Mi-5
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Mi-5 as PDF for free.
More details
- Words: 1,081
- Pages: 31
Motor de Indução Controle de velocidade e características de partida
Jim Naturesa, Joubert Junior e Carlos Mariotoni
Corrente de partida
A corrente de partida de um motor de indução trifásico pode ser de 8 a 10 vezes maior do que a corrente nominal. Partida direta. A partida direta pode levar a uma elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede. O sistema de proteção (cabos, contatores, disjuntores) deverá ser sobre dimensionado, ocasionando um custo elevado.
2
Corrente de partida Partida indireta. Para a partida indireta podem ser utilizados os seguintes métodos: Chave estrela-triângulo; Chave compensadora ou autotransformador; Chave de partida estática ou soft-start; Inversor de freqüência.
3
Chave estrela-triângulo
Os motores devem ter no mínimo seis bornes de ligação.
A partida estrela-triângulo poderá ser utilizada quando a curva de conjugado (torque) do motor for suficientemente elevada para poder garantir a aceleração da máquina com corrente reduzida.
Na ligação em estrela , o conjugado fica reduzido entre 25 a 33% do conjugado de partida na ligação triângulo. 4
Chave estrela-triângulo
5
Chave Compensadora (Autotransformador)
A chave compensadora pode ser usada para a partida de motores sob carga.
Ela reduz a corrente de partida, evitando uma sobrecarga no circuito.
A tensão na chave compensadora é reduzida através de autotransformador que possui normalmente taps de 50, 65 e 80% da tensão nominal. 6
Autotransformador
7
Autotransformador - Característica torque versus velocidade
8
Exemplo
9
Exemplo
10
Soft-Starter
O soft-starter utiliza um conjunto de pares de tiristores para o processo de aceleração.
No final do período de partida, a tensão atinge seu valor pleno após uma aceleração suave ou rampa ascendente.
Além da vantagem do controle da tensão durante a partida, a chave eletrônica apresenta, também, a vantagem de não possuir partes móveis. 11
Inversor de freqüência
Com a utilização de um inversor podemos alterar a velocidade de um motor de indução sem comprometer seu torque de saída.
Acionamentos de freqüência variável podem influenciar positivamente a vida útil de um motor, por exemplo, velocidades baixas significam uma menor fadiga nos rolamentos, ventoinhas e elementos girantes.
A partida suave elimina os altos esforços nos enrolamentos do estator e nas barras do rotor. 12
Inversor de freqüência
Devem ser verificadas alguns aspectos importantes com relação aos inversores: Harmônicas; Faixa de velocidade e Aspectos na partida.
13
Inversor de freqüência
A distorção harmônica é a combinação da tensão (ou corrente) fundamental com componentes de freqüência múltipla inteira.
Normalmente é causada por dispositivos nãolineares de conversão, como ponte de retificadores, compensadores controlados a tiristores etc.
Os efeitos das harmônicas geradas pelo acionamento podem afetar a operação, vida útil e desempenho do motor e da instalação elétrica. 14
Inversor de freqüência – distorções harmônicas
15
Inversor de freqüência – distorções harmônicas
16
Faixa de velocidade
Os dados reais de carga devem ser fornecidos para os fornecedores de motores a fim de assegurar-se que o motor será capaz de partir e acelerar a carga e funcionar dentro do limites especificados de temperatura e sob condições de operação.
Na maioria das aplicações com velocidade variável, a máxima velocidade de operação é ou está perto da rotação nominal de um motor padrão conectado diretamente à rede. 17
Faixa de operação
A mínima velocidade de operação deve ser especificada na folha de dados da máquina, tendo em vista que o sistema de refrigeração do motor está ligado intimamente à sua rotação.
Operação à velocidade crítica (ressonância) pode resultar em níveis de vibração altos que podem levar à falha por fadiga dos componentes do acionamento. 18
Aspectos na partida
Um aspecto positivo na operação de motores com acionamento é a partida suave.
A maioria das aplicações são projetadas para manter a relação V/Hz constante, mantendo assim o fluxo eletromagnético no entreferro do motor uniforme. Logo nas baixas freqüências a tensão também será baixa.
Durante as partidas o acionamento controla a tensão e freqüência para permitir que o motor trabalhe próximo do escorregamento e fluxo nominais e esteja operando, na porção estável da curva torque versus rotação.
19
Curva V / Hz
20
Curva V / Hz
21
Curva V / Hz
22
Curva torque versus rotação com inversor de freqüência
23
Quadro resumo
24
Seleção e aplicação dos motores de indução trifásicos
Devem ser levados em consideração alguns aspectos importantes para a seleção de um motor de indução,por exemplo:
A) Conjugado de partida: é necessário que o conjugado do motor seja sempre superior ao conjugado da carga.
B) Conjugado de aceleração: o conjugado do motor deve ser sempre maior que o conjugado de carga, em todos os pontos entre zero e a rotação nominal.
25
Seleção – conjugado de aceleração
26
Seleção
C) Conjugado nominal: o conjugado requerido para o funcionamento normal de uma máquina pode ser constante ou variável.
D) Características da rede de alimentação: devem ser verificados a tensão de alimentação do motor, a freqüência nominal e o método de partida.
E) Característica do ambiente: verificar altitude, temperatura e atmosfera ambiente. 27
Seleção
F) Características construtivas: dimensões do motor e do ambiente (lembre-se que um motor de indução de alto rendimento possui um volume maior), potência (verificar se o motor está em HP ou CV), rotação, fator de serviço, sentido de rotação.
G) Características da carga: tipo de acionamento (transmissão direta, correia etc), regime de funcionamento (número de partidas por hora) e correta escolha do óleo lubrificante para os mancais. 28
Seleção - Resumo
O motor deve:
I) Acelerar a carga com tempo curto para que o acionamento não venha a danificar as características físicas da máquina (isolamento);
II) Funcionar no regime especificado sem que a temperatura de suas diversas partes ultrapasse a classe de isolamento;
III) Funcionar com carregamento acima de 75% para não comprometer o rendimento, FP e os custos.
29
Seleção - Resumo (comparação entre máquinas)
30
Referências Centro de Treinamento Weg. Características e especificações de motores de alta tensão WEG – DT-6. Deckmann, S. Avaliação da Qualidade de Energia Elétrica. Apostila de curso. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação – UNICAMP. Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley & Sons. Toro, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas. Editora LTC. Yamayee, Z & Bala, J. Eletromechanical Energy Devices and Power Systems. John Wiley & Sons.
31
Jim Naturesa, Joubert Junior e Carlos Mariotoni
Corrente de partida
A corrente de partida de um motor de indução trifásico pode ser de 8 a 10 vezes maior do que a corrente nominal. Partida direta. A partida direta pode levar a uma elevada queda de tensão no sistema de alimentação da rede. O sistema de proteção (cabos, contatores, disjuntores) deverá ser sobre dimensionado, ocasionando um custo elevado.
2
Corrente de partida Partida indireta. Para a partida indireta podem ser utilizados os seguintes métodos: Chave estrela-triângulo; Chave compensadora ou autotransformador; Chave de partida estática ou soft-start; Inversor de freqüência.
3
Chave estrela-triângulo
Os motores devem ter no mínimo seis bornes de ligação.
A partida estrela-triângulo poderá ser utilizada quando a curva de conjugado (torque) do motor for suficientemente elevada para poder garantir a aceleração da máquina com corrente reduzida.
Na ligação em estrela , o conjugado fica reduzido entre 25 a 33% do conjugado de partida na ligação triângulo. 4
Chave estrela-triângulo
5
Chave Compensadora (Autotransformador)
A chave compensadora pode ser usada para a partida de motores sob carga.
Ela reduz a corrente de partida, evitando uma sobrecarga no circuito.
A tensão na chave compensadora é reduzida através de autotransformador que possui normalmente taps de 50, 65 e 80% da tensão nominal. 6
Autotransformador
7
Autotransformador - Característica torque versus velocidade
8
Exemplo
9
Exemplo
10
Soft-Starter
O soft-starter utiliza um conjunto de pares de tiristores para o processo de aceleração.
No final do período de partida, a tensão atinge seu valor pleno após uma aceleração suave ou rampa ascendente.
Além da vantagem do controle da tensão durante a partida, a chave eletrônica apresenta, também, a vantagem de não possuir partes móveis. 11
Inversor de freqüência
Com a utilização de um inversor podemos alterar a velocidade de um motor de indução sem comprometer seu torque de saída.
Acionamentos de freqüência variável podem influenciar positivamente a vida útil de um motor, por exemplo, velocidades baixas significam uma menor fadiga nos rolamentos, ventoinhas e elementos girantes.
A partida suave elimina os altos esforços nos enrolamentos do estator e nas barras do rotor. 12
Inversor de freqüência
Devem ser verificadas alguns aspectos importantes com relação aos inversores: Harmônicas; Faixa de velocidade e Aspectos na partida.
13
Inversor de freqüência
A distorção harmônica é a combinação da tensão (ou corrente) fundamental com componentes de freqüência múltipla inteira.
Normalmente é causada por dispositivos nãolineares de conversão, como ponte de retificadores, compensadores controlados a tiristores etc.
Os efeitos das harmônicas geradas pelo acionamento podem afetar a operação, vida útil e desempenho do motor e da instalação elétrica. 14
Inversor de freqüência – distorções harmônicas
15
Inversor de freqüência – distorções harmônicas
16
Faixa de velocidade
Os dados reais de carga devem ser fornecidos para os fornecedores de motores a fim de assegurar-se que o motor será capaz de partir e acelerar a carga e funcionar dentro do limites especificados de temperatura e sob condições de operação.
Na maioria das aplicações com velocidade variável, a máxima velocidade de operação é ou está perto da rotação nominal de um motor padrão conectado diretamente à rede. 17
Faixa de operação
A mínima velocidade de operação deve ser especificada na folha de dados da máquina, tendo em vista que o sistema de refrigeração do motor está ligado intimamente à sua rotação.
Operação à velocidade crítica (ressonância) pode resultar em níveis de vibração altos que podem levar à falha por fadiga dos componentes do acionamento. 18
Aspectos na partida
Um aspecto positivo na operação de motores com acionamento é a partida suave.
A maioria das aplicações são projetadas para manter a relação V/Hz constante, mantendo assim o fluxo eletromagnético no entreferro do motor uniforme. Logo nas baixas freqüências a tensão também será baixa.
Durante as partidas o acionamento controla a tensão e freqüência para permitir que o motor trabalhe próximo do escorregamento e fluxo nominais e esteja operando, na porção estável da curva torque versus rotação.
19
Curva V / Hz
20
Curva V / Hz
21
Curva V / Hz
22
Curva torque versus rotação com inversor de freqüência
23
Quadro resumo
24
Seleção e aplicação dos motores de indução trifásicos
Devem ser levados em consideração alguns aspectos importantes para a seleção de um motor de indução,por exemplo:
A) Conjugado de partida: é necessário que o conjugado do motor seja sempre superior ao conjugado da carga.
B) Conjugado de aceleração: o conjugado do motor deve ser sempre maior que o conjugado de carga, em todos os pontos entre zero e a rotação nominal.
25
Seleção – conjugado de aceleração
26
Seleção
C) Conjugado nominal: o conjugado requerido para o funcionamento normal de uma máquina pode ser constante ou variável.
D) Características da rede de alimentação: devem ser verificados a tensão de alimentação do motor, a freqüência nominal e o método de partida.
E) Característica do ambiente: verificar altitude, temperatura e atmosfera ambiente. 27
Seleção
F) Características construtivas: dimensões do motor e do ambiente (lembre-se que um motor de indução de alto rendimento possui um volume maior), potência (verificar se o motor está em HP ou CV), rotação, fator de serviço, sentido de rotação.
G) Características da carga: tipo de acionamento (transmissão direta, correia etc), regime de funcionamento (número de partidas por hora) e correta escolha do óleo lubrificante para os mancais. 28
Seleção - Resumo
O motor deve:
I) Acelerar a carga com tempo curto para que o acionamento não venha a danificar as características físicas da máquina (isolamento);
II) Funcionar no regime especificado sem que a temperatura de suas diversas partes ultrapasse a classe de isolamento;
III) Funcionar com carregamento acima de 75% para não comprometer o rendimento, FP e os custos.
29
Seleção - Resumo (comparação entre máquinas)
30
Referências Centro de Treinamento Weg. Características e especificações de motores de alta tensão WEG – DT-6. Deckmann, S. Avaliação da Qualidade de Energia Elétrica. Apostila de curso. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação – UNICAMP. Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley & Sons. Toro, V. Fundamentos de Máquinas Elétricas. Editora LTC. Yamayee, Z & Bala, J. Eletromechanical Energy Devices and Power Systems. John Wiley & Sons.
31
Related Documents
Intervista Al Direttore Mi5
December 2019 19
