DOSSIER
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o electricista João Pratas (Eng.) Departamento de Engenharia, SEW-EURODRIVE PORTUGAL
accionamentos eficientes
{OPTIMIZAÇÃO DAS SOLUÇÕES COMPLETAS}
Através da optimização das soluções completas de accionamento - desde o redutor, motor, e controlo electrónico de velocidade, passando pelos elementos de transmissão de potência – enormes poupanças de consumo energético podem ser realizadas. Estas poupanças traduzem-se em poupanças financeiras, e contribuem para a redução de emissão de gases poluentes. INTRODUÇÃO A escalada dos custos energéticos nos últimos anos, tem vindo a obrigar a maior parte das empresas a analisar, como prioridade de topo, a questão da eficiência energética. E não é só pelo aumento dos custos com a electricidade, que duplicaram nos últimos seis anos -, o consumo global também tem aumentado consideravelmente, o que desencadeia graves consequências ambientais. Tal efeito promove inequivocamente o aumento das emissões de CO2, que estão indissociavelmente ligadas, directa ou indirectamente, com a geração de electricidade. Tomados em conjunto, todos estes desenvolvimentos significa que a generalidade das unidades de produção e, por consequência, os construtores de máquinas eléctricas têm de olhar profundamente para esta questão, com o objectivo de cortar no consumo energético, mais cedo ou mais tarde.
1› SISTEMAS DE ACCIONAMENTO Os sistemas de accionamento são responsáveis por mais de 60% do consumo de energia eléctrica na indústria, devem ser abordados como um todo, já que a existência de um componente de baixo rendimento influencia drasticamente o rendimento global.
O dimensionamento dos diferentes equipamentos que compõem os sistemas de accionamento, deverá ser efectuado, de acordo com as especificações de cada aplicação. O estudo prévio das necessidades inerentes ao processo produtivo conduzirá à optimização e simplificação do funcionamento, e por conseguinte à diminuição do consumo energético. Um sistema de accionamento consiste na combinação de Conversor de Frequência (converte a energia eléctrica da rede de uma forma controlada), motor (converte energia eléctrica em energia mecânica), redutor (ajusta a potência mecânica do motor ao ponto de trabalho da máquina accionada) e elementos de transmissão de potência. 1.1› Potencial de economia em sistemas de accionamentos 1. Utilização de motores de alto rendimento 10% 2. Utilização de controlo electrónico de velocidade 30% 3. Optimização do sistema mecânico 60%
correntes eléctricas e campos magnéticos. São o tipo de máquina mais usado na indústria em virtude da sua grande versatilidade, gama de potências, robustez, duração, reduzida manutenção, baixa poluição, facilidade de produção e custos de aquisição relativamente baixos. Como qualquer máquina, o motor eléctrico, responsável pela conversão de energia eléctrica em energia mecânica, apresenta perdas. O rendimento é definido como sendo a razão entre a potência de saída (ao nível do veio de saída do accionamento) e a potência eléctrica absorvida à entrada. 2.1› Requisitos de rendimento A Directiva EUP – Produtos que consomem energia (Energy Using Products) descreve as orientações futuras de design, a compatibilidade ambiental, o impacte ambiental e o consumo de energia de máquinas / motores eléctricos rotativos.
2› MOTORES DE ALTO RENDIMENTO
A directiva irá abranger os motores de 2, 4 e 6 pólos, na gama de potências de 0,75 a 200 kW, e entrará em vigor num futuro não muito longínquo. Os motores passam a ser classificados por:
Os motores eléctricos são conversores electromecânicos de energia, a sua função é baseada no efeito de forças magnéticas entre
IE1 (= EFF2) – com utilização proibida; IE2 (= EFF1) – com utilização obrigatória;
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MÁQUINAS ELÉCTRICAS 148
onde as perdas por transmissão são praticamente eliminadas. Existem soluções com disco de aperto para redutores de veio oco. No entanto, em muitos casos, são utilizadas correias ou correntes. As correias em V devem ser evitadas por causa do seu baixo rendimento, e em situações de utilização de correntes deve ser assegurada uma correcta lubrificação.
Tabela 3 . Rendimento dos elementos de transmissão de potência.
6› ACCIONAMENTO MECATRÓNICO MOVIGEAR®
Figura 8 . Accionamento Mecatrónico MOVIGEAR®.
Observámos as vantagens de um accionamento ser constituído por um motor directamente acoplado a um redutor e o primeiro ser controlado por um conversor de frequência.
CONCLUSÃO Então a solução ideal será ter uma unidade de accionamento mecatrónico constituído por esses três elementos - motor, redutor e conversor de frequência, formando deste modo um sistema energeticamente eficiente. Este sistema para além das poupanças de energia, não ocupa espaço nos quadros eléctricos e tem uma forte redução de custos em termos de cablagens e manutenção. 6.1› Potencial de economia com accionamentos mecatrónicos Elevada eficácia global: › Novo conceito de motor; › Nova electrónica de potência e método de controlo inteligente; › O grau de eficácia global (redutor, motor e conversor de frequência) entre 10 e 25% superior, comparado com os accionamentos standard;
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Com o accionamento mecatrónico podemos obter uma economia de energia entre 15 e 30%. Os custos adicionais podem ser amortizados em 1 a 2 anos.
Quando seleccionamos um accionamento, para além do seu correcto dimensionamento em termos de binário e velocidade, também temos de ter em conta o seu rendimento, pois não é apenas o custo de aquisição do accionamento que influencia a economia do sistema. Os custos relacionados com um accionamento podem ser comparados com um iceberg em que o valor da compra do accionamento é apenas a parte visível, aquando da aquisição.