Avaliação de parâmetros técnicos e econômicos na substituição de motores de indução trifásicos de 1CV a 10CV

Autor: Marcos Antonio da Silva
Přispěvatelé: Manuel Losada y Gonzalez
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2009
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: Esta dissertação apresenta uma estratégia para a determinação do momento de substituição de um motor elétrico, focada em análises técnica e econômica. Essa estratégia tem como principal objetivo a conservação de energia na utilização de motores trifáicos de indução em consumidores industriais, devido ao crescente uso destes nas útimas décadas. No Brasil, o consumo de energia elétrica em 2007 foi de 376,90 TWh, nos diversos setores da economia, sendo que os motores de indução consumiram aproximadamente 25%, ou seja, 94,22 TWh. Com participação tão significativa no consumo de energia, evidencioua necessidade de melhorar suas eficiências energéticas. O procedimento de melhoria da eficiência energética foi acelerado em 2002, principalmente devido ao racionamento de energia elétrica de 2001-2002, quando foi sancionado o decreto federal de número 4508 (2002) do PRESIDENTE DA REPUBLICA, que dispunha sobre a regulamentação específica dos níveis mínimos de eficiêcia energética de motores elétricos trifásicos de indução de rotor gaiola. Este decretoclassificava os motores em tipo padrão e alto rendimento, e definia seus rendimentos. Posteriormente, a portaria interministerial número 553 (2005), editada em 8 de dezembro 2005, estabeleceu os níveis mínimos de rendimento nominal, sem a distinção entre as linhas padrão e de alto rendimento. O Ministério de Minas e Energia, as concessionárias de energia e os fabricantes de motores têm desenvolvido intensas campanhas para que se efetue a aquisição de motores de alto rendimento ou substitua o motor padrão das empresas pelo motor de alto rendimento. Todavia, deve-se antecipadamente analisar se a aquisição ou substituição vantajosa para o usuário final. Nesta dissertação, verificada a viabilidade de aquisição ou substituição demotores, fundamentada em uma análise de parâmetros ténicos e econômicos. Os motores analisados têm potências de 1, 5 e 10 CV, pois a faixa de 0 a 10 CV representa aproximadamente 86% dos motores vendidos no mercado brasileiro nos últimos vinte anos.A análise de parâetros ténicos consiste em verificar as condições de operação dos motores, quando os mesmos operam fora de suas condições nominais, tais como: carregamento, desequilibrio de tensão, sobretensão, subtensão, harmônicas, temperatura de operação e fatores ambientais. Esses parâmetros alteram as suas perdas internas, variando as temperaturas de operação e alterando as vidas úteis.A análise de parâmetros econômicos consiste em determinar o tempo de retorno de investimento e custo por hora de operação, onde os custos dos motores, taxa de juros do mercado, rendimentos, tarifas de energia e demanda são utilizadas nos cálculos. Finalmente, o tempo de vida útil e o tempo de retorno de investimento são simulados em ambiente computacional, com o uso de Matlab, para condições especificas de uso de motores, e os seus valores são confrontados, definindo então a viabilidade da aquisição ou substituição desses motores. This dissertation presents a strategy to determine when to replace motors, focusing on technical and economic analysis. The main objective of this strategy is the conservation of energy in the use of three-phase induction motors in industrial consumers due to the increasing usage of these motors in recent decades. In Brazil, the electricity consumption in 2007 was 376.90 TWh in various sectors of the economy, and induction motors consume about 25%, or 94.22 TWh. Having such a significant share of energy consumption, the need to improve the energy efficiency of these motors became evident. The procedure for energy efficiency improvement originated in 2002, mainly due to electricity rationing in 2001-2002, when the President of the Republic sanctioned decreenumber 4508 (2002), which deals with the specific regulation of the minimum energy efficiency of three-phase squirrel cage induction motors. The decree described the motors in both standard and high yield, and set their performance. Subsequently, ministerial decreenumber 553 (2005), published in December 8, 2005, established the minimum levels of nominal performance, without distinction between standard lines and high yield. The Ministry of Mines and Energy, electric utilities and motor manufacturers have developed intense campaigns to acquire high performance motors or replace the standard motors companies with high-performance motors. However, one should consider in advance whether the acquisition or replacement is advantageous for the end user. In this dissertation, the feasibility of acquisition and replacement of motors was checked, based on an analysis of technical and economic parameters. The motors haveanalyzed powers of 1, 5 and 10 CV, because the track 0 -10 CV represents approximately 86% of motors sold on the Brazilian market over the past twenty years. The analysis of technical parameters consists in checking the conditions of operation of the motors when they operate outside their nominal conditions, such as loading, voltage unbalance, overvoltage, undervoltage, harmonicas, operating temperature and environmental factors. These parameters alter the internal losses of the motors, varying their operating temperatures and changing the motors operational life. The analysis of economic parameters consists in determining the time of return on investment and cost per hour of operation, where costs of the motors, the interest rate market, income, energy rates and demand rates are used in the calculations. In conclusion, the operational lifetime and the time of return on investment are simulated in a computerized environment, using Matlab, for specific conditions related to motor use, and these values are then compared, thus defining the feasibility of the acquisition or replacement of these motors.
Databáze: OpenAIRE
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