Revista o electricista

rebobinagem otimizada de motores de indução trifásicos alimentados diretamente da rede

Rebobinagem otimizada de motores de indução trifásicos alimentados diretamente da rede

Neste artigo, é descrita uma estratégia para aumentar o rendimento e o fator de potência dos motores de indução trifásicos sobredimensionados e alimentados diretamente da rede. Esta estratégia, designada de rebobinagem otimizada, combina a monitorização, o reprojeto otimizado dos enrolamentos estatóricos e a rebobinagem dos motores.

Quando aplicada a motores com uma carga máxima inferior a 50%, permite reduzir entre 5% e 20% o respetivo consumo energético, apresentando-se como uma excelente alternativa à rebobinagem convencional e ao investimento em motores novos de classes IE3 e IE4. A sua operacionalização é simples e rápida. O tempo de retorno do investimento adicional em relação à rebobinagem convencional é, em média, inferior 6 meses. Para além disso, a rebobinagem otimizada está em linha com os princípios subjacentes à economia circular, promove a economia local associada às empresas de rebobinagem e poderá contribui para a diminuição da importação de motores novos.

I. Introdução

Atualmente, no sector industrial, em média, cerca de 70% da energia elétrica é convertida em energia mecânica através de motores de indução trifásicos (MIs), 75% dos quais são alimentados diretamente da rede, i.e., não estão equipados com conversor de frequência. A carga1 média destes motores é de 60%, podendo-se, por isso, afirmar que grande parte dos mesmos está sobredimensionada e, consequentemente, o seu rendimento e o seu fator de potência são relativamente baixos. De facto, nos MIs de baixa e média potência, há um decréscimo muito acentuado do rendimento e do fator de potência para cargas inferior a 50%.

Em geral, os MIs com uma potência nominal entre 4 e 75 kW são rebobinados 2 a 3 vezes ao longo do seu tempo de vida útil que varia entre 12 e 20 anos2, dependendo da sua potência nominal. Em geral, quanto maior a potência nominal do motor, maior o seu tempo de vida útil. Em Portugal, o custo de uma rebobinagem convencional de um MI é entre 30% e 50% do custo de um motor novo, dependendo da classe de rendimento, da potência e do número de polos deste último. Tipicamente, no processo de rebobinagem, o valor da venda do cobre dos enrolamentos velhos para reciclagem é muito próximo do valor despendido na compra de fio cobre esmaltado para os novos enrolamentos, pelo que o custo total da rebobinagem convencional depende maioritariamente da energia gasta e da mão-de-obra. Para além disso, os MIs mais eficientes, por forma a terem uma menor resistência estatórica, têm mais cobre (maior secção de condução), sendo por isso, em parte, mais caros. Porém, uma vez que esse custo adicional do cobre não se reflete no custo da rebobinagem, esta torna-se mais competitiva para motores de classes de rendimento mas elevadas.

Refira-se que, tipicamente, numa rebobinagem convencional, os enrolamentos estatóricos não são otimizados, sendo feita uma cópia dos enrolamentos originais, por forma a manter a potência original do motor.

Fernando J. T. E. Ferreira e Aníbal T. de Almeida
Instituto de Sistemas e Robótica
Dep. de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Universidade de Coimbra

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Fonte da imagem: Rebobinadora Irmãos Grácios, Lda

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