Qualidade da Energia Elétrica Energização de Linhas de Transmissão

Introdução O que é Acionamento Elétrico – Converte energia elétrica em energia mecânica – Mantém o processo sob controle

Aplicações Torque variável (linear) – Calandra com atrito viscoso Torque variável (quadrático) – Ventiladores – Bombas – Compressores Torque constante – Correia Transportadora – Laminador – Equipamento de Elevação Potência constante – Bobinadeira – Torno de faceamento

Tipos Tradicionais de Sistemas de Variação de Velocidade Variadores Mecânicos – Acoplamento por polias Redução ou ampliação de velocidade fixa, sem a possibilidade de uma variação contínua de rotação. Para cada nova rotação, o motor deve ser desligado para a troca de polias. – Motoredutores Variação da rotação de saída através de um jogo de polias/engrenagens variáveis. Variadores Hidráulicos O controle da variação de velocidade do motor é feita através da vazão de fluído injetado no motor. Variador Hidrocinético Composto de um eixo de entrada e de um eixo de saída, cuja rotação pode variar linearmente de zero até uma rotação muito próxima à do eixo de entrada. Variador Eletromagnético Utilizam-se técnicas baseadas no princípio físico das correntes de Foucault, utilizando um sistema de discos acoplados a bobinas que podem ter seu campo magnético variável, variando-se assim o torque, e velocidade, na saída do variador.

Tipos Tradicionais de Sistemas de Variação de Velocidade Polias Variadores oleodinâmico de velocidade Correias Motoredutores

Sistemas de Variação de Velocidade Atuais

Tipos de Motores Motor DC Motor Síncrono Motor Assíncrono (Indução)

Motor de Corrente Contínua Vantágens – Opera em 4 quadrantes com custos relativamente mais baixos – Ciclo contínuo mesmo em baixas rotações – Alto torque de partida e em baixas rotações – Ampla variação de velocidade – Facilidade do controle de velocidade – Relativa simplicidade dos conversores CA/CC – Confiabilidade – Flexibilidade (vários tipos de excitação) Desvantagens – Para uma mesma potência, os motores CC são maiores e mais caros – Maior necessidade de manutenção – Necessidade de medidas especiais de partida, mesmo em máquinas pequenas

Motor DC Composição Rotor (enrolamento de armadura) Estator (enrolamento de campo) Comutador

Motor DC Métodos de Partida Partida Resistiva Partida a Tensão de Armadura Variável

Motor DC Métodos de Controle de Velocidade Variação de resistência de armadura Variação da tensão de armadura Variação de tensão de campo

Motor Assíncrono (Indução) Vantagens – Melhor relação peso/potência por um menor custo – Ampla variação de velocidade – Facilidade de manutenção em decorrência da simplicidade de construção – Robustez e confiabilidade – Rendimento elevado para carga média a alta Desvantagens – Complexo controle Multivariáveis Não-linearidades

Motor de Indução Composição Estator (enrolamento de armadura) Rotor (enrolamento de campo)

Motor de Indução Métodos de Partida Partida Direta Chave Estrela-Triângulo Chave Compensadora Soft-Starter

Motor de Indução Controle de Velocidade Variando a resistência de rotor Variando tensão de armadura Variando tensão e freqüência de armadura (V/F = cte.)

Eficiência Energética Balanço Energético Nacional (BEN07) Consumo de eletricidade na industria por setor e uso final.

Eficiência Energética Balanço Energético Nacional (BEN07) Uso final por setor

Eficiência Energética Motores de alto rendimento Chapas magnéticas de melhor qualidade Maior volume de cobre Enrolamentos especiais Núcleos do estator e rotor tratados termicamente Desenho das ranhuras Maiores barras e anéis de curto-circuito Redução do entre-ferro

Eficiência Energética Motores de alto rendimento Oportunidade de uso de motores de alto rendimento – Motor novo a ser instalado: economia obtida ao longo da vida útil deste em comparação com o custo adicional da compra do motor em relação a um motor padrão. – Substituir um motor já em operação: considerando não somente o custo do motor, mas também o custo para colocá-lo em operação Estudo; Compra; Frete; Mudança no circuito elétrico; Etc.

Eficiência Energética Motores de alto rendimento Referência: Tateyama, E.K., “Soluções para aumentar eficiência e produtividade da usina”. Usina de Inovações, 29/03/2007.

Eficiência Energética Aplicação de Inversores em Acionamentos de Velocidade Variável Estação Elevatória de Santana – RMSP Redução do consumo de Energia Elétrica em 38% Redução da demanda de energia em 12% Melhoria do FP de 0.85 para 0.98 Eliminação de pico de corrente de partida Melhoria nas condições de abastecimento de água Redução das perdas nas redes de distribuição Retorno do investimento em 2.5 anos Referência Tsutiya, M.T., “Utilização de Inversores de Freqüência para Diminuição de Consumo de Energia Elétrica em Sistemas de Bombeamento”. VI SEREA

Eficiência Energética Aplicação de Inversores em Acionamentos de Velocidade Variável Painéis5 painéis de partida compensada 1 Comando de bombas 3 Soft- Starters 1 Inversor Motobomba2x200cv + 3x100cv (1 reserva) 4x100cv (1 reserva) Consumo médio mensal 236MWh107MWh Gasto médio mensal R$56.600,00R$28.000,00 Referência Tsutiya, M.T., “Utilização de Inversores de Freqüência para Diminuição de Consumo de Energia Elétrica em Sistemas de Bombeamento”. VI SEREA