Motores Elétricos
Daniel Paganini
Consultoria Técnica
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Objetivo
Conceito de motores elétricos
Aplicações,
Especificação
Oportunidades de economia de energia
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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
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GUARULHOS
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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
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Mercado de Atuação
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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
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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
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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
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Lazer e Diversão
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Produtos e Serviços SEW EURODRIVE
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Alguns de nossos Clientes...
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Motores Elétricos
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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
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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
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Evolução do motor elétrico
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Princípio de funcionamento do motor de indução
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Características do motor de indução
Rotação fixa
[ rpm ]
Escorregamento
Torque
[ Nm ]
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Curva característica
C, I
IP
Cmáx
CP
CN
IN
nN ns
n
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Rendimento x Carga
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Rendimento
100% 80%
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Perdas no Ferro ~ U, f
Perdas no cobre/resistência ~ I²·R
+ Perdas
Adicionais
Perdas por atrito e ventilação ~ n, n³
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Como fazer para melhorar o rendimento?
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Classes de rendimento
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Principais Normas pelo Mundo
CSA IEC
NEMA
ABNT
MEPS
2006
Países onde o
rendimento minimo é
exigido por lei
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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
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Olhe fora da caixa!
Potência desperdiçada por ineficiência = 7.4kW
7.4kW = 7400 watts
7400 watts / lâmpadas de 60 W = 123 lâmpadas!
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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.
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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
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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
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Mercado de Motores
120
100
80
Quantidade %
60
40
20
0
0 20 40 60 80 100 120
Potência [kW]
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Consumo de energia elétrica no Brasil
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Capacidade de geração de energia elétrica no Brasil
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Como especificar?
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Especificação
Número de partidas por hora;
Tempo de aceleração;
Refrigeração adequada;
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Número de partidas por hora (ZP)
C, I Zp Ip Temp
Motor Elétrico
IP
Cmáx
CP
CN
IN
nN ns
n
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Tempo de Aceleração (TA)
C, I TA I Temp
IP
Cmáx
CP
CN
IN
nN ns
n
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Refrigeração adequada
Temperatura ambiente: até 40°C;
Altitude: 1000m;
Fluxo de ar de projeto
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Refrigeração adequada
Para temperaturas de 40°C a 60°C
Para altitudes > 1000 m
PNred  PN  f T  f H
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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
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MD ~ n2
P ~ n3
Bombas
Ventiladores
Centrífugas
MD = Torque
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Bombas e Ventiladores
63% da aplicação de motores elétricos na indústria
Funcionamento a meia carga
Variação do fluxo por válvula
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Bombas e Ventiladores
Válvula
Pressão (m)
Variação de velocidade
Vazão (m3/h)
[kW]
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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)
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Tanques de agitação
Alterado o tipo do redutor
Motoredutores de 1,1 kW @ 4 pólos, 20 x 40
24 h/dia, regime contínuo S1 (8700 h/ano)
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Tanques de agitação
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)
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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
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Agradecemos sua presença.
Muito Obrigado!
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