02 - Conservacao Energia Procobre(slides)

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Conservação de Energia
DISTRIBUIÇÃO DO CONSUMO NA INDÚSTRIA
Fonte: Ministério das Minas e Energia 
MOTORES 
55%
AQUECIMENTO
18%
PROCESSOS 
ELETROQUIMICOS 
19%
REFRIGERAÇÃO 
6%
ILUMINAÇÃO
2%
122.210 GWh
FATORES DE DESPERDÍCIO
- MOTORES E TRANSFORMADORES SUPERDIMENSIONADOS.
- BAIXO FATOR DE POTÊNCIA.
- CARGAS VARIÁVEIS MAL APROVEITADAS.
- EQUIPAMENTOS COM BAIXOS RENDIMENTOS.
Menu
CONSERVAÇÃO DE
ENERGIA
Variação de Velocidade (Inversor de 
Freqüência)
Cargas c/ Conjugado Quadrático
Cargas c/ Conjugado Constante
Inversor Regenerativo 
Cargas variáveis mal aproveitadas
MERCADO
APLICAÇÕES DE MOTORES
COM VARIAÇÃO DE VELOCIDADE
4%
12%
15%
30%
Japão Europa EUA Brasil
Fonte: Abinee
MOTORES DE INDUÇÃO 
Torque de 
Partida (150%)
Torque
Nominal (100%)
n (rpm)
T(kgfm)
Corrente 
a Vazio (30%)
(300%)
(200%)
(600%)
Torque 
Mínimo (125%)
Torque 
Máximo 
(200-250%)
I (A)
Escorregamento
(300%)
Característica de Corrente x Rotação e 
Conjugado x Rotação
Equação de Velocidade
s
p
f
n 1
120
Escorregamento
Número de pólos
Freqüência
Velocidade
Curva de Tensão x Freqüência do Motor
Características de Torque x Freqüência do 
Motor acionado por Inversor de Freqüência
Características de Potência x Freqüência do 
Motor acionado por Inversor de Freqüência
Onde: 
P = Potência 
C = Conjugado 
n = Rotação 
k = Constante
 BOMBAS
 VENTILADORES
 EXAUSTORES
 ESTEIRAS TRANSPORTADORAS
Sem Redução 
Controlada da Potência 
dos Motores
FATORES DE DESPERDÍCIO
mC f
U
m
p
f
n
120
nCP
CARGAS C/ CONJUGADO 
QUADRÁTICO
CONSERVAÇÃO DE
ENERGIA
BOMBAS CENTRÍFUGAS
VENTILADORES
AGITADORES
Curvas Características de Conjugados 
Resistentes
Conjugado Quadrático - Dimensionamento
2( )C f n
• BOMBAS CENTRÍFUGAS 
• VENTILADORES
• AGITADORES
Menu
RETORNO DE INVESTIMENTOS 
PARA APLICAÇÃO DE 
INVERSORES DE FREQÜÊNCIA EM 
BOMBAS CENTRÍFUGAS
“APROXIMADAMENTE 40% DO TOTAL DE MOTORES 
ELÉTRICOS EXISTENTES NAS INDÚSTRIAS ESTÃO 
APLICADOS EM BOMBAS E VENTILADORES”
BOMBAS CENTRÍFUGAS
BOMBAS
Distribuição das perdas em sistemas de bombeamento
* MAIORES PERDAS BOMBA / VÁLVULA
ESTRANGULAMENTO
X
VARIAÇÃO DE VELOCIDADE
OBS.: Curvas com valores 
típicos para sistemas 
centrífugos
CARGAS C/ CONJUGADO 
CONSTANTE
CONSERVAÇÃO DE
ENERGIA
PONTES ROLANTES(EQTOS. IÇAMENTO)
ESTEIRAS TRANSPORTADORAS
LAMINADORES
EXTRUSORAS
BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO
Operação com Fluxo Ótimo – Patente WEG
Curvas Características de Conjugados 
Resistentes
Conjugado Constante - Dimensionamento
.cteC
Conjugado Constante - Curvas P,C x N
)(nfP
nCP
INVERSORES DE 
FREQUÊNCIA
ECONOMIA DE 
ENERGIARedução Controlada da 
Potência dos Motores
Economia Média de Energia com o uso de Inversores de Frequência:
Inversores de Frequência
 Bombas Centrífugas 20 a 50%
 Bombas Alternativas 10 a 30%
 Ventiladores / Exaustores 20 a 50%
 Esteiras Transportadoras 10 a 30%
INVERSOR REGENERATIVO
CONSERVAÇÃO DE
ENERGIA
CENTRÍFUGAS DE AÇÚCAR
PONTES ROLANTES
ESTEIRAS TRANSPORTADORAS
Formas de Operação (4 quadrantes)
Torque
Rotação
+
-
+
+
-
-
-
+
IIV
IIIII
Motor
Motor
Gerador
Gerador
n
C
Quadrante
Gerador -
Motor - I III
II IV
Frenagem Regenerativa
MOTORREDE
GERADORREDE
Ponte regenerativa Ponte inversora
Pontes Rolantes
Esteiras 
Transportadoras
Stackers
&
Reclaimers
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA
 ELIMINAÇÃO DO PAINEL DE CONTATORES P/ 
CHAVEAR OS BANCOS DE RESISTORES. (MOTOR DE 
ANÉL)
 ELIMINAÇÃO DO BANCO DE RESISTORES DO MOTOR 
DE ANEL
 SUBSTITUIÇÃO DO MOTOR DE ANEL POR MOTOR CA
 DIMINUIÇÃO DO DESGASTE DAS SAPATAS DO 
BARRAMENTO
 DIMINUIÇÃO DA CORRENTE DE PARTIDA
 ELIMINAÇÃO DE DANOS CAUSADOS A MÁQUINAS 
OU VEÍCULOS QUE RECEBEM AS CARGAS PELA 
SUAVIDADE DE APOIO DA CARGA
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA
 INVERSOR REGENERATIVO (ELEVAÇÃO E ESTEIRA 
EM DECLIVE)
 REDUÇÃO DO CONSUMO (Kwh) FICANDO A 
POTÊNCIA (Kw), “MODULADA” PELA CARGA 
APLICADA (Kgf) E PELA ROTAÇÃO DO MOTOR 
(RPM).
CwP
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA
 ELIMINAÇÃO DE TRANCOS MECÂNICOS, QUEBRA 
DE ACOPLAMENTO E CAIXA REDUTORA
 DIMINUIÇÃO EXPRESSIVA DO AJUSTE DAS 
SAPATAS E DESGASTE DO FREIO
 FREIO USADO SOMENTE PARA ESTACIONAMENTO 
E EMERGÊNCIA
 FUNÇÃO MULTISPEED 
 SUAVIDADE NA OPERAÇÃO
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA
100%
25%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Potência 
Consumida
1 2
Tipos de Acionamento
Gráfico Comparativo
Acionamento Convencional X Inversor Vetorial
Rotação = 50%, Torque = 50%
1. Convencional
2. Inversor
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA
 ELIMINAÇÃO DO RUÍDO DE CHAVEAMENTO DE 
CONTATORES, ELDROS ETC
 REDUÇÃO DO RUÍDO MECÂNICO E VIBRAÇÃO 
CHEGANDO, EM ALGUNS CASOS, A MAIS DE 25 
DECIBÉIS (DB) MELHORANDO A PRODUTIVIDADE, 
SEGURANÇA DOS OPERADORES E PESSOAL DE 
“ÁREA”
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1 2
Gráfico Comparativo
Acionamento Convencional X Inversor de Frequência
1. Custo de Manutençao
2. Paradas por defeito
VANTAGENS DE SISTEMA COM INVERSOR 
EM MOVIMENTAÇÃO/ELEVAÇÃO DE CARGA