Acionamentos Eletricos

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Acoplamentos, acionadores e etc...

Text of Acionamentos Eletricos

  • ACIONAMENTOS ELTRICOS

    Parte 1 : Reviso de Mquinas eltricas e Introduo aos

    Acionamentos Eltricos

    Centro Universitrio UNA Instituto Politcnico UNA

    Prof. Paulo Ricardo

  • CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO

    ACIONAMENTO ELTRICO

    Para uma mquina realizar o seu trabalho necessrio que ela seja acionada, isto , receba conjugado mecnico de uma fonte externa para ser colocada em movimento.

    Esta fonte externa ou rgo primrio recebe o nome genrico de acionador.

  • O conjugado mecnico fornecido pelo acionador levado mquina por meio de um sistema de transmisso que une o eixo principal da mquina com o eixo do acionador.

    Este sistema de transmisso pode ser uma simples luva de acoplamento direto ou um complexo redutor ou multiplicador de velocidades de engrenagens, de correias, hidrulico, com ou sem embreagens, etc.

  • Redutor ( ou multriplicador)

    Polias

    Luva elstica

    Luva elstica

    Sistemas de transmisso

  • Sistemas de transmisso

    Acoplamento magntico

    (MagnaDrive)

    Acoplamento magntico transmite o torque atravs do ar

    Trabalhando com base que envolve magnetos permanentes, o acoplamento consiste de dois componentes independentes que no tm contato entre si, acionador e condutor.

    O acionador, que contm os magnetos permanentes de alta energia, conectado ao eixo do motor. Sua capacidade de transmisso de torque gerada pelo movimento rotativo entre o acionador e o condutor. Esse movimento cria um campo magntico (corrente induzida) no condutor que interage com os magnetos do acionador, transmitindo o torque atravs do ar. Possui isolamento de vibrao, partida e parada suaves e proteo contra carga de cisalhamento.

    Sua aplicao abrange as indstrias de cimento, alimentos e bebidas, compresso de gs, minerao, petroqumica e refinaria, unidades geradoras de eletricidade, de papel e celulose e transporte, entre outras, podendo ser usado em sopradores, compressores, transportadores, esmagadores/moinhos de martelo, motores alternativos, geradores, moedores e bombas.

  • Acoplamento magntico

    (MagnaDrive)

    1 Espao de 3 mm entre o rotor magntico e a carcaa elimina a vibrao e evita ressonncia;

    2 Magnetos permanentes de alta energia; 3 Placas de cobre potencializam a induo dos

    campos magnticos; 4 Carcaa de ao concentra o fluxo magntico

    nos condutores de cobre para maximizar os campos magnticos;

    5 A fora magntica no tem possibilidade de fugas; no h atrao de ferramentas ou peas de ao;

    6 Cubos especficos para cada tamanho dos eixos motor e movido, com fixao por anis de contrao ou por chavetas;

    7 O alinhamento a laser desnecessrio; necessrio apenas manter um espao entre o rotor e a carcaa, para que no se toquem;

    8 Prisioneiros e espaadores de preciso fixam a carcaa e mantm o balanceamento.

    Sistemas de transmisso

  • Acoplamento magntico (MagnaDrive)

    Sistemas de transmisso

    Rotor simples Rotor duplo

  • Acoplamento magntico (MagnaDrive) Sistemas de transmisso

  • Acoplamento magntico (MagnaDrive) Sistemas de transmisso

    16/125MGD 75 HP Transformador, Minerao e Cimento.

    Pilbra Mine, Australia

    20/400 MGD 350 HP Transportado, Minerao Vale.

    Capito do Mato-BA, Brasil

  • Os motores eltricos so os mais importantes acionadores industriais. Eles apresentam sobre os demais acionadores diversas vantagens tais como:

    So fabricados para qualquer potncia. Sua velocidade pode ser controlada dentro de uma

    ampla faixa. Os componentes que fazem este controle so todos

    padronizados: rels, contatores, chaves automticas, inversores, etc.

    Permitem um elevado grau de automao dos processos industriais.

    Os controles podem ser feitos junto ao motor ou distncia.

    So de fcil manuteno e reposio.

    MOTOR ELTRICO - ACIONADOR

  • A correta seleo de motores para realizar um acionamento, principalmente nas plantas industriais, constitui um dos mais importantes problemas da eletrotcnica aplicada, pelos aspectos tcnicos e econmicos envolvidos.

    Ao longo de muitos anos, o fato de a energia

    eltrica ter sido um insumo relativamente barato na composio dos custos dos produtos industriais, criou entre muitos tcnicos uma cultura de relativa indiferena quanto a uma correta seleo dos motores eltricos para realizar um determinado acionamento.

  • Desde que o acionador colocasse a mquina em operao na velocidade correta, fornecendo a potncia necessria, outros aspectos do problema, tais como super-dimensionamento do motor, teriam importncia secundria.

  • Porm, com o custo da energia eltrica se tornando cada vez maior, principalmente nas regies onde ela gerada a partir de combustveis fsseis, a preocupao dos engenheiros eletricistas com um melhor rendimento dos motores eltricos e, conseqentemente, com uma correta escolha do motor para acionar uma determinada mquina, foi se tornando um ponto relevante no problema do acionamento industrial.

  • Atualmente, a energia eltrica produzida no Brasil2 consumida nos seguintes segmentos: 44% para atender o consumo industrial, 27% consumo residencial, 14% consumo comercial e 15% outros setores. Cerca de 49% do consumo industrial devido aos motores eltricos e tambm 37% do consumo comercial, o que d um total de 26,74%.

  • Se levarmos em conta que no consumo residencial h um grande nmero de motores que acionam aparelhos eletrodomsticos, podemos estimar que o consumo de energia eltrica anual no Brasil pelos motores representa cerca de 30% do total produzido. , pois, importante que a tcnica de escolher motores eltricos seja estudada e aplicada com critrios a fim de se evitar maiores desperdcios de energia.

  • Uma das maiores dificuldades que se coloca para o engenheiro ao lidar com o problema do acionamento a de fazer uma escolha adequada do motor eltrico dentre os comercialmente disponveis. No se trata de calcular um motor eltrico. Este um problema do fabricante do motor. Trata-se de saber, a partir de informaes e dados da mquina, do meio ambiente onde o motor ser instalado e dos tipos de motores disponveis, qual o mais adequado para realizar o acionamento.

  • Os dados e informaes devero permitir que o tipo de motor a ser escolhido atenda aos seguintes requisitos:

    Fonte de alimentao do motor: tenso, freqncia, nmero de fases, etc.

    Caractersticas do ambiente: temperatura, altitude, presena de vapores e gases, etc.

    Caractersticas da mquina: potncia requerida, velocidade, tipo de mquina, regime de operao.

  • Os motores de CC tm sido utilizados, ao longo do tempo, nas plantas industriais, nas aplicaes em que se deseja um controle eficiente de velocidade. Os motores com excitao de campo em derivao so especialmente empregados com esta finalidade. Porm, os progressos obtidos com a eletrnica de potncia que permitem sejam hoje fabricados conversores estticos de alta capacidade e confiabilidade para fazer o controle de velocidade de motores de induo de rotor em gaiola, sero certamente opes mais atraentes do que o uso de motores de CC.

  • Os motores de induo, em especial os de rotor em gaiola, possuem diversas vantagens em comparao com os motores de CC:

    Maior robustez que lhes permite operar em temperaturas mais elevadas e alta velocidade por perodos prolongados sem manuteno.

    Menor custo comparado com o motor de CC de mesma potncia e velocidade.

    Menor peso do rotor, cerca de metade do peso do rotor de CC de mesma potncia e velo-cidade, conseqentemente, menor efeito de inrcia.

    No apresentam as limitaes de corrente e tenso devidas ao processo de comutao mecnica presente na operao dos motores de CC.

  • Os motores de grande potncia (acima de 1000 CV) e tenso elevada (acima de 2200 volts) so motores especiais, isto , eles so fabricados sob encomenda e sua potncia no padronizada.

    Os motores de CC so extensamente empregados na trao eltrica. Os trens metropolitanos, os grandes caminhes fora-de-estrada e os trolleybuses utilizam, como principais acionadores, motores de CC com excitao srie por possurem um elevado conjugado de partida.

  • Motor de Induo x Motor Sncrono

    A figura 1 mostra um quadro sinptico da aplicao dos motores de induo e sncronos, em funo da potncia (CV) e velocidade (RPM), onde se pode notar a supremacia absoluta dos motores de induo de qualquer potncia para os motores de alta velocidade (2 e 4 plos em 60 Hz.)

  • Figura 1

  • Os motores sncronos so muito aplicados em acionamentos de mquinas que requerem grande potncia ou naquelas aplicaes em que a velocidade da mquina deve ser mantida constante em qualquer condio de carga. O fato de poderem funcionar superexcitados e, com isto, fornecer energia reativa para a instalao industrial para fins de melhoria do fator de potncia, tambm recomenda sua aplicao em algumas situaes.

  • Acionamento ecologicamente correto

  • Reviso rpida de Mquinas eltricas

    O rotor do motor de induo gira a uma velocidade n menor do que a velocidade ns do campo magntico girante do estator. A velocidade ns

    do campo magntico girante do estator est relacionada com a freqncia da rede e o nmero P de plos do motor atravs da seguinte equao:

  • A diferena entre as duas velocidades chamada escorregamento. Devido ao escorregamento, um campo magntico girante induzido no enrolamento do rotor e, da interao entre os dois campos magnticos, resulta o conjugado eletromagntico do motor que o faz girar. O escorrega-mento tomado sempre em valores percentuais ou em pu da velocidade sn