Os motores do futuro

Os Motores do Futuro

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Heinz Lendenmann, Reza R. Moghaddam, Ari Tammi, Lars-Erik Thand ABB, S.A. Tel.: +351 214 256 000 ¡ Fax: +351 214 256 390 marketing.abb@pt.abb.com ¡ www.abb.pt

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Os motores sĂ­ncronos controlados por variadores de velocidade estĂŁo a trazer maior eďŹ ciĂŞncia Ă s aplicaçþes industriais.

Os motores elĂŠtricos para aplicaçþes industriais representam aproximadamente 60% a 65% do consumo de eletricidade na indĂşstria. A utilização eďŹ ciente da eletricidade aumentando a eďŹ ciĂŞncia dos motores ĂŠ o nĂşcleo da sua constante otimização. TambĂŠm se consegue uma importante poupança de energia utilizando sistemas de acionamento de velocidade variĂĄvel; atualmente utiliza-se esta tecnologia em cerca de 30 – 40% de todos os novos motores instalados. O uso sustentĂĄvel e o investimento tambĂŠm exigem aos motores uma maior ďŹ abilidade e uma vida Ăştil mais prolongada. A aďŹ nada estrutura do rotor dos motores de sĂ­ncronos de relutância da ABB elimina as perdas na gaiola do rotor e, deste modo, aumenta a eďŹ ciĂŞncia e compacticidade. A possibilidade de se atingir nĂ­veis normais de potĂŞncia mantendo-se na Classe A de aumento da temperatura (60 K) melhora a vida Ăştil do isolamento do motor e prolonga a vida das chumaceiras ou os intervalos de lubriďŹ cação. Utilizam-se motores elĂŠtricos numa grande variedade de aplicaçþes industriais. A

maioria das aplicaçþes tem em comum a necessidade do motor ser o mais eďŹ ciente possĂ­vel e ter uma vida Ăştil o mais longa possĂ­vel, sem aumentar ao mesmo tempo as exigĂŞncias de manutenção ou as avarias. Os motores sĂ­ncronos de relutância da ABB sĂŁo mais pequenos, o que ajuda os fabricantes de mĂĄquinas a desenhar equipamentos mais pequenos, leves e eďŹ cientes. AlĂŠm disso, a possibilidade de funcionarem a grandes velocidades ajuda a eliminar elementos mecânicos de transmissĂŁo, tais como as caixas de engrenagens. Em Ăşltima instância, isto permite integrar o motor e os equipamentos que constituem a carga, uma exigĂŞncia cada vez mais frequente. Para responder Ă necessidade de um motor mais eďŹ ciente, mais pequeno, com uma vida Ăştil mais longa e poucas exigĂŞncias de manutenção com um novo tipo de motor e tambĂŠm perfeitamente adaptado ao uso de acionamentos de velocidade variĂĄvel (VSD), a ABB analisou todas as opçþes tecnolĂłgicas com uma

postura radical. O arranque de um motor VSD ĂŠ muito diferente de um de ligação direta (DOL). Esta e outras alteraçþes Ă s condiçþes de funcionamento, colocam em relevo as possibilidades de simpliďŹ car o desenho do motor e de melhorar a sua eďŹ ciĂŞncia. Um mĂŠtodo bem conhecido ĂŠ utilizar motores sĂ­ncronos (MS). Um MS com um rotor de 4 pĂłlos que trabalha a 50 Hz roda em sincronismo com a rede elĂŠtrica exatamente a 1500 rpm. Por outro lado, um motor de indução equivalente apresenta perdas por escorregamento e roda a apenas 1475 rpm, num exemplo selecionado de 30 kW. Nos modernos motores de indução com rotor em curto-circuito, as perdas associadas ao rotor ascendem a 20-35% das perdas totais do motor. O funcionamento sĂ­ncrono elimina a maioria e destas perdas associadas. A eliminação destas perdas de escorregamento leva a um aumento da eďŹ ciĂŞncia de aproximadamente 0,6% (motor de 220 kW) a 8% (3 kW) e a um aumento de 20% a 40% na densidade de potĂŞncia e binĂĄrio, para a mesma classe de temperatura de isolamento. Existem diferentes tipos de motores sĂ­ncronos: enrolamento de campo com excitadores sem escova; de Ă­man permanente (PM); ou baseados no princĂ­pio da relutância magnĂŠtica (frequentemente denominados por motores sĂ­ncronos de relutância ou Syn-RM). O rotor de um Syn-RM nĂŁo tem gaiola em curto-circuito como o de indução, Ă­manes permanentes, nem enrolamentos de excitação de campo. Em vez disso, utiliza o princĂ­pio da relutância magnĂŠtica.

MOTOR SĂ?NCRONO DE RELUTĂ‚NCIA A relutância magnĂŠtica ĂŠ o equivalente magnĂŠtico da resistĂŞncia dos circuitos elĂŠtricos. O rotor apresenta um sentido de resistĂŞncia magnĂŠtica mĂ­nima (d) e um sentido perpendicular (q) com uma relutância magnĂŠtica elevada ou “bom isolamento magnĂŠticoâ€? (Figura 1). O binĂĄ-