Estudo para estimativa do carregamento de motores elétricos para auditoria energética em equipamentos industriais

Abstract

Nem sempre é possível ajustar a potência do motor àquela efetivamente necessária, e isso ocorre por dois motivos. Em primeiro lugar, os motores são oferecidos em potências predeterminadas e a montagem especial de um motor com potência diferente do padrão do fabricante não seria viável economicamente. Em segundo lugar, ocorrem casos em que o regime de funcionamento e carregamento das máquinas são variáveis. Essa pesquisa propõe analisar o dimensionamento dos motores em regime de trabalho contínuo por análise do fator de carregamento, buscando aprimorar a operação no que tange à melhoria da eficiência energética. Por definição, o fator de carregamento é a quantidade de potência que o motor fornece à carga. Foram selecionados dois equipamentos, sendo um torno mecânico e uma serra circular. Para a escolha dos equipamentos levou-se em conta o grande índice de manutenções recorrentes nas partidas dos motores por desligamento em razão de sinalizarem ruídos ao ligar e desligar, além de e eventuais oscilações na rede elétrica. Cada motor trabalha sob um regime de trabalho específico, sendo que para o regime contínuo deve-se especificar o motor para que operar entre 75% e 100% da carga, o que corresponde à faixa de maior rendimento do equipamento. Para se verificar o potencial econômico deve-se consultar um roteiro prévio, estabelecido de acordo com o catálogo de cada fabricante, no qual se pode averiguar a eficiência dos equipamentos. O rendimento de um motor representa a relação entre a potência real ou útil que está sendo transferida pelo eixo e a potência total absorvida pela rede, sendo que ambas são potências ativas, ou seja, são as potências recebidas que se transformam em trabalho. O rendimento e o fator de potência são grandezas diferentes, sendo que o primeiro serve para medir o quanto de potência é perdida no sistema de transmissão e transformação de energia e o quanto é utilizada de toda a potência recebida. Já o fator de potência serve para medir o quanto de potência realiza trabalho na transformação de energia do sistema indutivo e o quanto está sendo utilizada para criar o campo magnético indutivo de toda a potência recebida. É fato que um motor bem dimensionado irá trabalhar em sua melhor região de operação. Na verdade, o conhecimento do valor do rendimento é importante quando se deseja realizar análises econômicas de substituição de motores, reparo ou compra de um novo motor. Assim, ao invés de usar métodos não normalizados para se obter em campo um valor discutível do rendimento, o que se faz é determinar o fator de carregamento. Se o fator de carregamento for maior que 75%, o motor pode ser adequado.