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dossier VREUH HͤFLQFLD HQHUJWLFD H DXWRFRQVXPR GH HQHUJLD
impacto da variação de velocidade na poupança energĂŠtica na indĂşstria LuĂs Reis Neves Diretor Departamento de Engenharia SEW-EURODRIVE, Portugal
1. NOTA INTRODUTĂ“RIA As preocupaçþes com questĂľes ambientais, sociais e polĂticas, estĂŁo a obrigar a indĂşstria a reequacionar a sua estratĂŠgia. Motivada pela LGHQWLͤFDŠ¼R GRV SRWHQFLDLV FRPSRQHQWHV UHVSRQVÂŁYHLV SHOR PDLRU consumo energĂŠtico, a indĂşstria foca cada vez mais a sua atenção em VROXŠ¡HV HQHUJLFDPHQWH HͤFLHQWHV GHEUXŠDQGR VH HVVHQFLDOPHQWH QD WHFQRORJLD GRV DFLRQDPHQWRV D TXDO ÂŤ UHVSRQVÂŁYHO SRU FHUFD GH GD HQHUJLD WRWDO FRQVXPLGD HP DPELHQWH LQGXVWULDO
$R ORQJR GHVWH DUWLJR LUHPRV DERUGDU IXQGDPHQWDOPHQWH D £UHD DVVRciada à variação eletrónica da velocidade.
2.2. Descrição e princĂpio do Conversor de FrequĂŞncia 1D )LJXUD DSUHVHQWD VH R GLDJUDPD GH EORFRV WÂŻSLFR GH XP FRQYHUVRU GH IUHTXÂŹQFLD
Comunicação Entradas/SaĂdas Valores setpoint
Eletrónica de Controlo Monitorização & Controlo A
4 5 6
5HWLͤFDGRU
Figura 1. &RQYHUVRUHV GH )UHTXQFLD H PRWRUHV ̰ FRPELQDŠ¼R LGHDO SDUD D JHUDŠ¼R HͤFLHQWH
A V
C
% 1 2 PE '& OLQN
Inversor
% V
Alimentação
9
do movimento.
M a
Motor assĂncrono
C Alimentação VZ
+VZ
2. ECONOMIA DE ENERGIA - ABORDAGENS $ XWLOL]DŠ¼R GH DFLRQDPHQWRV HQHUJHWLFDPHQWH HͤFLHQWHV WUDGX] VH em vantagens para o clima e meio ambiente e representa um peso VLJQLͤFDWLYR QD IDWXUD GD HQHUJLD HOWULFD 2V FXVWRV GH HQHUJLD UHSUHVHQWDP JHUDOPHQWH PDLV GH GRV custos do ciclo de vida de um acionamento. Consequentemente, auPHQWDU D HͤFLQFLD HQHUJWLFD WHP XP LPSDFWR GLUHWR QHVVHV PHVPRV custos. No campo da engenharia de acionamentos, podem ser obtidas poupanças de energia, para alÊm das conseguidas única e exclusivamente pela utilização de motores de alto rendimento.
2.1. AnĂĄlise holĂstica Do ponto de vista energĂŠtico, uma abordagem parcial ĂŠ extremamente redutora. Um elemento de baixo rendimento influencia drasticamente o UHVXOWDGR ͤQDO GH WRGD D FDGHLD &RPR WDO ÂŤ DEVXUGR HTXDFLRQDU DSHQDV uma das partes. É frequente assistir Ă substituição de motores por unidades equivalentes de alto rendimento e esperar poupanças milagrosas que nĂŁo passam de meras miragens, conforme demonstrado na Figura 2.
Figura 2. Impacto da substituição do motor por outro com maior rendimento – abordagem parcial.
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Figura 3. Constituição de um conversor de frequência.
A tensĂŁo da alimentação (A) ĂŠ retificada e estabilizada atravĂŠs do '& /LQN % 2V GLVSRVLWLYRV PDLV PRGHUQRV SRVVXHP '& /LQN GH baixa capacidade, o que permite a diminuição das correntes de IXJD H ÂŤ IDYRUÂŁYHO QR TXH UHVSHLWD ¢V SHUWXUEDŠ¡HV QR VLVWHPD GH alimentação. Posteriormente, o conversor converte esta tensĂŁo num sinal modulado em largura de pulso (PWM). A forma da saĂda pulsada ĂŠ função GD IUHTXÂŹQFLD GH VDÂŻGD VROLFLWDGD & $ UHJXODŠ¼R GH WRGR R VLVWHPD ÂŤ FRQFUHWL]DGD SHOD VHFŠ¼R GH FRQWUROR 1RV FRQYHUVRUHV GH IUHTXÂŹQFLD modernos, o campo magnĂŠtico, a comunicação, o processamento de VLQDLV GH UHIHUÂŹQFLD H RV VLQDLV 3:0 VÂĽR HIHWXDGRV GH IRUPD WRWDOmente digital.
2.3. Poupanças resultantes da utilização de conversor de frequência Dependendo da aplicação, podem ser conseguidas economias de HQHUJLD DW UHFRUUHQGR DR DMXVWH GD YHORFLGDGH FRP R UHFXUVR DRV FRQYHUVRUHV GH IUHTXQFLD %RPEDV H DSOLFDŠ¡HV GH FRQWUROR GH IOX[R TXH HVWUDQJXODP D FDSDFLGDGH DWUDYV GH DOKHWDV H Y£OYXODV V¼R H[HPSORV FO£VVLFRV GDV DSOLFDŠ¡HV FXMR FRQVXPR GH HQHUJLD SRGH ser reduzido consideravelmente atravÊs de um adequado ajuste da velocidade. Para transportadores e aplicaçþes semelhantes, onde o grau de complexidade do controlo Ê normalmente reduzido, a solução dominante passa pela correta gestão dos arranques/paragens,