Apresentação sobre acionamentos com ênfase em motor, redutor e motoredutor.
Comparativos nas diversas aplicações de acionamentos e as fontes potenciais para economia de energia em acionamentos.
2. Acionamentos 2
Agenda
Apresentação SEW?
História do acionamento
Redutores
Motores
Uso racional de energia
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
3. Acionamentos 3
A SEW (Süddeutsche Elektromotoren-Werke, Fábrica de Motores
Elétricos do Sul da Alemanha), foi fundada em 1931 na cidade de
Bruchsal, e deu o primeiro passo no desenvolvimento de uma
tecnologia que iria revolucionar a indústria mundial: a produção
de motoredutores .
Empresa familiar com presença global e atuação local, a
SEW se destaca pela vanguarda tecnológica e por ser
um dos líderes mundiais no mercado de acionamentos.
SEW EURODRIVE
Solução em Movimento
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
4. Acionamentos 4
SEW no Mundo
SEW no Mundo
12 Fábricas 64 Montadoras
12 Mil Funcionários 1,8 Bilhões de Euros
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
5. Acionamentos 5
BRUCHSAL
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
6. Acionamentos 6
SEW no Brasil
MOVITRAC® LT P
2 Fábricas
4 Montadoras
1.100 Funcionários
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
7. Acionamentos 7
GUARULHOS
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
8. Acionamentos 8
Produtos e Serviços SEW EURODRIVE
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
9. Acionamentos 9
Motores e Servomotores
Servomotores Síncronos
e Assíncronos
Motores Elétricos
Assíncronos
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
10. Acionamentos 10
Motoredutores
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
11. Acionamentos 11
Redutores Industriais
Linha MC
65.000 Nm
Linha X
200.000 Nm
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
12. Acionamentos 12
Redutores Industriais
Linha XP
Linha ML 3.000.000 Nm
1.350.000 Nm
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
13. Acionamentos 13
Conversores de Freqüência
MOVITRAC® B
MOVITRAC® LT
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
14. Acionamentos 14
Conversores de Freqüência
MOVIPLC®
I/O’s
Linha MOVIDRIVE® B
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
15. Acionamentos 15
Servocontroladores MOVIAXIS® e MOVIDRIVE® B
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
16. Acionamentos 16
Interface Homem Máquina
IHM
Interface Homem Máquina
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
17. Acionamentos 17
Painéis Elétricos
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
18. Acionamentos 18
Soluções Completas em Automação Industrial
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
19. Acionamentos 19
Sistemas Descentralizados
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
20. Acionamentos 20
CDM® SEW
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
21. Acionamentos 21
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
22. Acionamentos 22
A Roda
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
23. Acionamentos 23
Origem das Engrenagens
China ~2600 a.C.
Da Vinci ~1500 d.C.
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
24. Acionamentos 24
Atualmente
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
25. Acionamentos 25
Principio de Arquimedes
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
26. Acionamentos 26
Principio de Funcionamento do Redutor
Entrada Saída
rpm Nm rpm Nm
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
27. Acionamentos 27
Revolução Industrial
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
28. Acionamentos 28
Da transmissão por correia até o motoredutor
1764 James Watt inventou a máquina a vapor
1850 Pittler constrói o primeiro torno de torreta
1867 Siemens constrói o primeiro dínamo
1872 F. v. Hefi-ter-Alteneck constrói o primeiro
motor CC
1880 Siemens constrói o primeiro elevador elétrico.
1887 N. Tesla inventa o motor AC
1889 J. H. Northop inventa o tear automático
... Início da Era industrial
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
29. Acionamentos 29
Acionamentos Centrais
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
30. Acionamentos 30
Acionamentos Individuais
Tear 1779
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
31. Acionamentos 31
Vida moderna
SEW EURODRIVE
Solução em Movimento
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
32. Acionamentos 32
Motores elétricos
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
33. Acionamentos
Família de motores elétricos
Excitação série
Excitação independente
Motor CC Excitação compound
Imãs permanentes
Motor universal
Excitação paralela
Monofásico
Gaiola de
esquilo
Motor CA Linear
Rotor
Bobinado
Assíncrono
Trifásico Imãs permanentes
Síncrono Relutância
Pólos magnéticos
Pólos Salientes
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
34. Acionamentos
Família de motores elétricos
Excitação série
Excitação independente
Motor CC Excitação compound
Imãs permanentes
Motor universal
Excitação paralela
Monofásico
Gaiola de
esquilo
Motor CA Linear
Rotor
Bobinado
Assíncrono
Trifásico Imãs permanentes
Síncrono Relutância
Pólos magnéticos
Pólos Salientes
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
35. Acionamentos 35
Evolução do motor elétrico
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
36. Acionamentos 36
Principio de funcionamento do motor de indução
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
37. Acionamentos 37
Características do motor de indução
Rotação fixa
[ rpm ]
Escorregamento
Torque
[ Nm ]
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
38. Acionamentos 38
Curva característica
C, I
IP
Cmáx
CP
CN
IN
nN ns
n
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
39. Acionamentos 39
Fabricação do motor
Injeção do Alumínio Inserção do Eixo
Estampo da chapa
Retífica do rotor
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
40. Acionamentos 40
Fabricação do motor
Agrupamento de chapas Bobinagem
Estampo da chapa
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
41. Acionamentos 41
Perdas no motor de indução
Perdas no Ferro ~ U, f
Perdas no cobre/resistência ~ I²·R
+ Perdas
Adicionais
Perdas por atrito e ventilação ~ n, n³
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
42. Acionamentos 42
Rendimento e fator de potência
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
43. Acionamentos 43
Uso e Conservação
Motor Elétrico Alta Temperatura
O que é alta temperatura para motor elétrico?
20°C, 40°C, 100°C, 500°C?
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
44. Acionamentos 44
Classe de Isolação
B: T=80°C
F: T=105°C
H: T=130°C
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
45. Acionamentos 45
Especificação do motor elétrico
Número de partidas por hora;
Tempo de aceleração;
Refrigeração adequada;
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
46. Acionamentos 46
Número de partidas por hora (ZP)
C, I Zp Ip Temp
Motor Elétrico
IP
Cmáx
CP
CN
IN
nN ns
n
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
47. Acionamentos 47
Tempo de Aceleração (TA)
C, I TA I Temp
IP
Cmáx
CP
CN
IN
nN ns
n
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
48. Acionamentos 48
Refrigeração Adequada
Temperatura ambiente: até 40°C;
Altitude: 1000m;
Fluxo de ar de projeto
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
49. Acionamentos 49
Refrigeração Adequada
Para temperaturas de 40°C a 60°C;
Para altitudes maiores que 1000 m;
PNred PN fT fH
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
50. Acionamentos 50
Informações de Mercado
120
100
80
Quantidade
60
40
20
0
0 20 40 60 80 100 120
Potência
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
51. Acionamentos 51
Evolução do valor do R$/kWh
UHENPAL - Usina Hidro Elétrica Nova Palma Ltda
0,500
0,450
0,400
0,350
0,300
0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
0,000
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
52. Acionamentos 52
Aplicação de motores
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
53. Acionamentos 53
Tanques de agitação
Planta com 40 tanques
Motoredutores de 1,5 kW @ 6 pólos, 20 x 40
24 h/dia, regime contínuo S1 (8700 h/ano)
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
54. Acionamentos 54
Tanques de agitação
Alterado o tipo do redutor
Motoredutores de 1,1 kW @ 4 pólos, 20 x 40
24 h/dia, regime contínuo S1 (8700 h/ano)
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
55. Acionamentos 55
Tanques de agitação
Economia anual estimada em:
20 motores R$ 27.000,00
40 motores R$ 54.000,00
Pay back (simples): 18 meses
kWh = R$ 0,235 (Base Nov/2007)
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
56. Acionamentos 56
Bombas e Ventiladores
50% da aplicação de motores elétricos na indústria
Funcionamento a meia carga
Variação do fluxo por válvula
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
57. Acionamentos 57
Bombas
Válvula
Variação de velocidade
[kW]
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
58. Acionamentos 58
Sistema de ventilação
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
59. Acionamentos 59
Examplo: Instalação de ventiladores em automobilística
Status atual:
96 motores de pólos comutáveis
16/4 kW cada
Potência total instalada:
1.6MW
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
60. Acionamentos 60
Examplo: Instalação de ventiladores em automobilística
Processo de reposição:
Motores de alto rendimento
com P=16 kW
Rotação controlada através da
diferença de temperatura pela
função de economia de
energia do MOVIDRIVE® ou
MOVITRAC®
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
61. Acionamentos 61
Função economia de energia do MOVITRAC®/MOVIDRIVE®
250
Lastmoment
Motormoment (High)
Versão: 200
Motormoment (Low)
Motor de pólos 150 Motor de pólos
comutáveis comutáveis
P=16/4 kW 100
50
Curva de carga
Carga parcial
0
200 400 600 800 1000 1200 1400
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
62. Acionamentos 62
Função economia de energia do MOVITRAC®/MOVIDRIVE®
250
Aumento da freqüência
200
150
100
Aumento da rotação = aumento
do torque resistente
50
0
200 400 600 800 1000 1200 1400
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
63. Acionamentos 63
Função economia de energia do MOVITRAC®/MOVIDRIVE®
250
Aumento da frequencia
200
Aumento do torque com a
150 função economia de
energia do MOVIDRIVE®
MOVITRAC®
100
50
0
200 400 600 800 1000 1200 1400
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
64. Acionamentos 64
Exemplo: Ventiladores – Economia em números
Otimizando o conumo de energia:
Motores de pólos comutáveis
Potência média consumida: 11.6 kW
Consumo por motor/ano: 83.500 kWh
Custo da energia/ano: 7.000 €
Todos motores (96): 670.000 €
Consumo de
Com motores de alto rendimento e
conversores MOVIDRIVE®/MOVITRAC®
energia:
com função economia de energia - 14%
Potência média consumida : 10.0 kW
Consumo por motor/ano: 72.000 kWh
Custo da energia/ano: 6.000 €
Todos motores (96): 581.000 €
Economia por ano (total): 89.000 €
Economia por motor/ano: 930 € Amortização:
aprox. 2 anos
Efeito colateral: Aumento da funcionalidade,
ajuste fino da rotação, potencial para mais economia de energia
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
65. Acionamentos 65
Aplicação em sistemas de transporte
Instalação típica:
100 a 150 motoredutores em transportadores (0,75 ~ 3,0 kW)
Variação de velocidade e carga
Ambiente agressivo
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
66. Acionamentos 66
Aplicação em sistemas de transporte
Perfil de carga de um sistema de
transporte
400%
Torque
200%
100%
Segundos Minutos Horas (regime contínuo)
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
67. Acionamentos 67
Aplicação em sistemas de transporte
Uso da energia:
Rendimento Motor A.R.
50% 81,0%
75% 83,8%
100% 84,3%
Rendimento Motor Std
50% 77,5%
75% 80,6%
100% 80,3%
Rendimento Motoredutor Std Rendimento Motoredutor A.R.
50% 62,0% 50% 64,8%
75% 64,5% 75% 67,0%
100% 64,3% 100% 67,4%
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
68. Acionamentos 68
Aplicação em sistemas de transporte
Uso da energia:
STD A.R.
Carga Economia
50% 4,5%
75% 3,9%
100% 4,8%
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
69. Acionamentos 69
Aplicação em sistemas de transporte
Rendimento Motoredutor Std
50% 72,9%
75% 75,8%
100% 75,5%
Rendimento Motoredutor A.R.
50% 76,1%
75% 78,8%
100% 79,3%
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
70. Acionamentos 70
Aplicação em sistemas de transporte
Uso racional da energia
Mudança na concepção do projeto
Rendimento Motoredutor Std
Rendimento Motoredutor A.R.
50% 72,9%
50% 64,8%
75% 75,8%
75% 67,0%
100% 75,5%
100% 67,4%
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
71. Acionamentos 71
Fundamentos
Rendimento Perda de potência
PIn POut
PPerdas
Pout
PPerdas Pin Pout
Pin
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
72. Acionamentos 72
Método de partida e controle
Partida direta Partida por conversor de freqüência
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
73. Acionamentos 73
Método de partida e controle
Partida direta
Alta corrente de partida 3,5 .... 7 x IN
Alto conjugado de partida CP 2 ... 3 x CN
Rotação (n) dependente da carga
Faixa de sobrecarga 1,6 ...1,8 x CN
Número de partidas por hora limitado
Conjugado máximo CMÁX 2,2 ... 3 CN
M, I
IA
MK
MA
MN
IN
nN nsyn
n
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
AS/Kenndt.DRW
74. Acionamentos 74
Método de partida e controle
Partida por conversor de freqüência
Corrente de partida limitada 1,5 x IN
Conjugado de partida CP 1,5...2 x CN
Rotação independente da carga
Faixa de sobrecarga 1,5 x CN
Número de partidas por hora ilimitado
Controle e monitoração do motor
M,U
M N
U etz
N U
M
0 fN 2* fN f
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
75. Acionamentos 75
Método de partida e controle
Regra: Usar conversor de freqüência economiza energia!
Será? – Sempre? Em quais situações isso é regra?
Transportador de correia
Após ligado, acionamento permanece na rotação nominal por um longo período.
O tempo de partida e parada é menor que 10 segundos.
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
76. Acionamentos 76
Método de partida e controle
Partida direta
Perdas no motor com partida direta:
Motor: Atrito, perdas Joule, magnetização ...
Cabos: Perdas ôhmicas, perdas capacitivas
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
77. Acionamentos 77
Método de partida e controle
Perdas no motor AC – acionado por conversor
na rede
PLoss [W]
com conversor
PLoss,M 1,1 PLoss,Mains []
na rede
Sendo acionado por conversor, as
perdas no motor aumentam em
aproximadamente 10%.
P / PN [ ]
(com referencia apenas ao motor, VDE 0530 Bbl2) 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
78. Acionamentos 78
Método de partida e controle
Perdas no acionamento com conversor vs partida direta
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
79. Acionamentos 79
Método de partida e controle
Como fazer para reduzir o consumo de energia em acionamentos?
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
80. Acionamentos 80
Métodos para reduzir o consumo de energia
Reduzir a potência requerida Pout :
- Reduzindo a rotação de saída do conversor
- Reduzindo o torque da carga
- Reduzindo atritos
- Elementos de transmissão rígidos
- Contra peso
-…
- Desligando
Reduzir as perdas PPerdas :
- Aumentando o nível de rendimento do motor
- Aumentando o rendimento do conversor
- Abandonar funções não necessárias
- Reutilizar a energia
- Uso direto em outro conversor
- Fonte de alimentação regenerativa
- Armazenamento de energia
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
81. Acionamentos 81
Desenvolvimento SEW
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
82. Acionamentos 82
Uso do MOVIGEAR®
Reduzir a potência requerida Pout :
- Reduzindo a rotação de saída do conversor
- Reduzindo o torque da carga
- Reduzindo atritos
- Elementos de transmissão rígidos
- Contra peso
-…
- Desligando
Reduzir as perdas PPerdas :
- Aumentando o nível de rendimento do motor
- Aumentando o rendimento do conversor
- Abandonar funções não necessárias
- Reutilizar a energia
- Uso direto em outro conversor
- Fonte de alimentação regenerativa
- Armazenamento de energia
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
83. Acionamentos 83
Uso do MOVIGEAR®
Métodos para redução do consumo de energia MOVIGEAR®
-Movigear®
A diferença:
PLoss [W]
Motor Standard
[]
com conversor
PLoss
e freio
PLoss-Movigear®
P / PN [ ]
Comparado com um motor
0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%
standard com conversor ,
o MOVIGEAR® economiza
até 300 W
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
84. Acionamentos 84
Vantagens adicionais do MOVIGEAR
Controle individual de
cada MOVIGEAR®
Reduzido número de
componentes
Sem necessidade de
cablagem de rede
fieldbus
Evita o risco de falhas
“escondidas” na
cablagem de rede
fieldbus
Comissionamento
reduzido
Tempo de projeto e
instalação reduzidos
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
85. Acionamentos 85
Comparativo
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
86. Acionamentos 86
Comparativo
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
87. Acionamentos 87
Conclusão
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
88. Acionamentos 88
Contatos na SEW
Treinamentos Técnicos
Daniel Paganini
Email: treinamento.tecnico@sew.com.br
Engenharia de Aplicação
aplicacao@sew.com.br
automacao@sew.com.br
Apresentação disponível em:
www.slideshare.net
Daniel Paganini DVEA 2009 SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento
89. edutores Produtos Elêtronicos Redutores Industriais Service
Acionamentos 24
89
! !!
d o
a
r ig
O b
ito
u
M
rcio Daniel Paganini DVEA 2009
12 - 2006 SEW-EURODRIVE—Soluçãoem Movimento
SEW-EURODRIVE—Solução em Movimento