâmetro deve respeitar a massa da carga, e o limite de corrente do inversor.
  • 18. Parâmetro P003: Tempo de parada (rampa de desaceleração).O inversor pode produzir uma parada gradativa do motor. Essa facilidade podeser parametrizada variando de 0 a 650 segundos, e, como a anterior, develevar em consideração a massa (inércia) da carga acoplada.Parâmetro P006: Tipo de referência de entrada.• Ajuste = 0 a entrada significativa é digital.• Ajuste = 1 a entrada significativa é analógica.• Ajuste = 2 a velocidade é fixada dependendo da programação das entradasbinárias (P051 a P055).Esse parâmetro diz ao inversor como vamos controlar a velocidade do motor.Caso esteja em 1 , a velocidade de será proporcional a tensão analógica deentrada. A entrada digital será ignorada. Caso o parâmetro esteja em 0, avelocidade será controlada por um sinal digital (na entrada digital), e o sinalanalógico não mais influenciará.Parâmetro P076: Frequência de chaveamento PWM.Esse parâmetro determina a frequência de PWM do inversor. Para estemodelo, a mesma pode ser 2KHz, 4KHz, 8KHz ou 16KHz.Para evitarmos perdas no motor, e interferências eletromagnéticas (EMI),quanto menor essa frequência, melhor.O único inconveniente de parametrizarmos o PWM com frequências baixas (2ou 4 kHz) é a geração de ruídos sonoros, isto é, a máquina fica mais“barulhenta”. Portanto, devemos fazer uma "análise crítica" das condiçõesgerais do ambiente de trabalho, antes de optarmos pelo melhor PWM. Comodito anteriormente, existe uma infinidade de parâmetros nos inversores.Para parametrizar um inversor diferente do estudado, basta consultar o manualdo fabricante, e fazer uma analogia com essa apostila.Na próxima apostila, veremos os demais parâmetros que afetam ofuncionamento de um inversor de frequência.Como posso saber: qual é o modelo, tipo, e potência do inversor para a minhaaplicação?Bem, vamos responder a essa pergunta em três etapas:Capacidade do inversor:Para definirmos o “tamanho” do inversor temos de saber qual a corrente domotor (e qual carga) ele acionará. Normalmente se escolhe um inversor com
  • 19. uma capacidade de corrente igual ou um pouco superior à corrente nominal domotor. A tensão, tanto do inversor quanto do motor deve ser igual a da rede dealimentação.Tipo de inversor:A maioria dos inversores utilizados são do tipo escalar. Só utilizamos o tipovetorial em duas ocasiões: extrema precisão de rotação, torque elevado pararotação baixa ou zero (ex:guindaste, pontes rolantes , elevadores , etc...).Modelo e fabricante :Para escolher o modelo, basta consultarmos os catálogos dos fabricantes, eprocurar um que atenda as seguintes características mínimas necessárias:Quanto ao fabricante, o preço e qualçidade desejada deve determinar aescolha.Apenas como referência ao leitor os mais encontrados na indústria são:Siemens, Weg, Yaskawa, Allen Bradley e ABB.MÁQUINA DE JATO A GRANALHA – SISTEMA DE JATEAMENTOO jateamento é uma técnica de tratamento superficial por impacto, o qual sepode obter um excelente grau de limpeza e simultaneamente um corretoacabamento superficial. Este processo em geral é usado para:• Limpeza de peças fundidas, ferrosas e não ferrosas, forjadas, etc.;• Decapagem mecânica de arames, barras, chapas, etc.;• Shot-Peening (aumenta a resistência à fadiga de molas, elásticos,engrenagem, etc.);• Limpeza e preparação de superfície, onde será aplicado revestimentoposterior.De forma geral, podemos dizer que o jateamento é o bombardeio de partículasabrasivas a alta velocidade (65 – 110 m/Seg.), que após o impacto com a peçaremove os contaminantes da superfície.Até a década de 30, o jateamento era realizado somente com bicos de arcomprimido. Hoje esta técnica é mais utilizada para certos trabalhos como amanutenção de estruturas armadas.O jateamento em linha de produção, com alta produção e de forma automática,foi possível com o desenvolvimento de turbinas centrífugas de jateamento. Este
  • 20. sistema é muito mais produtivo se comparado com bicos de ar comprimido,além de se obter uma melhor uniformidade na preparação superficial.O tipo de material, o tamanho, a forma, as condições da superfície a ser limpae a especificação do acabamento superficial, tem influência direta quanto aseleção do sistema de jateamento, do abrasivo e a definição do procedimento.Existem casos que podem ser necessários outros métodos de limpeza, antes edepois do jateamento para obter melhores resultados nos revestimentos.O Sistema de Jateamento Podem ser divididos em seis sistemas básicos:1-) Sistema de aceleração da granalha2-) Sistema de circulação e limpeza da granalha fixação da peça3-) Cabine4-) Sistema de coletagem de pó5-) Sistema de movimento e fixação da peça6-) Controles e Instrumentação1) Sistema de aceleração do abrasivoExistem duas forma de acelerar o abrasivo:a) Por Ar ComprimidoEste sistema é de baixo rendimento e é o mais adequando para trabalhospequenos onde não é necessário volumes altos.É um sistema flexível, pois o transporte da granalha pode ser realizados nadireção horizontal e através de mangueiras de borracha. Estas característicaspermitem ser utilizados na preparação de superfície de estruturas armadas,substituindo as ferramentas manuais.Para o jateamento em linha de produção, o custo é muito alto comparado como sistema de jateamento por turbinas. Por exemplo: para arremessar 1100 Kgpor minuto é necessário um compressor de 1650HP e 33 jatistas com bicos de10 mm de diâmetro a 6,5 Kg/cm2. Para realizar o mesmo trabalho com turbinascentrífugas é necessário somente de 100 HP, repartidos em 1 (uma) ou emvárias turbinas no mesmo equipamento, sendo controlado por 1 (um) ou 2(dois)operadores de acordo com o seu desenho.b) Por Turbinas Centrífugas
  • 21. O jateamento por turbinas centrífugas, é entre as técnicas atuais o sistemamais econômico e sem a contaminação do meio ambiente.As turbinas arremessam o abrasivo mediante a força centrífuga na direção,velocidade e quantidade determinada. O funcionamento das mesmas é similarà de um ventilador ou uma bomba centrífuga. Os equipamentos podem utilizarmúltiplas turbinas posicionadas de modo que o abrasivo chegue em toda asuperfície das peças a serem jateadas. O número de turbinas montadas em umequipamento, é determinado pela forma e tamanhos das peças à serem limpas.Usualmente a potência do jateamento instalada é necessária para se obter oacabamento superficial desejado, em uma só passada e com velocidadeadequada.2) Sistema de Circulação e Limpeza da GranalhaEsta é a parte do equipamento que é encarregada de recuperar e limpar agranalha, para um funcionamento completamente contínuo.Nos equipamentos de jateamento convencionais, após a granalha ter sidoempactada com a superfície da peça, cai por gravidade em uma tolva derecolhimento na parte inferior do equipamento e é transportada através de umarosca sem fim até o elevador de canecas. O elevador de canecas elevajunto agranalha, carépas, oxidações, pó e outros contaminantes até o separador(purificador) de abrasivos, que fica posicionado na parte superior doequipamento.Um combinação de peneiras e chapas defletoras formão a cortina de granalha.Através desta cortina atravessa um fluxo de ar que separa os contaminantes ea granalha que se encontra com seu grão deteriorado e que deixam de serefetiva no jateamento. A granalha limpa fica armazenada no silo e alimenta porgravidade as turbinas.Os sistema de jateamento modelo ECO, por ter suas turbinas posicionadas naparte inferior do equipamento, não necessita de elevador de canecas epurificador de abrasivos. Após a granalha ter sido empactada com a superfícieda peça, cai por gravidade no silo de armazenagem atravessando antes umfluxo de ar que extrai o pó e a granalha que se encontra com seu grãodeteriorado.A capacidade de recuperação e limpeza do abrasivo, é determinado de acordocom a projeção de ar comprimido ou a potência de jateamento instaladas nasturbinas. O incorreto funcionamento deste sistema afeta seriamente o desgastede peças de reposição do equipamento, a efetividade do jateamento e oconsumo de granalha.3) Cabine
  • 22. A cabine da máquina durante o jateamento contem pó e abrasivo emsuspensão. A ventilação que gera o coletor de pó dentro da cabine, garanteque a pressão de ar dentro seja menor que a pressão ambiental (externa),fazendo que que o pó não escape para as áreas de trabalho adjacentes. Asaberturas para entrada e saída das peças, estão equipadas com cortinas deborracha para evitar a fuga da granalha.A cabine é construída em aço de baixo carbono e revestida interiormente commateriais resistentes a abrasão, que podem ser: borracha, componentessintéticos, chapas especiais ou placas fundidas. Para os locais que recebeabrasão direta, recomendamos o uso de chapas fundidas, que tem umrendimento muito superior comparado aos demais materiais.4) Sistema de Coletagem de PóO pó gerado durante a operação de jateameto é removido do abrasivocirculante e da cabine, por um coletor de pó. O coletor de pó mais usado é o decartucho de papel, que além de remover o pó do equipamento, matem as áreasadjacentes limpas e livre de pó.O coletor de pó produz um fluxo de ar através da cabine e do separador.Variações neste fluxo podem causar perda de eficiência na limpeza, presençade pó nos locais próximo a máquina e a presença de contaminantes finosmisturado a granalha.5) Sistema de Movimento e Fixação das PeçasA necessidade de jatear desde parafusos, bloco de motores, tubos, chapas,bielas, pisos e até vagões ferroviários, nos da uma idéia da grande variedadede sistemas de movimentação e fixação das peças. Para materiais a granel(parafusos, tambor de freio, polias, etc.) é utilizado os equipamentos comesteira rotativa (Tumblast). Para peças de maior peso e volume é utilizado ascabines de jato. Para Shot-Peening de engrenagens e para trabalhos especiasé utilizado máquinascom disco giratório.6-) Controle e InstrumentaçãoÉ o sistema que fornece os comandos e indicações para ligar e desligar osmecânismos, elevadores, coletores de pó, turbinas e sistema de movimentaçãodas peças; alem de possuir amperímetro e conta horas para os motores dasturbinas. Tudo isso posicionado numa caixa central.
  • 23. Os painéis elétricos são intertravados para dar segurança ao sistema,permitindo que só ligue os motores na seqüência correta.Quase todos os equipamentos podem ser automatizados, obtendo processoscontínuos que aumentam a produção, podendo ser operados por pessoas nãoespecializadas.LIXADEIRALixadeira (ou politriz) é uma ferramenta elétrica utilizada em oficinas mecânicase na construção civil, entre outros, para fazer desbaste em superfícies. Seu usorequer cuidados especiais como a utilização de óculos de proteção. Lixadeirasde cinta larga podem ser usadas para remoção de rebarba e escórias. Potência Ø do Disco Rotação Peso Consumo Ø do EixoModelos Ø Mang. Aplicação (W) (mm) (rpm) (kg) (ℓ/s) (mm)LEN42 375 180 4.200 2,1 10 5/8” ou M14 8 abras/polim.LEN22 375 180 2.200 2,1 10 5/8” ou M14 8 abras/polim.

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