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S 1 Motivação para uso de Inversores Variadores mecânicos estão sendo substituídos (PIV - polias cônicas, acoplamentos hidrocinéticos): –compressores –bombas,

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1 s 1 Motivação para uso de Inversores Variadores mecânicos estão sendo substituídos (PIV - polias cônicas, acoplamentos hidrocinéticos): –compressores –bombas, ventiladores –transportadores Economia de Energia: –centrífugas –compressores –carregadores e descarregadores Otimização de Processos, necessidades tecnológicas: –siderurgia, papel, embalagem, impressão - sincronismo –posicionamento

2 s 2 100% 1 ½ Controles mecânicos requerem manutenção periódica Mecanismos de controle de vazão/pressão

3 s 3 Economia de Energia Diagrama de Blocos - controle de vazão Acionamento velocidade fixa com válvula de controle Acionamento velocidade variável para controlar vazão Throttle valve CompressorMotor M 3 ~ M CompressorMotor Drive converter M 3 ~

4 s 4 Economia de Energia Motor: Velocidade fixa, o fluxo é ajustado usando a válvula de controle Delivery head H H3H3 H2H2 H1H1 Power consumption P P1P1 P2P2 P3P3 Q3Q3 Q2Q2 Q1Q1 A1A1 A2A2 A3A3 Compressor characteristic Plant characteristic Flow Q n Controle de vazão usando válvula de controle

5 s 5 Economia de Energia Delivery head H H3H3 H2H2 H1H1 Power consumption P P1P1 P2P2 P3P3 Q3Q3 Q2Q2 Q1Q1 B1B1 Plant characteristic Flow Q B2B2 B3B3 n2n2 n3n3 n Inversor de freqüência para adaptar o vazão Compressor characteristic Controle de vazão usando velocidade variável

6 s 6 Economia de Energia Consumo de Potência P P2P2 P3P3 Q3Q3 Q2Q2 Q1Q1 Vazão Q P2P2 P3P3 Economia de Energia usando inversor de freqüência Tempo de Operação % Potência da Bomba:1850kW Preço do Inversor:795000DM (incl.customs duty) Custo Energia:0.10DM/kWh Tempo Operação por ano:5280h (220 dias, 24 horas) Tempo de retorno:2.15anos Vazão Q Q3Q3 Q2Q2 Q1Q1 Economia de Energia: W [kWh] = ( P [kW] t [h]) P1P1

7 s 7 Comparativo Bomba - Válvula de Controle x Inversor

8 s 8 Ventilador com Damper de saída

9 s 9 Ventilador com Damper de entrada

10 s 10 Ventilador com Inversor de Freqüência

11 s 11 Ventilador - Comparativo

12 s 12 Dados de entrada custo da energia potência a plena carga dias por ano custo do aparelho Custos da energia anual Inversor SiemensSistema MecânicoEconomia R$ 4.835,00R$ ,00R$ 9.142,00 % amortização/ano período de pay-back função do custo R$ 0,05/kWh 37 kW 365 a definir Diagrama de consumo de energia cálculo de economia de energia - programa MASTERSAVE Mastersave Mastersave - Mastersave Software para Cálculo de Economia de Energia

13 s 13 Vantagens do acionamento de velocidade variável em cargas centrífugas Em sistemas de bombeamento - - simplificação da rede de dutos do sistema com eliminação das válvulas de estrangulamento e by-pass - alívio da rede de dutos pela eliminação de altos choques de pressão Aumento da vida útil da bomba pela diminuição do desgaste mecânico devido à eliminação da contra-pressão Baixo nível de ruído Melhores rendimentos da bomba, ventiladores e compressores nas faixas de potência abaixo da nominal

14 s 14 Alívio da rede elétrica pois os acionamentos com velocidades variáveis partem com corrente e conjugado nominais,enquanto que os acionamentos com motores CA ligados diretamente à rede, partem com correntes da ordem de 5 a 6 vezes a nominal Tendo em vista que o fator de potência visto pela rede é aproximadamente igual a 1 (cos phi = 1), o consumo de potência reativa da rede é praticamente nulo Ótima adaptação da máxima velocidade do motor à bomba, ao ventilador ou ao compressor, através da liberdade na escolha da freqüência/velocidade do acionamento Vantagens do acionamento de velocidade variável em cargas centrífugas

15 s 15 Operação com regulador PID Este sistema garante, independente da necessidade, uma pressão de água de 50 psi (345 KPa) Transdutor de Pressão Válvula de comando Motor 1500 l/min Bomba MICRO/MIDIMASTER

16 s 16 Cargas Torque Constante Consumo de Energia T = KP = K.n

17 s 17 APLICAÇÕES

18 s 18 Onde aplicar? Características Produtos Sistemas de ventilação, ar condicionado, refrigeração, exaustores, sopradores de alto-forno em indústria siderúrgica, ventiladores de tiragem e exaustores na indústria de cimento, etc Carga tipo M = K.n 2 ( torque quadrático ) 1Q - Um sentido de rotação e sem frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar e sem taco/encoder Cuidados especiais: - tempo de partida ( alta inércia ) - casos que exigem frenagem (chopper), como nos ventiladores de tiragem e exaustores na indústria de cimento. Micro/Midimaster ECO (até 315 KW) Ou ainda: Micro/Midimaster Vector (até 75 KW) Masterdrives VC (até KW) Simovert MV (até 6,5 MW) Simoreg DC Master (Retrofitting) Aplicações em Ventiladores / Exaustores

19 s 19 Onde aplicar? Características Produtos Sistemas de ventilação, ar condicionado, refrigeração, etc Carga tipo M = K.n 2 ( torque quadrático ) 1Q - Um sentido de rotação e sem frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar e sem taco/encoder Micro/Midimaster ECO (até 315 KW) Ou ainda: Micro/Midimaster Vector (até 75 KW) Masterdrives VC (até KW) Simovert MV (até 6,5 MW) Aplicações em Compressores Centrífugos

20 s 20 Onde aplicar? Características Produtos Sistemas de abastecimento de Gases Industriais, Sistemas Ar Condicionado / Refrigeração, Indústria Petroquímica, etc. Carga tipo M = K ( torque constante ) 1Q - Um sentido de rotação e sem frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar e sem taco/encoder Micro/Midimaster Vector (até 75 KW) Masterdrives VC (até KW) Simovert MV (até 6,5 MW) Aplicações em Compressores Alternativos e Compressores de Fuso

21 s 21 Onde aplicar? Características Produtos Sistemas de tratamento e abastecimento de águas públicas, sistema de tratamento de água industrial, sistemas de bombeamento de óleo, sistemas de irrigação, bombas de mistura em processos industriais, etc. Carga tipo M = K.n 2 ( torque quadrático ) 1Q - Um sentido de rotação e sem frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar e sem taco/encoder Micro/Midimaster ECO (até 315 KW) Ou ainda: Micro/Midimaster Vector (até 75KW) Masterdrives VC (até KW) Simovert MV (até 6,5 MW) Aplicações em Bombas Centrífugas

22 s 22 Onde aplicar? Características Produtos Sistemas dosagem industrial, poços de petróleo. Carga tipo M = K ( torque constante ) 1Q - Um sentido de rotação e sem frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar/vetorial e sem taco/encoder. Também aplicável a : bombas Netzsch, bombas de deslocamento positivo e bombas de cavidade progressiva Micro/Midimaster Vector (até 75KW) Masterdrives VC (até KW) Aplicações em bombas de fuso

23 s 23 Onde aplicar? Características Produtos Usina de açúcar: Esteiras de cana, mesa 45 Graus Indústria de Papel( esteiras de cavacos ) Aeroportos/Supermercados/Armazéns Mineradoras/Siderúrgicas Carga tipo M = K ( torque constante ) Conjugado de partida acima do nominal ( M=1,5Mn) 1Q - Um sentido de rotação e sem frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar/vetorial e sem taco/encoder Alguns casos requerem frenagem por injeção de corrente contínua ou com módulo chopper Micro/Midimaster Vector (até 75KW) Masterdrives VC (até KW) Simovert MV (até 6,5 MW) Aplicações em Correias/Esteiras Transportadoras ( Básico )

24 s 24 Onde aplicar? Características Produtos Indústria de Papel (esteiras de cavacos) Mineradoras / Siderúrgicas Supermercados / Aeroportos: Escadas rolantes Carga tipo M = K ( torque constante ) Conjugado de partida acima do nominal ( M=1,5.Mn) Deslocamento de carga em declive. 4Q - Um ou dois sentidos de rotação e com frenagem Baixa dinâmica e sem necessidade de precisão Controle escalar/vetorial e sem taco/encoder Masterdrives VC 4Q (com tiristores) ou AFE (até KW) Simovert MV 4Q / AFE (até 6,5 MW) Simoreg DC Master 4Q Aplicações em Correias/Esteiras Transportadoras ( Casos especiais )

25 s 25 Onde aplicar? Características Produtos Indústrias de Açúcar Indústrias Químicas Dimensionamento para carga tipo M = K ( torque constante ) Conjugado de partida acima do nominal ( M=1,5.Mn) Regime intermitente e com ciclo definido. 4Q - Dois sentidos de rotação e com frenagem Alta dinâmica Precisão Irrelevante Controle vetorial sem encoder ou com encoder Normalmente conversores regenerativos devido a alta inércia. Masterdrives VC (até KW) regenerativo ou AFE Simoreg DC Master 4Q (Retrofitting) Aplicações em Centrífugas Automáticas

26 s 26 MICRO/MIDIMASTER ECO Onde aplicar? Bombas centrífugas Ventiladores Exaustores Compressores centrífugos

27 s 27 Controle de uma máquina de fabricação de papel Maior produtividade Menor manutenção Redução de perdas na produção Economia de energia elétrica Inversor substituindo o variador eletromagnético

28 s 28 Controle do ciclo de trabalho de um moinho de argila para a produção de pisos e revestimentos cerâmicos

29 s 29 Aplicação em Bombeamento O Controlador PID embutido mantém a pressão constante na tubulação. Alta Freqüência de chaveamento garante baixo nível de ruído. Risco de danos à tubulação é reduzido graças às rampas controladas. Operação em 1Q.

30 s 30 Sistema de Extração de Fumaça Um sistema de controle em malha fechada aciona o sistema de extração somente quando necessário, e em velocidades limitadas. Possibilita uma grande economia de energia e melhor controle do processo. Operação em 1Q

31 s 31 Sistema de Ventilação - Exaustor de Extração Um sistema de ventilação monitora os níveis de fumaça em uma fábrica e controla a velocidade do exaustor através do PID do MIDIMASTER. Vantagens: Excelente sistema de controle simples. Grande potencial de Economia de energia.

32 s 32 Aplicação em Central de Aquecimento Bomba para Sistema de Aquecimento Central. A economia de energia possibilita um retorno do investimento em 18 meses. Operação em 1Q.

33 s 33 Ar Condicionado Aplicação comum, com diversos drives. Unidades de ar condicionado para Centrais Telefônicas, como também para aplicações genéricas. Curva de operação do ventilador com alta inércia - Tempos de rampa longos e Regeneração.

34 s 34 Justificativas para o investimento Maior disponibilidade da ponte - Baixo índice de defeitos - Poucas paradas para manutenção preventiva - Diagnóstico de falhas amigável - Possibilidade de monitoração à distância Menor gasto com manutenção elétrica - Eliminação de contatores de potência das resistências do rotor - Eliminação das escovas dos motores Menor gasto com manutenção mecânica - Operação suave - Baixa solicitação dos redutores e freios Economia de energia - Eliminação dos picos de corrente nas partidas - Eliminação da perda de energia nas resistências do rotor Conforto na operação - Movimentos com rampas de partida/parada - Controle linear da velocidade - Possibilidade de monitoração das condições de operação on-line


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