s

1

Motivação para uso de InversoresMotivação para uso de Inversores

Variadores mecânicos estão sendo substituídos

(PIV - polias cônicas, acoplamentos hidrocinéticos): – compressores – bombas, ventiladores – transportadores

Economia de Energia:– centrífugas– compressores– carregadores e descarregadores

Otimização de Processos, necessidades tecnológicas:– siderurgia, papel, embalagem, impressão

- sincronismo– posicionamento

s

2

100% 100%

1

½

Controles mecânicos requerem manutenção periódicaControles mecânicos requerem manutenção periódica

Mecanismos de controle de vazão/pressãoMecanismos de controle de vazão/pressão

s

3

Economia de Energia

Diagrama de Blocos - controle de vazão

Acionamento velocidade fixa com válvula de controle

Acionamento velocidade variávelpara controlar vazão

Throttle valve

CompressorMotor

M3 ~

M

CompressorMotor

Drive converter

M3 ~

s

4

Economia de Energia

Motor: Velocidade fixa, o fluxo é ajustado usando a válvula de controle

Delivery head HH3H2

H1

Power consumption PP1P2

P3

Q3 Q2 Q1

A1

A2

A3 Compressor characteristic

Plantcharacteristic

Flow Q

nn

Controle de vazão usando válvula de controle

s

5

Economia de Energia

Delivery head H

H3

H2

H1

Power consumption PP1

P2

P3

Q3 Q2 Q1

B1

Plant characteristic

Flow Q

B2

B3

n2

n3

nn

Inversor de freqüência para adaptar o vazão

Compressorcharacteristic

Controle de vazão usando velocidade variável

s

6

Economia de EnergiaEconomia de Energia

Consumo de Potência P

P2

P3

Q3 Q2 Q1

Vazão Q

P2

P3

Economia de Energia usandoinversor de freqüência

100908070605040302010

0

Tempo de Operação % Potência da Bomba: 1850 kW

Preço do Inversor: 795000DM (incl.customs duty)

Custo Energia: 0.10 DM/kWh

Tempo Operação por ano:5280 h(220 dias, 24 horas)

Tempo de retorno: 2.15 anos

Vazão QQ3 Q2 Q1

Economia de Energia:W [kWh] = (P [kW] t [h])

P1

s

7

Comparativo Bomba - Válvula de Controle x Inversor

s

8

Ventilador com Damper de saídaVentilador com Damper de saída

s

9

Ventilador com Damper de entradaVentilador com Damper de entrada

s

10

Ventilador com Inversor de FreqüênciaVentilador com Inversor de Freqüência

s

11

Ventilador - ComparativoVentilador - Comparativo

s

12

Dados de entrada

custo da energiapotência a plena cargadias por anocusto do aparelho

% Fluxo horas

0 0

10 0

20 0

30 1

40 2

50 5

60 6

70 6

80 2

90 1

100 1

Total 24 horas

Custos da energia anualInversor SiemensSistema Mecânico Economia

R$ 4.835,00 R$ 13.977,00 R$ 9.142,00% amortização/anoperíodo de pay-back

função do custofunção do custo

R$ 0,05/kWh 37 kW 365a definir

Diagrama de consumo de energia

cálculo de economia de energia - programa MASTERSAVE

Mastersave - - Software para Cálculo de Economia de EnergiaSoftware para Cálculo de Economia de Energia

s

13

Vantagens do acionamento de velocidade variável Vantagens do acionamento de velocidade variável em cargas centrífugasem cargas centrífugas

• Em sistemas de bombeamento - - simplificação da rede de dutos do sistema com eliminação das válvulas de estrangulamento e “by-pass” - alívio da rede de dutos pela eliminação de altos choques de pressão

• Aumento da vida útil da bomba pela diminuição do desgaste mecânico devido à eliminação da contra-pressão

• Baixo nível de ruído

•Melhores rendimentos da bomba, ventiladores e compressores nas faixas de potência abaixo da nominal

s

14

•Alívio da rede elétrica pois os acionamentos com velocidades variáveis partem com corrente e conjugado nominais,enquanto que os acionamentos com motores CA ligados diretamente à rede, partem com correntes da ordem de 5 a 6 vezes a nominal

• Tendo em vista que o fator de potência visto pela rede é aproximadamente igual a 1 (cos phi = 1), o consumo de potência reativa da rede é praticamente nulo

• Ótima adaptação da máxima velocidade do motor à bomba, ao ventilador ou ao compressor, através da liberdade na escolha da freqüência/velocidade do acionamento

Vantagens do acionamento de velocidade Vantagens do acionamento de velocidade variável variável

em cargas centrífugasem cargas centrífugas

s

15

Operação com regulador PIDOperação com regulador PID

Este sistema garante, independente da necessidade, uma pressão de água de 50 psi (345 KPa)

Transdutor de Pressão

Válvula de comando

Motor1500 l/min

Bomba

MICRO/MIDIMASTER

s

16

Cargas Torque ConstanteCargas Torque ConstanteConsumo de EnergiaConsumo de Energia

T = K P = K.n

s

17

APLICAÇÕES

s

18

Onde aplicar?

Características

Produtos

Sistemas de ventilação , ar condicionado, refrigeração, exaustores, sopradores de alto-forno em indústria siderúrgica, ventiladores de tiragem e exaustores na indústria de cimento, etc

Carga tipo M = K.n2 ( torque quadrático )1Q - Um sentido de rotação e sem frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar e sem taco/encoderCuidados especiais: - tempo de partida ( alta inércia )- casos que exigem frenagem (chopper), como nos ventiladores de tiragem e exaustores na indústria de cimento.

Micro/Midimaster ECO (até 315 KW)Ou ainda:Micro/Midimaster Vector (até 75 KW)Masterdrives VC (até 1.500 KW)Simovert MV (até 6,5 MW)Simoreg DC Master (Retrofitting)

Aplicações em Ventiladores / Aplicações em Ventiladores /

ExaustoresExaustores

s

19

Onde aplicar?

Características

Produtos

Sistemas de ventilação , ar condicionado, refrigeração, etc

Carga tipo M = K.n2 ( torque quadrático )1Q - Um sentido de rotação e sem frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar e sem taco/encoder

Micro/Midimaster ECO (até 315 KW)Ou ainda:Micro/Midimaster Vector (até 75 KW)Masterdrives VC (até 1.500 KW)Simovert MV (até 6,5 MW)

Aplicações em Compressores CentrífugosAplicações em Compressores Centrífugos

s

20

Onde aplicar?

Características

Produtos

Sistemas de abastecimento de Gases Industriais, Sistemas Ar Condicionado / Refrigeração, Indústria Petroquímica , etc.

Carga tipo M = K ( torque constante )1Q - Um sentido de rotação e sem frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar e sem taco/encoder

Micro/Midimaster Vector (até 75 KW)Masterdrives VC (até 1.500 KW)Simovert MV (até 6,5 MW)

Aplicações em Compressores AlternativosAplicações em Compressores Alternativos

e Compressores de Fusoe Compressores de Fuso

s

21

Onde aplicar?

Características

Produtos

Sistemas de tratamento e abastecimento de águas públicas, sistema de tratamento de água industrial, sistemas de bombeamento de óleo, sistemas de irrigação, bombas de mistura em processos industriais, etc.

Carga tipo M = K.n2 ( torque quadrático )1Q - Um sentido de rotação e sem frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar e sem taco/encoder

Micro/Midimaster ECO (até 315 KW)Ou ainda:Micro/Midimaster Vector (até 75KW)Masterdrives VC (até 1.500 KW)Simovert MV (até 6,5 MW)

Aplicações em Bombas CentrífugasAplicações em Bombas Centrífugas

s

22

Onde aplicar?

Características

Produtos

Sistemas dosagem industrial, poços de petróleo.

Carga tipo M = K ( torque constante )1Q - Um sentido de rotação e sem frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar/vetorial e sem taco/encoder.Também aplicável a : bombas Netzsch, bombas de deslocamento positivo e bombas de cavidade progressiva

Micro/Midimaster Vector (até 75KW)Masterdrives VC (até 1.500 KW)

Aplicações em bombas de fusoAplicações em bombas de fuso

s

23

Onde aplicar?

Características

Produtos

Usina de açúcar: Esteiras de cana, mesa 45 GrausIndústria de Papel( esteiras de cavacos )Aeroportos/Supermercados/ArmazénsMineradoras/Siderúrgicas

Carga tipo M = K ( torque constante )Conjugado de partida acima do nominal ( M=1,5Mn)1Q - Um sentido de rotação e sem frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar/vetorial e sem taco/encoderAlguns casos requerem frenagem por injeção de corrente contínua ou com módulo chopper

Micro/Midimaster Vector (até 75KW)Masterdrives VC (até 1.500 KW)Simovert MV (até 6,5 MW)

Aplicações em Correias/Esteiras TransportadorasAplicações em Correias/Esteiras Transportadoras

( Básico )( Básico )

s

24

Onde aplicar?

Características

Produtos

Indústria de Papel (esteiras de cavacos)Mineradoras / SiderúrgicasSupermercados / Aeroportos: Escadas rolantes

Carga tipo M = K ( torque constante )Conjugado de partida acima do nominal ( M=1,5.Mn)Deslocamento de carga em declive.4Q - Um ou dois sentidos de rotação e com frenagemBaixa dinâmica e sem necessidade de precisãoControle escalar/vetorial e sem taco/encoder

Masterdrives VC 4Q (com tiristores) ou AFE (até 1.500 KW)Simovert MV 4Q / AFE (até 6,5 MW)Simoreg DC Master 4Q

Aplicações em Correias/Esteiras TransportadorasAplicações em Correias/Esteiras Transportadoras

( Casos especiais )( Casos especiais )

s

25

Onde aplicar?

Características

Produtos

Indústrias de AçúcarIndústrias Químicas

Dimensionamento para carga tipo M = K ( torque constante )Conjugado de partida acima do nominal ( M=1,5.Mn)Regime intermitente e com ciclo definido.4Q - Dois sentidos de rotação e com frenagemAlta dinâmicaPrecisão IrrelevanteControle vetorial sem encoder ou com encoderNormalmente conversores regenerativos devido a alta inércia.

Masterdrives VC (até 1.500 KW) regenerativo ou AFESimoreg DC Master 4Q (Retrofitting)

Aplicações em Centrífugas AutomáticasAplicações em Centrífugas Automáticas

s

26

MICRO/MIDIMASTER ECO MICRO/MIDIMASTER ECO

Onde aplicar?Onde aplicar?

• Bombas centrífugas

• Ventiladores

• Exaustores

• Compressores centrífugos

s

27

Controle de uma máquina de fabricação de Controle de uma máquina de fabricação de papelpapel

Maior produtividade

Menor manutenção

Redução de perdasna produção

Economia de energia elétrica

Inversor substituindo o variador eletromagnético

Inversor substituindo o variador eletromagnético

s

28

Controle do ciclo de trabalho de um moinho de argila Controle do ciclo de trabalho de um moinho de argila para para

a produção de pisos e revestimentos cerâmicosa produção de pisos e revestimentos cerâmicos

s

29

Aplicação em BombeamentoAplicação em Bombeamento

• O Controlador PID embutido mantém a pressão constante na tubulação.

• Alta Freqüência de chaveamento garante baixo nível de ruído.

• Risco de danos à tubulação é reduzido graças às rampas controladas.

• Operação em 1Q.

s

30

Sistema de Extração de Fumaça

•Um sistema de controle em malha fechada aciona o sistema de extração somente quando necessário, e em velocidades limitadas.

•Possibilita uma grande economia de energia e melhor controle do processo.

•Operação em 1Q

s

31

Sistema de Ventilação - Sistema de Ventilação - Exaustor de Extração Exaustor de Extração

Um sistema de ventilação monitora os níveis de fumaça em uma fábrica e controla a velocidade do exaustor através do PID do MIDIMASTER.

Vantagens:

• Excelente sistema de controle simples.

• Grande potencial de Economia de energia.

s

32

Aplicação em Central de AquecimentoAplicação em Central de Aquecimento

•Bomba para Sistema de Aquecimento Central.

•A economia de energia possibilita um retorno do investimento em 18 meses.

•Operação em 1Q.

s

33

Ar Ar CondicionadoCondicionado

•Aplicação comum, com diversos drives.

•Unidades de ar condicionado para Centrais Telefônicas, como também para aplicações genéricas.

•Curva de operação do ventilador com alta inércia - Tempos de rampa longos e Regeneração.

s

34

Justificativas para o investimento

Maior disponibilidade da ponte- Baixo índice de defeitos- Poucas paradas para manutenção preventiva- Diagnóstico de falhas amigável- Possibilidade de monitoração à distância

Menor gasto com manutenção elétrica- Eliminação de contatores de potência das resistências do

rotor- Eliminação das escovas dos motores

Menor gasto com manutenção mecânica- Operação suave- Baixa solicitação dos redutores e freios

Economia de energia- Eliminação dos picos de corrente nas partidas- Eliminação da perda de energia nas resistências do rotor

Conforto na operação- Movimentos com rampas de partida/parada- Controle linear da velocidade- Possibilidade de monitoração das condições de operação

“on-line”