Modelo Matemático para redimensionamento de motores elétricos trifásicos superdimensionados

Abstract

O presente trabalho objetiva a elaboração de um modelo matemático que, através da obtenção de parâmetros elétricos de um motor em regime de trabalho, analise a possibilidade de substituição do mesmo por um de menor potência, obtendo-se economia de energia. Elaborou-se um programa computacional, que proporciona análise da eficiência energética no uso de máquinas elétricas em uma agroindústria canavieira. A linguagem computacional Visual Basic da Microsoft, foi utilizada na elaboração de dois processos para obtenção de modelos matemáticos. Um dos métodos utiliza valores obtidos em catálogos, tais como, rendimento e fator de potência para as condições de 50%, 70% e 100% da potência nominal, que foi denominado Método Porcentagens das Cargas. Através desses valores foram possíveis obter as equações das curvas características dos motores para as condições de cargas mencionadas. O outro método utiliza um programa computacional específico para aquisição de coordenadas reais de imagens digitais, ou seja, obtenção das coordenadas das curvas características dos motores, que foi denominado Método Imagens Digitais. Ambos permitirão obter a regressão das curvas características que servirão para o desenvolvimento do programa de análise do motor. Os dados de entrada são os valores de potência nominal, número de pólos, tensão, rotação nominal e corrente de operação do motor em análise que processados, calculam os valores da potência utilizada, fator de potência, rendimento, rotação, escorregamento e fator de utilização. Caso o fator de utilização seja inferior a 70%, o programa recomenda a troca do motor, simulando seu funcionamento de maneira otimizada para as novas condições de potência. Serão calculados então: corrente de operação, potência nominal, potência utilizada, fator de potência, rendimento, rotação, escorregamento... .

This work has as main purpose the development of a mathematical model which, through the use of electrical parameter of a motor in working process, analyzes the possibility of replacement of the same one by another with lower power in order to save more energy. A computer program has been elaborated and provides the energetic efficiency of the electric machines in a sugar cane agricultural industry. The computer language Visual Basic of Microsoft has been used in two processes in order to get the mathematical model. One of the methods use values obtained in catalogs such as power output and factors to the conditions of 50%, 70% and 100% of the nominal power that was named Percentage of Charge Method. Through these values to get the equation of characteristic curves of the motors above mentioned. The other method uses a specific computer program by receiving real coordinate of digital images that was named Digital Image Method. Both processes will allow to acquire the regression of characteristic curves that will be useful to develop the program of motor analysis. The entrance data are the nominal power, quantity of poles, tension, nominal rotation e motor operation current in analysis once developed, calculate the value of the power used, power factor, output, rotation, slipping and utilization factor. But in case the utilization factor is less than 70% the plan advises to change motor, simulating its functioning in a optimized way to the new power condition. Then will be evaluate the operation current, nominal power, used power, power factor. It has been taken as a model a motor simulator with 29.6 hp power, tension 440 V, 60 Hz, 4 poles and current operation 16 A, the program shows that the motor is superdimentioned and performs the two methods described as follows... (Complete abstract, click electronic address below).