Descubra o que acontece com motores sobredimensionados

17/07/2018

O motor elétrico, de forma simples, transforma energia elétrica em mecânica. No Brasil, por exemplo, só estes dispositivos representam mais de 55% do uso de energia elétrica nas indústrias. Com o passar dos anos e a evolução dos processos, conseguimos cada vez mais aumentar o rendimento dos motores, reduzindo o peso e tamanho da máquina.

 

Os motores elétricos com potências acima do que especificado, resultam em um custo inicial maior com menos potência e rendimento. O motor deve ser aplicado conforme planejado pelo projetista, pois além de se gastar mais na compra, poderá elevar o consumo de energia desnecessariamente. Existe nos motores o fator de serviço, que mostra quantas vezes o motor elétrico pode operar em regime nominal com um aumento de potência, exemplo: FS (fator de serviço) = 1,15, ou seja, pode operar com 15% a mais de carga na mesma faixa de tensão e frequência, mas tome cuidado, pois o motor sofre variação de suas grandezas com a alteração da altitude e temperatura.

 

Embora o motor elétrico tenha um fator de serviço para operar em sobrecarga, ele pode sim diminuir sua vida útil em função da variação do regime de trabalho. Fique atento para não aplicar o motor para uma máquina e depois trocá-lo para outra.

 

O rendimento e o fator de serviço têm sua variação conforme a carga, como indica as curvas características de cada motor que deve ser visualizada no catálogo de cada fabricante. Otimizar o sistema requer um estudo detalhado de todas as partes ligadas direta ou indiretamente como é o caso de um motor acionando uma bomba com conversor de frequência.

 

Para exemplificar e você ver na prática como isso acontece, imagine que você precise dimensionar um motor para determinada aplicação.

 

   Gráfico 1: curva característica do motor WEG W22 IR3 Premium.

 

O gráfico 1 mostra que quanto menor a carga (potência fornecida em relação à nominal), menor é o rendimento do motor e o fator de potência. Saiba que quanto menor o rendimento do motor elétrico maiores serão as perdas. De acordo a fabricante WEG, a faixa de operação recomendada está entre 75% e 100%, pois indica uma região estável mesmo sofrendo variações de carga.

 

Perceba na curva verde (fator de potência) que quando você utiliza uma potência menor do que a especificada pelo motor, o fator de multiplicação abaixa. Este fator está diretamente relacionado a energia reativa na fatura, o que gera multa ao usuário pelo consumo indevido. Uma das soluções encontradas na indústria para resolver este problema é colocando um banco de capacitores para correção do fator de potência, que muitas vezes é utilizado de maneira indevida e não consegue atender as expectativas na redução de custos. Dimensionar um motor de forma correta é a melhor maneira para manter eficiente seu sistema de energia elétrica.

 

Veja algumas dicas para que você consiga iniciar seu dimensionamento:

 

O primeiro passo é conhecer a carga, ou seja, o que você vai precisar inicialmente do motor:

  • Torque nominal, em Nm (Newton metro)

  • Rotação, em rpm (rotações por minuto)

  • Inércia, em kgm² (quilograma metro quadrado)

  • Regime Serviço, em qual situação sua máquina se encontra

 

Depois, conheça o ambiente em que se encontra, é importante realizar as correções de alguns fatores, caso necessário:

  • Altitude, em m (metros)

  • Temperatura, em °C (graus Celsius)

 

Por último, busque entender qual a sua rede de alimentação:

  • Tensão da rede, em V (Volts)

  • Frequência da rede, em Hz (Hertz)

  • Qual será o sistema de partida do motor: com ou sem conversor de frequência

 

Uma maneira de verificar se o seu motor foi corretamente dimensionado é multiplicando o torque da carga (da aplicação) por 2 (este valor será conhecido como torque de sobrecarga) e depois multiplicando o torque do motor pelo seu conjugado máximo (este valor será conhecido como torque máximo do motor), se o torque máximo do motor for superior ao torque de sobrecarga, o motor estaria corretamente dimensionado por este método. 

 

“Fazendo-se uma analogia, pode-se entender que um motor sobredimensionado seria equivalente a utilizar um caminhão para transportar, por exemplo, um saco de cimento, enquanto que um motor subdimensionado seria o contrário, ou seja, se utilizar de um veículo de carga de menor porte para carregar um peso superior à sua capacidade. Em ambas as situações ocorre a utilização inadequada do recurso, o que implica em consumo excessivo e desnecessário de combustível e redução da sua vida útil. ” (WEG).

Gostou de saber mais sobre os motores sobredimensionados? Então entre em contato com a nossa equipe e vamos conversar mais!

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