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Acionamentos de velocidade variável: Conhecimentos básicos Fundamentais - Instruções gerais para acionamentos elétricos regulados em velocidade variável e em corrente alternada
Acionamentos de velocidade variável: Conhecimentos básicos Fundamentais - Instruções gerais para acionamentos elétricos regulados em velocidade variável e em corrente alternada
Acionamentos de velocidade variável: Conhecimentos básicos Fundamentais - Instruções gerais para acionamentos elétricos regulados em velocidade variável e em corrente alternada
E-book504 páginas9 horas

Acionamentos de velocidade variável: Conhecimentos básicos Fundamentais - Instruções gerais para acionamentos elétricos regulados em velocidade variável e em corrente alternada

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Sobre este e-book

Os acionamentos de velocidade variável estão cada vez mais presentes na área industrial, comercial ou residencial, com potências que variam de Watts a Megawatts. É um tema complexo, que envolve diversas áreas de conhecimento, como mecânica, eletrotécnica, eletrônica de potência, eletrônica de sinais, instrumentação, controle, automação, redes de comunicação, instalação, compatibilidade eletromagnética etc. Não existe um profissional que tenha cursado todas as disciplinas que envolvem o assunto. Esses conhecimentos são adquiridos e complementados pela dedicação prática profissional de anos. Por isso, esta é uma obra indispensável para o estudante, técnico ou engenheiro que quer ter um bom conhecimento sobre acionamentos de velocidade variável. E será de grande ajuda para que o leitor entenda e solucione os mais diversos problemas. O objetivo deste material é apresentar resultados obtidos em aplicações executadas e analisadas durante um longo período de experiência do autor na área de acionamentos regulados, visando expor importantes considerações a serem observadas desde a fase de especificação até o projeto, a instalação, a operação e a manutenção.
IdiomaPortuguês
EditoraArtliber
Data de lançamento9 de mar. de 2022
ISBN9786586443189
Acionamentos de velocidade variável: Conhecimentos básicos Fundamentais - Instruções gerais para acionamentos elétricos regulados em velocidade variável e em corrente alternada

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    Acionamentos de velocidade variável - Nery de Oliveira Junior

    Copyright© 2019 by Artliber Editora Ltda.

    Revisão:

    Denise Marson

    Capa e editoração:

    Editorando Birô

    Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

    (Câmara Brasileira do Livro)

    O971a

    Oliveira Junior, Nery de

    1.ed.

    Acionamento de velocidade variável: conhecimentos básicos fundamentais instruções gerais para acionamentos elétricos regulados em velocidade variável e em corrente alternada / Nery de Oliveira Junior. – 1.ed. – São Paulo: Artliber, 2019.

    .; 17 x 24 cm.

    ISBN: 978-85-88

    098-55-8

    1. Engenharia. 2. Velocidade variável. 3. Acionamentos elétricos. 4. Velocidade variável. 5. Corrente alternada. I. Título.

    CDD 620

    Índices para catálogo sistemático:

    1. Engenharia: velocidade variável

    2. Acionamentos elétricos: velocidade variável

    3. Corrente alternada

    2019

    Todos os direitos desta edição são reservados à

    Artliber Editora Ltda.

    Av. Diógenes Ribeiro de Lima, 3294

    05083-010 – São Paulo – SP – Brasil

    Tel.: (11) 3832-5489 – 3641-3893

    info@artliber.com.br

    www.artliber.com.br

    SUMÁRIO

    Prefácio

    Introdução

    1. Cargas

    1.1 – Cargas normais mais comuns

    1.1.1 – Carga de torque constante: M ~ const.

    1.1.2 – Carga de torque quadrático M

    1.1.3 - Carga de torque linear M

    1.1.4 – Carga de torque inverso  M

    1.2 – Torque acelerante: Macel

    2. Motores

    2.1 – Motor assíncrono de gaiola

    2.1.1 – Curva característica de torque x velocidade – M x η

    2.1.2 – Curva característica de corrente x velocidade – i x η

    2.1.3 – Curvas características M x η e I x η com a variação de velocidade

    2.1.3.1. – Desenvolvimento teórico

    2.1.3.1.1 – Operação em frequência abaixo da nominal

    2.1.3.1.2 – Operação em frequência acima da nominal

    2.1.3.2. – Desenvolvimento prático

    2.1.3.2.1 – Operação em frequência abaixo da nominal

    2.1.3.2.2 – Operação em frequência acima da nominal

    2.1.4 – Cálculo da corrente do motor em velocidade variável

    2.1.5 – Potência do motor em velocidade variável

    2.1.6 – Motor versus carga

    2.1.1 – Curva característica de torque x velocidade – M x η

    2.1.2 – Curva característica de corrente x velocidade – i x η

    2.1.3 – Curvas características M x η e I x η com a variação de velocidade

    2.1.3.1. – Desenvolvimento teórico

    2.1.3.1.1 – Operação em frequência abaixo da nominal

    2.1.3.1.2 – Operação em frequência acima da nominal

    2.1.3.2. – Desenvolvimento prático

    2.1.3.2.1 – Operação em frequência abaixo da nominal

    2.1.3.2.2 – Operação em frequência acima da nominal

    2.1.4 – Cálculo da corrente do motor em velocidade variável

    2.1.5 – Potência do motor em velocidade variável

    2.1.6 – Motor versus carga

    2.2 – Servomotores

    2.2.2 – Máquinas elétricas – servomotores

    2.2.2.1. – Servomotores assíncronos

    2.2.2.2. – Servomotores síncronos – ímã permanente

    2.3 – Regime intermitente de operação

    3. Conversores de frequência

    3.1 – Frequência constante

    3.1.1 – Controle pela tensão do estator

    3.1.2 – Controle pela tensão do rotor: resistência rotórica

    3.1.3 – Controle pela tensão do rotor: cascata subsíncrona

    3.2 – Frequência variável

    3.2.1 – Controle direto – conversor direto – ciclo conversor

    3.2.2 – Controle indireto, com circuito intermediário de tensão variável

    3.2.2.1. – Conversores com circuito intermediário de corrente

    3.2.2.2. – Conversores com circuito intermediário de tensão variável

    3.2.2.3. – Conversores autocomutados – conversores com circuito intermediário de corrente para máquinas síncronass

    3.2.3 – Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante

    3.2.3.1. – Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante – parte inversora

    3.2.3.2. – Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante – parte inversora efeitos da modulação PWM

    3.2.3.3. – Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante (parte inversora), em servomotores de ímã permanentee

    4. Circuito intermediário de Inversores pwm

    4.1 – Configurações do circuito intermediário

    4.2 – Operação quatro quadrantes – frenagem

    4.3 – Regulador de tensão do circuito intermediário

    4.3.1 – Suprimento de energia pelo circuito intermediário

    4.3.1 – Suprimento de energia pelo circuito intermediário

    4.4 – Choques de carga no circuito intermediário

    5. Retificadores

    5.1 – Retificadores básicos em ponte de diodos

    5.1.1 – Contator de linha na alimentação do retificador

    5.1.2 – Proteção de curto-circuito do retificador

    5.1.3 – Reatores de linha na alimentação do retificador

    5.1.3.1. – Reator de comutação

    5.1.3.2. – Redução de componentes harmônicas

    5.2 – Retificadores básicos em ponte de tiristores

    5.2.1 – Circuito de pré-carga do retificador a tiristor

    5.2.2 – Fator de potência para a rede de alimentação

    5.2.3 – Frenagem regenerativa com retificador a tiristor

    5.3 – Retificadores básicos em ponte de transistores

    5.4 – Retificadores especiais em ponte de transistores

    5.4.1 – Rede de alimentação sob harmônicas

    5.4.2 – Soluções para o convívio com as harmônicas

    5.4.3 – Não produção de harmônicas

    5.5 – Conversores PWM em média tensão

    5.5.1 – Conversores PWM em três níveis, média tensão

    5.5.2 – Conversores PWM de baixa tensão em média tensão

    5.6 – Dimensionamento de conversores e inversores

    6. Comando e malhas de regulação

    6.1 – Programação – parametrização

    6.2 – Sistemas de comando

    6.3 – Estados do sistema

    6.4 – Formação de valores desejados – setpoints

    6.5 – Formação de valores reais

    6.6 – Canal de valores desejados – canal de setpoint

    6.7 – Malhas de regulação

    6.7.1 – Malhas aberta

    6.7.2 – Malha fechada

    6.7.2.1. – Resposta dinâmica

    6.7.2.2. – Resposta dinâmica em motores de corrente contínua

    6.7.2.3. – Transformação de coordenadas – eixos d e q

    6.7.2.4. – Controle vetorial

    6.7.2.5. – Malha de regulação de corrente para o controle vetorial

    6.7.2.6. – Processos BO e SO para otimização de reguladores

    6.7.2.6.1 – Processo BO

    6.7.2.6.2 – Processo SO

    6.7.2.6.3 – Formação do fluxo e da corrente Id

    6.7.2.6.4 – Importantes comentários sobre as malhas de regulação

    6.7.2.6.4.1 – Levantamento dos parâmetros da máquina

    6.7.2.6.4.2 – Levantamento dos parâmetros da mecânica

    6.7.2.6.4.3 – Medição da velocidade real

    6.7.2.6.4.4 – Alterações do momento de inércia na operação

    6.7.2.6.4.5 – Operação mestre-escravo

    6.7.2.6.1 – Processo BO

    6.7.2.6.2 – Processo SO

    6.7.2.6.3 – Formação do fluxo e da corrente Id

    6.7.2.6.4 – Importantes comentários sobre as malhas de regulação

    6.7.2.6.4.1 – Levantamento dos parâmetros da máquina

    6.7.2.6.4.2 – Levantamento dos parâmetros da mecânica

    6.7.2.6.4.3 – Medição da velocidade real

    6.7.2.6.4.4 – Alterações do momento de inércia na operação

    6.7.2.6.4.5 – Operação mestre-escravo

    6.7.2.7. – Malha de regulação de posição

    6.7.2.7.1 – Formação de conhecimentos básicos iniciais

    6.7.2.7.2 – Pré-controle de velocidade

    6.7.2.7.3 – Encoder para medição de posição

    6.7.2.7.3.1 – Encoder

    6.7.2.7.3.2 – Resolver

    6.7.2.7.3.3 – Encoder seno-cosseno

    6.7.2.7.3.4 – Encoder absoluto – seno-cossenoeno

    6.7.2.7.4 – Referência de posição – referenciamento

    6.7.2.7.4.1 – Referenciamento passivo

    6.7.2.7.4.2 – Referenciamento ativo

    6.7.2.7.4.2.1 – Via sensor externo

    6.7.2.7.4.2.2 – Via zero do encoder

    6.7.2.7.4.2.3 – Via sensor externo e zero do encoder

    6.7.2.7.4.3 – Limites de máquina – deslocamento linear e módulo

    6.7.2.7.4.4 – Monitoração de deslocamentos

    6.7.2.7.4.4.1 – Monitoração de acompanhamento

    6.7.2.7.4.4.2 – Monitoração de posicionamento

    6.7.2.7.4.5 – Programas de posicionamentos motion control

    6.7.2.7.4.6 – Programas de sincronismo motion control

    7. Instalação e montagem

    7.1 – Efeitos da modulação PWM na malha de terra

    7.2 – Compatibilidade eletromagnética

    7.2.1 – Ambiente industrial planejado

    7.2.2 – Ambiente industrial em distritos industriais indústrias não planejadas

    7.2.3 – Ambiente industrial em áreas residenciais – comerciais – indústrias não planejadas

    7.3 – Configurações de redes de alimentação

    7.3.1 – Rede TN

    7.3.2 – Rede TT

    7.3.3 – Rede IT

    7.4 – Considerações para aplicar conversor de frequência em redes IT

    7.5 – Outras considerações sobre compatibilidade eletromagnética

    7.6 – Efeitos da modulação PWM nas máquinas

    7.6.1 – Máquinas em ambiente industrial planejado

    7.6.2 – Máquinas em ambiente industrial não planejado

    7.7 – Considerações sobre montagem de conversores de frequência em painéis elétricos – salas elétricas

    7.7.1 – Considerações gerais

    7.7.2 – Considerações sobre o meio ambiente

    Desejos de sucessos

    Referências bibliográficas

    PREFÁCIO

    Foi com muita alegria e emoção que recebi o convite do Dr. Nery para prefaciar esta obra e espero estar à altura.

    Durante as várias viagens em que tive o privilégio de acompanhá-lo nas suas palestras pelas Américas Central e Sul, com direito a visitas a plantas industriais, tive a oportunidade de ouvir os seus conselhos e recomendações, aqui mencionados, aos responsáveis pela manutenção e pela produção, incluindo os agradecimentos pertinentes.

    Professor de primeira ordem e com uma didática poucas vezes vista no meio acadêmico, Dr. Nery sempre encantou a todos pelo seu vasto conhecimento técnico e experiência em campo, sobretudo com as analogias utilizadas para melhor explicar os temas em questão... Um verdadeiro mestre!

    Nas páginas seguintes, Dr. Nery consegue imprimir o mesmo entusiasmo, conhecimento e alegria que são o tom de suas palestras.

    No mundo atual, os acionamentos de velocidade variável estão cada vez mais presentes, seja na área industrial, comercial ou residencial, com potências que variam de Watts até Megawatts.

    No entanto, a aplicação, instalação, operação e manutenção destes equipamentos em uma indústria, por exemplo, sem levar em conta certos critérios intrínsecos e necessários para a otimização do equipamento e de seu funcionamento em segurança pode levar à perda de milhares de dólares.

    Esta é uma obra indispensável para o estudante, técnico ou engenheiro que quer ter um bom conhecimento sobre acionamentos de velocidade variável. Será de grande ajuda para que o leitor entenda e solucione os mais diversos problemas.

    Felizes são os que podem ter acesso a este legado!

    António Claudino

    Consultor

    INTRODUÇÃO

    Tenho grande dedicação aos estudos de automação. Formei-me engenheiro, fiz mestrado e doutorado na área, além de especializações em países como Alemanha, Inglaterra e Áustria. Também fui professor universitário e realizei, com sucesso, centenas de projetos, instalações, colocações em operação, palestras, treinamentos e cursos por todo o Brasil e no exterior: do México para baixo, tenho trabalhos apresentados em todos os países, com exceção de Cuba, as Guianas e o Uruguai. Sou considerado um especialista no setor de acionamentos de velocidade variável.

    Não uma única vez, mas várias vezes me sugeriram escrever um livro sobre os temas de minha especialidade e de minhas palestras. E hoje cheguei à conclusão de que não poderia me ausentar desse magnífico universo, sem deixar registrada pela eternidade, em forma de livro, toda esta experiência. É isso que você passa a ter em suas mãos – não somente a parte técnica, importantíssima e fundamental, mas também um pouco de minha experiência de vida, na expectativa de que lhe possa ser útil. Agradeço por você se interessar em participar de tudo isso. Muito obrigado!

    Os acionamentos em velocidade variável estão sendo cada vez mais utilizados em todos os campos de aplicações industriais, comerciais e residenciais. Entretanto, este trabalho vem sendo feito sem a observação de critérios importantes que esta nova técnica requer: sem eles, sonhos podem ser transformados em frustrações, confiabilidade em insegurança, rendimentos previstos em prejuízos não imaginados... Ou seja, a operacionalidade pode ficar comprometida.

    O objetivo deste material é apresentar resultados obtidos em aplicações executadas e analisadas durante um longo período de experiência na área de acionamentos regulados, visando expor importantes considerações a serem observadas desde a fase de especificação até o projeto, a instalação, a operação e a manutenção.

    Considera-se que o leitor já tem conhecimentos básicos e fundamentais de conversores de frequência, obtidos pela vida prática na manutenção, em projetos ou mesmo por meio de estudos, uma vez que estes assuntos atualmente já fazem parte da grade curricular de uma série de cursos, como os médios do tipo eletrotécnico, eletrônico e mecatrônico e os superiores de engenharia, tecnologia ou mesmo pós-graduações em nível de mestrado, doutorado e pós-doutorado.

    Vamos apresentar cada parte de uma composição básica de um acionamento de velocidade variável, incluindo a carga, o motor, a parte inversora do conversor de frequência, a parte do circuito intermediário do conversor de frequência e a parte do retificador da alimentação do conversor de frequência, finalizando com considerações e efeitos sobre a rede de alimentação, como influências de harmônicos e os efeitos de compatibilidade eletromagnética. O circuito básico apresentado na figura 1.1 será utilizado para todo o desenvolvimento deste trabalho.

    Figura 1.1 – Composição básica do acionamento

    O tema variação de velocidade é de conteúdo bastante complexo, envolvendo uma grande quantidade de assuntos e várias áreas de conhecimento, como mecânica, eletrotécnica, eletrônica de potência, eletrônica de sinais, instrumentação, controle, automação, redes de comunicação, instalação, compatibilidade eletromagnética etc. Ou seja, envolve conhecimentos de todas as áreas. Por este motivo, não existe um profissional que tenha cursado todas as disciplinas que envolvem o assunto. Esses conhecimentos são adquiridos e complementados pela dedicação prática profissional de anos.

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    CARGAS

    Carga é tudo aquilo que, por uma razão ou por outra, necessita ser trabalhada pelo movimento da ponta de eixo do motor. Portanto, existem infinitos tipos de cargas, que exigiriam vários livros para serem abordados por completo. Existem muitos livros ou apostilas que tratam de alguns tipos, destinados a um determinado ramo industrial, como indústria alimentícia, indústria siderúrgica e indústria de papel e celulose. Tais obras tratam, entre outras coisas, dos seus respectivos processos industriais, retratando assim a funcionalidade das suas respectivas cargas. Muito raramente, entretanto, relatam os comportamentos dessas cargas com relação às variações de velocidade.

    O nosso objetivo aqui é desenvolver pontos importantes a serem considerados no comportamento das cargas com respeito à variação de velocidade, pois é preciso entender não somente o funcionamento delas, mas também como elas se comportam com a variação de velocidade.

    Um primeiro ponto importantíssimo é que em velocidade variável, quando se trata de carga, refere-se ao esforço exigido para se realizar um serviço. Ou seja, carga é o serviço a ser feito: cortar, puxar, esticar, prensar, elevar, abaixar, transportar, serrar. Os esforços para se realizar um trabalho são normalmente realizados por movimentos, que podem ser lineares ou rotativos, isto é, de translação ou de rotação. Quando em movimento de translação, o esforço é a força a ser realizada para se executar o serviço. Quando em movimento de rotação, o esforço se refere à força aplicada em certo raio de giro, traduzindo-se no efeito de torque.

    A transformação de um esforço produzido em movimento de translação para um movimento de rotação é realizado, portanto, na transformação da força F em torque M, conforme segue:

    M = F . r

    O torque executado pelo eixo-motor é aquele exigido pela carga para a realização do serviço – neste caso, erguê-la ou baixá-la, como na figura 1.2.

    Figura 1.2 – Torque exigido pela carga

    Correspondentemente, conforme o tipo de máquina ter-se-ia torques relativos à execução dos serviços de cortar, puxar, esticar, prensar, elevar, abaixar, transportar, serrar e outros tantos tipos de esforços. Portanto, é preciso padronizar o seguinte:

    Carga é o torque exigido para a realização de um serviço

    É comum existirem erros conceituais sobre o que seja torque e força. Torque é o esforço rotacional exigido para se realizar um serviço, enquanto força é o esforço linear exigido para se realizar um serviço. É normal também haver erros conceituais com relação a torque potência, muitas vezes falando-se de um e referindo-se ao outro e vice-versa.

    Potência é a rapidez com que um serviço é realizado ou

    Potência é a velocidade com que um serviço é realizado

    Para melhor fixar esses conceitos, vamos tomar o exemplo acima: com a definição de um peso a ser levantado (uma tonelada, por exemplo), exige-se do motor um torque correspondente a ele. Se a velocidade de levantamento for baixa ou for alta, sendo que o peso é o mesmo, o torque será igual. Se a velocidade for baixa, porém, a potência será baixa e se a velocidade for alta, a potência será alta. Ou seja, potência, neste caso, se refere à rapidez com que o serviço de levantamento é realizado. A mesma coisa se passa no caso de corte ou de serra de um material. Se o material e a profundidade do corte ou da serra forem iguais, o atrito – ou seja, o esforço para o corte ou a serra – será o mesmo, em baixa ou alta velocidade. No entanto, a potência será menor na baixa velocidade e maior na alta velocidade, embora o torque seja o mesmo.

    Essas definições, em equações:

    Em movimento rotativo:

    P = M . ω

    Em movimento de translação:

    P = F . v

    Sendo que a relação entre velocidade linear e rotacional é dada por:

    V = w . R

    Vamos sempre levar em consideração o seguinte sistema de unidades:

    Nm, kg m²/s² = momento

    N = força

    m = raio

    W, kg m²/s³ = potência

    1/s = velocidade angular

    rpm = velocidade

    1/s, Hz = frequência

    Ws, kg m²/s² = energia, trabalho

    Sendo assim, temos:

    Baseando-se nos conceitos anteriores, de agora em diante, quando nos referirmos à carga, estamos falando do torque aplicado ao eixo do motor para a realização de um serviço. Além disso, quando nos referirmos à potência, estamos considerando a velocidade com que um serviço é realizado.

    O torque é relativo ao esforço do serviço, que pode ter como objetivo cortar, puxar, esticar, prensar, elevar, abaixar, transportar, serrar e assim por diante. Este é o efetivo torque de carga, que varia conforme o tipo de carga – e, como já dissemos, existem vários estilos disponíveis.

    1.1 – Cargas normais mais comuns

    Para nossa felicidade, as diversas cargas podem ser agrupadas em quatro tipos básicos, sendo que em certos casos pode-se fazer a combinação de alguns deles para chegar a um resultado específico.

    Agora vamos falar sobre o torque de carga e a sua variação em função da velocidade. Entende-se o torque de carga como a demanda necessária para a realização de um serviço e, mais ainda, de que forma ela varia de acordo com a velocidade. Neste momento, não há preocupação em saber o que vai fornecer o torque solicitado pela carga: motor elétrico, hidráulico, a diesel, a gasolina, pneumático, nuclear, ou mesmo força animal ou humana. O que importa é conhecer a solicitação feita pela carga. Uma vez conhecida, pode se decidir que tipo de motor é preciso para atender a este serviço. Pode-se dimensionar um motor elétrico de corrente alternada ou de corrente contínua, um servomotor, um motor nuclear, um motor pneumático ou mesmo força animal ou humana.

    Para se entender o esforço de torque solicitado pela carga, considera-se que a carga se encontra a certa velocidade de operação, que foi estimada a partir de uma aceleração ou frenagem. O que interessa agora é saber qual é o torque de carga nesta condição, e como ele fica se a velocidade mudar: maior, menor ou igual? A ideia é entender como se comporta o torque em diferentes pontos de operação. Essa análise será feita para cada um dos quatro tipos de carga, como apresentadas a seguir.

    Correias transportadoras, elevadores, pontes rolantes, guindastes, extrusoras (figura 1.3);

    Ventiladores, bombas centrífugas, máquinas de fluxo, cargas centrífugas etc. (figura 1.4);

    Calandra para papel e plástico; atrito viscoso, fuso transportador (figura 1.5);

    Bobinadeira, desbobinadeira, fuso principal para máquinas operatrizes, escavadeira, moinhos, serras, plainas (figura 1.6).

    Figura 1.3 – Cargas de torque constante

    Figura 1.4 – Cargas de torque quadrático

    Figura 1.5 – Cargas de torque linear constante

    Figura 1.6 – Cargas de torque inverso constante

    1.1.1 – Carga de torque constante: M ~ const.

    São cargas que exigem o mesmo torque tanto na velocidade mínima como na máxima. Um exemplo típico é a correia transportadora (figura 1.7). Enquanto o peso que está sobre a correia transportadora for constante, o torque solicitado pela carga também fica constante. Havendo aumento do peso, haverá aumento do torque. Havendo diminuição do peso, haverá diminuição do torque. Uma vez determinado o peso, o torque fica estabelecido e constante para qualquer que seja a velocidade, desde a mínima de operação até a máxima. Esta é a chamada carga de torque constante.

    Figura 1.7 – Cargas de torque constante

    Existem algumas correias transportadoras (figura 1.8) em que o fluxo de material caindo sobre ela é constante. Portanto, quando a velocidade diminui, mais material é acumulado e, consequentemente, o peso de material a ser transportado aumenta. Com isso, o torque aumenta. Neste caso, quanto mais baixa a velocidade, maior é o torque solicitado pela correia, e quanto mais alta é a velocidade, menor é o torque – neste caso, logicamente, não se trata de carga de torque constante (figura 1.9). Trata-se de uma carga de potência constante, pois o peso e a velocidade do material se mantêm, permanecendo a mesma alimentação da correia. Ou seja, a potência de alimentação fica constante. Em situações deste tipo, ao se diminuir a velocidade, o torque aumenta.

    Figura 1.8 – Correia transportadora – velocidade variada

    Figura 1.9 – Correia transportadora – velocidade variada – peso variável

    Para quaisquer cargas, mesmo para as de torque constante, há certa oscilação em qualquer velocidade constante de operação. Esta variação é muito pequena e normal, provocada por diferenças na homogeneidade dos produtos ou atritos, esforços oscilantes na mecânica etc. Mas existem cargas que, estando a certa velocidade, o torque oscila com grandes variações, como é o caso de fornos rotativos, moinhos e fornos de bolas, nos quais o esforço para levantar o produto e as bolas é muito grande – no entanto, ao se chegar a certa altura, tudo cai, diminuindo tremendamente o torque, mesmo com igual velocidade de operação constante.

    Esse choque do produto e das bolas, neste processo de subida e caída, é que faz o princípio de trituração, moagem, na produção do forno. Quando a velocidade é muito baixa, esta oscilação é mais acentuada. Mas à medida que a velocidade aumenta, ela vai diminuindo, ao ponto em que o produto e as bolas se prendem às paredes do forno pela força centrífuga a velocidades muito altas e não mais caem. Neste momento, o processo de trituração, moagem se torna totalmente ineficiente e podem ocorrer vibrações por causa do desbalanceamento do forno. Muitas vezes o pessoal da produção pede para aumentar a velocidade do forno para aumentar a produção e o processo que ocorre é justamente o inverso: a velocidade sobe e a produção diminui. Acompanhe esta descrição com as figuras 1.10 e 1.11 para melhor entendimento do assunto.

    Figura 1.10 – Forno rotativo – velocidade variada

    Figura 1.11 – Forno rotativo

    Para todos os tipos de carga, existe uma curva característica que mostra o comportamento do torque com a variação de velocidade, desde a mínima de operação até a máxima. A velocidade mínima pode ser zero, o que não significa que a carga seja nula. Veja o caso de içamento na figura 1.12.

    Figura 1.12 – Cargas de torque constante – velocidade zero

    O motor pode segurar a carga com velocidade zero e fazer um torque pleno – o torque nominal do sistema, por exemplo. A velocidade é zero (motor segurando a carga), o torque é pleno (nominal) e a potência é zero, pois a velocidade é zero. Esse exemplo é muito importante para se observar realmente a diferença entre torque e potência. A potência é a rapidez com que um serviço é executado. Neste

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