Acionamento Eletrônico

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  • ACIONAMENTO ELETRNICOGUIA BSICO

    2009

  • A532

    Acionamento eletrnico: guia bsico / Eletrobrs [et al.]. Braslia : IEL/NC, 2008.98 p. : il.

    ISBN 978-85-87257-31-4

    1. Acionamento eletrnico 2. Conversor de energia I. Eletrobrs II. CNI Confederao Nacional da Indstria III. IEL Ncleo Central IV. Ttulo.

    CDU: 621.61

    2008. CNI Confederao Nacional da IndstriaIEL Ncleo CentralELETROBRS Centrais Eltricas Brasileiras S.A.Qualquer parte desta obra poder ser reproduzida, desde que citada a fonte.

    INSTITUTO EUVALDO LODI IEL/Ncleo CentralSetor Bancrio Norte, Quadra 1, Bloco BEdifcio CNC70041-902 Braslia DFTel 61 3317-9080Fax 61 3317-9360www.iel.org.br

    CNIConfederao Nacional da Indstria Setor Bancrio Norte, Quadra 1, Bloco C Edifcio Roberto Simonsen 70040-903 Braslia DF Tel 61 3317- 9001 Fax 61 3317- 9994 www.cni.org.brServio de Atendimento ao Cliente SACTels 61 3317-9989 / 61 3317-9992sac@cni.org.br

    ELETROBRS Centrais Eltricas Brasileiras S.A.Av. Presidente Vargas, 409, 13 andar, Centro 20071-003 Rio de Janeiro RJ Caixa Postal 1639Tel 21 25145151www.eletrobras.comeletrobr@eletrobras.com

    PROCEL Programa Nacional de Conservao de Energia EltricaAv. Rio Branco, 53, 14 , 15, 19 e 20 andaresCentro, 20090-004 Rio de Janeiro RJ www.eletrobras.com/procelprocel@eletrobras.comLigao Gratuita 0800 560 506

    PROCEL INDSTRIA Eficincia Energtica IndustrialAv. Rio Branco, 53, 15 andar, Centro20090-004 Rio de Janeiro RJFax 21 2514-5767 www.eletrobras.com/procelprocel@eletrobras.comLigao Gratuita 0800 560 506

  • Equipe Tcnica

    ELETROBRS / PROCEL

    Equipe PROCEL INDSTRIAAlvaro Braga Alves PintoBrulio Romano MottaCarlos Aparecido FerreiraCarlos Henrique MoyaHumberto Luiz de OliveiraLucas Vivaqua DiasMarlia Ribeiro SperaRoberto PifferRoberto Ricardo de Araujo Goes

    ColaboradoresGeorge Alves SoaresVanda Alves dos Santos

    CONFEDERAO NACIONAL DA INDUSTRIA CNIDIRETORIA EXECUTIVA DIREX

    DiretorJos Augusto Coelho Fernandes

    Diretor de OperaesRafael Esmeraldo Lucchessi Ramacciotti

    Diretor de Relaes InstitucionaisMarco Antonio Reis Guarita

    Unidade de Competitividade Industrial COMPI

    Gerente-ExecutivoMaurcio Otvio Mendona Jorge

    Gerente de Infra-EstruturaWagner Ferreira Cardoso

    Coordenao TcnicaRodrigo Sarmento Garcia

    SUPERINTENDNCIA DE SERVIOS COMPARTILHADOS SSCrea Compartilhada de Informao e Documentao ACIND

    NormalizaoGabriela Leito

    INSTITUTO EUVALDO LODI IEL / NCLEO CENTRAL

    Gerente-Executivo de OperaesJlio Cezar de Andrade Miranda

    Gerente de Desenvolvimento Empresarial GDEDiana de Mello Jungmann

    Coordenao TcnicaPatrcia Barreto Jacobs

    Gerente de Relaes com o Mercado GRMOto Morato lvares

    Responsvel TcnicoAna Amlia Ribeiro Barbosa

    SENAI / DN

    Gerente-Executivo da Unidade de Educao Profissional UNIEPAlberto Borges de Arajo

    Apoio TcnicoDiana Freitas Silva Nri

    Gerente-Executiva da Unidade de Relaes com o Mercado UNIREMMnica Crtes de Domnico

    SENAI / MG

    ConteudistasCarlos Roberto Pires e Roberto Verssimo Reis

    PedagogaXnia Ferreira da Silva

    Coordenao do projeto pelo SENAI / MGCristiano Ribeiro Ferreira Jcome

    Superviso PedaggicaRegina Averbug

    Editorao EletrnicaLink Design

    Reviso GramaticalMarluce Moreira Salgado

    CONFEDERAO NACIONAL DA INDSTRIA CNI

    PresidenteArmando de Queiroz Monteiro Neto

    INSTITUTO EUVALDO LODI IEL / NCLEO CENTRAL

    Presidente do Conselho SuperiorArmando de Queiroz Monteiro Neto

    Diretor-GeralPaulo Afonso Ferreira

    SuperintendenteCarlos Roberto Rocha Cavalcante

    ELETROBRS / PROCEL

    Presidncia Jos Antnio Muniz Lopes

    Diretoria de TecnologiaUbirajara Rocha Meira

    Departamento de Projetos de Eficincia EnergticaFernando Pinto Dias Perrone

    Diviso de Eficincia Energtica na Indstria e ComrcioMarco Aurlio Ribeiro Gonalves Moreira

  • SUMRIO

    Apresentao

    Captulo 1 Introduo ao acionamento eletrnico 13

    Captulo 2 Conjugado e variao da velocidade em sistemas motrizes 19Conjugado do motor 20Velocidade em sistemas motrizes 21Variao de velocidade em sistemas motrizes 24

    Variadores mecnicos 24Polias fixas 24Polias variadoras 25Motorredutor 26

    Variador eletromagntico 27Variador eletrnico 28

    Captulo 3 Dispositivos semicondutores de potncia 31Dispositivos semicondutores de potncia usado no acionamen-to eletrnico 33Diodo retificador de potncia 33

    Circuitos retificadores 36Retificao de meia-onda 36Retificao de onda completa 39

    Tiristor 42Retificador controlado de silcio - SCR 42GTO (Gate turn off thyristor) 43

    Transistor bipolar de potncia (TBP) 45Transistor de efeito de campo FET (Field effect transistor) 47

    Transistor de efeito de campo de juno (JFET) 47Transistor de efeito de campo de porta isolada MOSFET 48

    IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 51MCT (MOS-Controlled Thyristor) 52

  • Captulo 4 Acionamento eletrnico de motor de corrente contnua 59Mtodos de variao da velocidade do motor CC 61Variao da resistncia de armadura 61Sistema Ward-Leonard 62Variador de tenso 62Variador eletrnico Conversor CA/CC 63Conversor Chopper 65

    Captulo 5 Acionamento eletrnico de motor de corrente alternada 69Tcnicas para acionamento eletrnico do motor CA 72Cicloconversor 72Soft-starter 72

    Funcionamento do soft-starter 74Principais aplicaes para o soft-starter 75Exemplo de aplicao do soft-starter 76

    Inversor de freqncia 77Princpios bsicos do inversor de freqncia 78Aplicaes prticas com o inversor de freqncia 81Modos de operao dos inversores de freqncia 83Tipos de controle de inversores de freqncia 83Parametrizao do inversor de freqncia 86

    Servoacionamento 89Fundamentos bsicos de servoacionamento 89Escolha do motor 90Sensores de posicionamento e velocidade 90Encoders 91Tacogeradores 92Resolvers 92Servoconversor 93

    Referncias 97

  • Obter a eficincia energtica significa utilizar processos e equipamen-tos que sejam mais eficientes, reduzindo o desperdcio no consumo de energia eltrica, tanto na produo de bens como na prestao de ser-vios, sem que isso prejudique a sua qualidade.

    necessrio conservar e estimular o uso eficiente da energia eltrica em todos os setores socioeconmicos do Brasil, sendo de grande importncia para o Pas a adoo efetiva de medidas de economia de energia e o conseqente impacto destas aes. Neste cenrio destaca-se a indstria, no s pelo elevado potencial de conservao de energia do seu parque, como tambm pela sua capacidade produtiva como fornecedora de produtos e servios para o setor eltrico.

    No mbito das aes que visam criar programas de capacitao voltados para a obteno de eficincia energtica no setor industrial, inclui-se o Curso de Forma-o de Agentes Industriais de Nvel Mdio em Otimizao de Sistemas Motrizes. Este curso tem como objetivo capacitar agentes industriais, tornando-os capazes de identificar, propor e implementar oportunidades de reduo de perdas nas ins-talaes industriais de sistemas motrizes.

    O curso faz parte do conjunto de aes que vm sendo desenvolvidas pelo go-verno federal para:

    Fomentar aes de eficincia energtica em sistemas motrizes industriais;

    Facilitar a capacitao dos agentes industriais de nvel mdio dos diversos subsetores da indstria, para desenvolverem atividades de eficincia energ-tica;

    Apresentar as oportunidades de ganhos de eficincia energtica por meio de economia de energia em sistemas motrizes industriais;

    Facilitar a implantao de tecnologias eficientes sob o ponto de vista energ-tico, alm da conscientizao e da difuso de melhores hbitos para a conser-vao de energia.

    APRESENTAO

  • Como apoio pedaggico para este curso foram elaborados os seguintes guias tcnicos:

    1 Correias Transportadoras

    2 Acoplamento Motor Carga

    3 Metodologia de Realizao de Diagnstico Energtico

    4 Compressores

    5 Ventiladores e Exaustores

    6 Motor Eltrico

    7 Energia Eltrica: Conceito, Qualidade e Tarifao

    8 Acionamento Eletrnico

    9 Bombas

    10 Anlise Econmica de Investimento

    11 Instrumentao e Controle

    Este material didtico Acionamento Eletrnico faz parte do conjunto de guias tcnicos do Curso de Formao de Agentes Industriais de Nvel Mdio em Otimiza-o de Sistemas Motrizes. Ele um complemento para o estudo, reforando o que foi desenvolvido em sala de aula. tambm uma fonte de consulta, onde voc, participante do curso, pode rever e relembrar os temas abordados no curso.

    Todos os captulos tm a mesma estrutura. Conhea, a seguir, como so desen-volvidos os captulos deste guia.

    Iniciando nossa conversa texto de apresentao do assunto abordado no captulo.

    Objetivos informa os objetivos de aprendizagem a serem atingidos a partir do que foi desenvolvido em sala de aula e com o estudo realizado por meio do guia.

    Um desafio para voc apresenta um desafio: uma situao a ser resolvida por voc.

  • Continuando nossa conversa onde o tema do captulo desenvolvido, tra-zendo informaes para o seu estudo.

    Voltando ao desafio depois de ler, analisar e refletir sobre os assuntos abor-dados no captulo, voc retornar ao desafio proposto, buscando a sua solu-o luz do que foi estudado.

    Resumindo texto que sintetiza os principais assuntos desenvolvidos no ca-ptulo.

    Aprenda mais sugestes para pesquisa e leitura, relacionadas com o tema do captulo, visando ampliar o que voc aprendeu.

    Esperamos que este mat