03º Workshop WEG/Votorantim

Eficiência EnergEficiência Energééticatica

FundaFundaççãoão

16 de setembro de 1961

Capital US$ 12.000

Jaraguá do Sul - SC

Werner Ricardo Voigt

Eggon João da Silva

Geraldo Werninghaus

AdministraAdministraççãoão

FILIAIS DEVENDAS

WEG EQUIP.ELECTRICOS

WEG IBERIA

WEG GERMANY

WEG EUROPE

WEG JAPAN

WEG FRANCE

WEG UK

WEG ESCANDINÁVIA

WEG VENEZUELA

WEG CHILE

BANWEG

WEG AUSTRÁLIA

WEG MÉXICO

WEG ITÁLIA

WEG PORTUGAL

WEG COLÔMBIA

WEG ELECTRIC MOTORS

WEG ÍNDIAWEG NANTONG

WEG SINGAPORE

WEG ENERGIA

WEG TINTASGuaramirim

WEG MOTORES

WEG AUTOMAÇÃOJaraguá do SulArgentina

Jaraguá do SulSão PauloManausArgentinaMéxicoPortugalChina

UNIDADESDE NEGÓCIOS

Jaraguá do SulSão Bernardo do CampoBlumenauMéxico

11ºº ParqueParque FabrilFabril -- 19611961

MuseuMuseu WEGWEG

ParquesParques FabrisFabris

Parque fabril II - Jaraguá do Sul – SC212.129,4 m² de área construída

6

custo aquisicusto aquisiççãoão

Consumo de energiaConsumo de energia

manutenmanutenççãoão

paradasparadas

intercambiabilidadeintercambiabilidade

produtividadeprodutividade

disponibilidadedisponibilidade

Otimização de Custo Operacional

Fonte: NSK

Motores Iluminação Oficina

PainéisTransformadores Turno

Instrumentação

Mecânica

Caldeiraria

Elét

rica

Estruturas no passado Estruturas atuais

Elétrica / Instrumentação

Mecânica / Caldeiraria

Segurança

Normas ISO

5S

TPM

Metas

....

Desafios da Indústria

produtosserviços

FOCO NA REDUÇÃO CUSTO OPERACIONAL

Devem ir alDevem ir aléém do processo de compra e venda de produtos m do processo de compra e venda de produtos

Retomadoras

Classificadores

Transportadores

Disco pelotas Britadores

Oportunidades

R$ 9.519,00 R$ 7.180,00

Perdas Produção

?!

Custos Motor Elétrico (ARP) - Motor 100cv 4 pólos

Vida útil 10 Anos

R$ 0

R$ 200.000

R$ 400.000

R$ 600.000

R$ 800.000

R$ 1.000.000

R$ 1.200.000

Aquisição Manutenção Energia

R$ 1.042.857,00

Otimização dos Custos

10

33

REDUÇÃO CUSTO OPERACIONALREDUREDUÇÇÃO CUSTO OPERACIONALÃO CUSTO OPERACIONAL

Setores que colocam a eficiência energética entre as 2 prioridades

Tempo de retorno para projetos de Eficiência Energética

Implementação do Decreto 4.059/2001Procedimentos para ensaio, implantação, fiscalização e audiência pública.

Lei 10.295/2001Níveis mínimos aceitáveis de eficiência energética.

Decreto 4508/2002Oficialização dos níveis mínimos.

Artigo 1º - Os equipamentos objeto desta regulamentação correspondemaos motores elétricos trifásicos, de fabricação nacional ou importados.

Lei de Eficiência Energética

Portaria Interministerial n° 553 de 08/12/2005A partir de DEZ/2009, os motores elétricos comercializados devem seguir a tabela de rendimento mínimo da linha Alto Rendimento

Economia de Energia

2009

High Efficiency

High Efficiency (EFF1) 2010

PREMIUM

High Efficiency 2009

Alto rendimentoBrasil

Australia 2006

Europa

USA / Canadá 2010

China

Tendências Mundiais

Sua empresa já atua de forma sistêmica para reduzir o Consumo de Energia?

Você pode ser o facilitadorpara reduzir o Desperdício Energético

na sua empresa e a WEG pode ajudá-lo a fazer a diferença.PO

DE

SER

TA

RD

E D

EMA

IS!

!!

OPORTUNIDADES

A WEG PODE realizar diagnósticos de campo em plantas, com o objetivo de alcançar redução de custo operacional através do aumento da eficiência e confiabilidade.

Eficiência Energética

Engenharia de

aplicação

Dimens. de estoque

Intercamb.

Confiabil. de estoque

Viabilidade do reparo

Treinamentos

Estudo de falhas

Diagnósticos

Diagnósticos

• Extra Alto Rendimento• Menor peso e volume• Ampla faixa de rotação com torque constante• Baixo nível de ruído e vibração• Sistema de isolamento WISE• Sistema de vedação W3SEAL

Nova linha de produto

REDUÇÃO

MOTOR DE ÍMÃ PERMANENTE

20cv – 132S

54,4 kg

17,8 dm30

MOTOR DE INDUÇÃO

20cv – 160M

108,8 kg

31,2 dm3 PESO: 54,4 kg = - 50,0%VOLUME: 13,4 dm3 = - 42,9%

Nova linha de produto

WMagnetWMagnet Drive SystemDrive System

RENDIMENTO - MERCADO BRASIL - 380V - 3600 rpm

95,595,8 95,8 95,8 95,8 95,8

96,4 96,5 96,797 97,2 97,3

92,0 92,0 92,0

93,193,5 93,5

93,894,3

94,6 94,6 94,895,1

89,089,6

91,090,4

92,292,5

92,8

93,6 93,7 93,694,0 94,2

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

15,0 18,5 22,0 30,0 37,0 45,0 55,0 75,0 90,0 110,0 132,0 150,0POTÊNCIA (kW)

REN

DIM

ENTO

(%)

Wmagnet Alto Rendimento Plus Standard

Nova linha de produto

WMagnetWMagnet Drive SystemDrive System

ANEL DE CURTO E BARRAS DO ROTOR SUPER DIMENSIONADASMenores perdas Joule

ENTREFERRO MENORMelhora o fator de potênciaReduz corrente em vazio

MAIOR QUANTIDADE DE COBREReduz perdas Joule

ENROLAMENTO DUPLA CAMADAReduz perdas suplementares

MAIOR VOLUME DE CHAPA MAGNÉTICA COM BAIXAS PERDASReduz a corrente magnetizante e incrementa o rendimento

ROTOR TRATADO TERMICAMENTEReduz perdas suplementares

Motor Alto Rendimento Motor Alto Rendimento PlusPlusCaracterísticas Padrões da Linha

Inovações tecnológicas

W22 – Eficiência e Confiabilidade na Indústria

Sistema de Ventilação

Carcaça

Caixa de Ligação Tampas

Vedação

Projeto Elétrico

Plano de Pintura

W22 – Sistema de Ventilação

Sistema de engate rápido Simulações para ventilação ideal

Alterar anel traseiro

W22 – Rendimento 60Hz IV Pólos

92.5

93

93.5

94

94.5

95

95.5

96

96.5

97

cv

Efici

ênci

a (

%)

AR Plus 94.1 94.4 94.6 94.9 95.2 95.3 95.5 95.7 95.9 96 96.1 96.2 96.3W22 Premium 95.1 95.4 95.5 95.6 95.8 95.9 96.1 96.3 96.4 96.5 96.6 96.7 96.8E 93.3 93.5 94 94 94.6 94.8 95.1 95.4S 93 93 93.6 94.5 94.5 94.7 95 95.4 95.4 95.4

60 75 100 125 150 175 200 250 300 350 400 450 500

Motores | Automação | Energia | Tintas

EFICIÊNCIA DE SISTEMAS DE

BOMBEAMENTO ACIONADOS POR

MOTORES ELÉTRICOS

ECONOMIA DE

ENERGIA

POTÊNCIA ATIVA: kW

POTÊNCIA REATIVA: kVAr

POTÊNCIA APARENTE: (kVA)

Potência Total entregue ao consumidor pela concessionária de energia elétrica.

P = V3 . V . I . cosP = V3 . V . I . cosϕϕAtiva ( kW )Ativa ( kW )

S = V3 . V . I

S = V3 . V . I

Aparente (kVA)

Aparente (kVA)

Q =

v3

. V .

I . s

en

Q =

v3

. V .

I . s

en ϕ

Rea

tiva

( kVA

r )R

eativ

a ( k

VAr )

ϕϕ

ϕ== coskVAkWFP

É a relação entre a potência ativa e a potência aparente Potência que realiza

trabalho útil

Potência total entregue

FATOR de

POTÊNCIA

FATOR de EFICIÊNCIA ENERGÉTIC

A

Fatura de Energia Elétrica

1

3

2

Descrição Faturado Tarifa ValoresDEM REATIVA EXC PONTA 379,0 22,4300 8.518,91DEM REATIVA EXC FORA PONTA 338,0 7,4800 2.531,23ENERGIA REATIVA EXC PONTA 4552,0 0,1470 669,36ENERGIA REATIVA EXC FP IND. 52638,0 0,0699 3.679,40

Total do Exc c/ ICMSValor da Fatura

29,1%

18.779,15 64.556,63

ANEEL : PORTARIA 456 -2000

Cos 0,92iExemplo consumidores grupo B: padarias, microempresas, mini-supermercados, hotéis, condomínios, postos de combustível, etc.

Art. 31 - Verificação do Fator de Potência através de medição transitória por um período de 7 dias consecutivos para as unidades consumidoras trifásicas do grupo B (baixa tensão).

Atenção !!!

CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA

Transformadores operando “em vazio”

Motores super dimensionados

Grande N° de motores < 10cv

Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com baixo Fator de Potência

Fornos de indução eletromagnética

Máquina de solda a transformador

CONSEQÜÊNCIAS DE UM BAIXO FATOR

Consumo excedente na conta de energia elétrica

Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação

Queda e flutuações de tensão

Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores

Sobrecarga dos equipamentos de manobra

Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule

Exemplo:Exemplo:

P = 1000Wcosϕ = 0,5

cosϕ = P = 1000 = 2000VAS 0,5

Conclusão:Verificamos que o equipamento 2, que possui o maior fator de potência, requer apenas 1087VA do transformador.

P = 1000Wcosϕ = 0,92

cosϕ = P = 1000 = 1087VAS 0,92

Potência ÚtilFP

1000 kVA

0,5

0,8

1,0

500kW

800kW

1000kW

Potência Trafo

kW

FP = ---------

=

COSϕ kVA

ϕϕ11

S = V3 . V . I

S = V3 . V . I

Aparente (kVA)

Aparente (kVA)

Q =

v3

. V .

I . s

en

Q =

v3

. V .

I . s

en ϕ

Rea

tiva

( kVA

r )R

eativ

a ( k

VAr )

P = V3 . V . I . cosP = V3 . V . I . cosϕϕ ..ηηAtiva ( kW )Ativa ( kW )

Qc=Capacitor

ϕϕ22

Como Corrigir o Fator de Potência ?

INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS

Devemos coletar algumas informações que serão necessárias à análise do sistema, tais como:

Esquema unifilar atualizado Condições operacionais Levantamento de cargas linearesLevantamento de cargas não lineares(Aparelhos com fonte chaveada)Medições: tensão, corrente, fator de potência inictemperatura ambiente Contas de energia elétrica (últimas 12)

ESTUDOS DE CASO:

Motores Transformadores CCMs

Correção de fator de potência em:

CÁLCULO DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

Qcapm = (% carga).P(kW) . F

Onde:% Carga: Fator relativo a potência de trabalho do motor:

- Motor operando a 50% de P = 0,5- Motor operando a 75% de P = 0,75- Motor operando a 100% de P = 1,0

P: Potência ativa em kW

F: Fator de multiplicação (tabelado)Fator de potência atual x fator de potência desejado

η: Rendimento do motor em função do percentual decarga que esta operando

Qcamp: Potência reativa do capacitor necessário nomotor em kvar

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CÁLCULO DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

Qcapm = (% carga).P(kW) . F

%

Dados do motor:

Motor: 7,5cv 5,5 kW 2 Pólos Carga de 75%CosØ – Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do motor

- Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do motor

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Tabela catálogo Geral WMO

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86,2 0,80

Tabela catálogo Geral WMO

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Tabela catálogo Mod.911 WA

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0,324

Tabela catálogo Mod.911 WA

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CÁLCULO DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

Qcapm = (% carga).P(kW) . F

%

Qkvar = 1,6 kvar

Qkvar = 0,75 x 5,5 x 0,324 0,862

Obs.:Comercial: MCW 2,5 / 2,6 (2,5 kvar)

ou UCW-T 2,5 / 2,6

Motor: 7,5cv 5,5 kW / 2 Pólos / Carga de 75%CosØ = 0,80

= 86,2F = 0,324

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O transformadortransformador é dimensionado pela potência aparente (S) e por aí se nota a importância da manutenção de um fator de potência elevado numa instalação.

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O baixo fator de potênciabaixo fator de potência causa sérios problemas as instalações elétricas, entre os quais destacamos abaixo:

Sobrecarga nos cabos e transformadores;Redução do nível de iluminação;Aumento das perdas no sistema de alimentação;Crescimento da queda de tensão;Baixa regulação dos transformadores

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* Neste caso o Capacitor WEG fornece 35kvar corrigindo F.P. para 0

Motor + Capacitor*:F.P. = 0,95 e S = 194kVA

S2 = 194kVAS1-S2 = 31kVAou seja

S1 = 225kVA Motor WEG, 185kW 250cv /, 380V, In = 335,95A, F.P. = 0,89 e S = 208kVA

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CCM QDF

V, A, Hz, FPkWh, kWkVArh

V, A, Hz, FPkWh, kWkVArh

kWhkWkVArh

Trafo–1.000kVA13,8kV / 380VZ%=5%

Trafo–1.000kVA13,8kV / 380VZ%=5%

S01

TIE

Q1 Q2 Q3

Qx QyQz

Q1 Q2 Q3 Q4

K1M K2M1 K2M2 U3 K4M1 K4M2

K4M3

CATC1/2/3

F01 TP1/2 CV

CATC1/2/3

F01 TP1/2 CV

CATC1/2/3

F01 TP1/2 CV

S01S01

CATC1/2/3

F01 TP1/2 CV

TC1/2/3TP1/2

Q1 Q2 S3 S4

F3

Cub. Medição (MT)

QDMT

QGBT

S02

Q01

Q02

50/51N

A

V

A

V

M

50CV

M

10CV

M

100CV

M

30CV

A

V

A

V

TENSÃO 380 V-60Hz -MOTOR 4P - 1800 rpm

Corrente Potência Potência

Nominal Elétrica ReativaCV kW In(A) 100% 100% (kW) (kVAr)

1,50 1,10 2,57 2 79,5 0,82 2,77 1,933,00 2,20 5,05 8 83,0 0,80 21,20 15,905,00 3,70 8,1 3 85,5 0,81 12,98 9,407,50 5,50 11,6 3 88,0 0,82 18,75 13,0912,5 9,20 19,3 3 88,5 0,82 31,19 21,7720,0 15,0 29,9 3 90,2 0,83 49,89 33,5325,0 18,5 37,0 3 91,0 0,83 60,99 40,9850,0 37,0 70 3 92,4 0,86 120,13 71,2860,0 45,0 83 2 93,0 0,87 96,77 54,84150 110 206 1 93,5 0,87 117,65 66,67175 130 245 1 94,1 0,85 138,15 85,62

32 TOTAL: 670,5 415,0

Qde FPRendi- mento

Potência Mecânica

Exemplo: CCMExemplo: CCM

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Tensão da Instalação ........ : 380 V

Potência Ativa Total (P) ........ : 670 kW

Potência Reativa Total (Q) ........ : 415 kVAr

Potência Aparente (S) ........ : 789 kVA

Corrente Nominal Total (In) ........ : 1.191 A

Fator de Potência da Instalação ........ : 0,85 Indutivo

Fator de Potência desejado ........ :

Bco. Capacitores necesário ........ : kVAr para correção do F.P.:

Bco. de Capacitores proposto ........ : kVAr

Novo Fator de Potência ........ :

Novo Valor Corrente Nominal ........ : A

Corrente Liberada ........ : A

Valores sem correção FP

Grandezas

380 V

670 kW

415 kVAr

789 kVA

1.191 A

0,85 Indutivo

0,920

129 kVAr

130,0 kVAr

0,92 Indutivo

1.100 A

91 A

Valores com correção FP=0,92

380 V

670 kW

415 kVAr

789 kVA

1.191 A

0,85 Indutivo

0,950

195 kVAr

200,0 kVAr

0,95 Indutivo

1.063 A

128 A

Valores com correção FP=0,95

MELHORMELHOR

EFICIÊNCIAEFICIÊNCIA

CARGA

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CAPACITORES E CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA

Auto-regenerativo

Dispositivo de proteçãoanti-explosão

Baixas perdas

Bobinas produzidas com filme de polipropileno metalizado

Resistências de descarga incorporadas nas UCW-T, MCW e BCW

Trabalhos DesenvolvidosTrabalhos Desenvolvidos

Empresas dos mais diversos segmentos obtiveram

resultados satisfatórios em termos de economia de

energia e confiabilidade operacional (manutenção) com

a substituição de motores Standard por outros com

melhor rendimento e especificação adequada.

Custo de reduCusto de reduçção da demanda gira ão da demanda gira em torno de 10% do custo de expansãoem torno de 10% do custo de expansãoda capacidade de gerada capacidade de geraçção.ão.

Fonte: ABRADEE 2004Fonte: ABRADEE 2004

CONSERVAÇÃO X INVESTIMENTOS

OBRIGADO!

Eng. Djalma Lúcio Miranda dos SantosEngenheiro de Aplicação e Vendas - Automação

djalma.wegparana@brturbo.com.br41 – 8882 1046