XXVI Congresso de Iniciação Científica
Análise da Eficiência Energética em Máquinas Elétricas Acionadas por Inversor de Frequência com Correção do Fator de Potência
Katherine Laou, Rudolf Ribeiro Riehl, Campus de Bauru, Faculdade de Engenharia, Engenharia Elétrica, katherinelaou93@gmail.com, PIBIC - ISB
Palavras Chave: Eficiência Energética, Máquinas Elétricas, Fator de Potência.
Introdução
A utilização da energia elétrica, de forma racional e com qualidade, nos dias de hoje, é de fundamental importância. Na área de acionamento e controle de máquinas elétricas isto se torna crítico, pois é desejado que a máquina elétrica utilizada tenha alta eficiência com relação a carga que se está acionando e controlando e também, que a utilização da energia necessária para isto, seja de qualidade e eficiente. Tanto os motores de indução quanto os motores brushless quando acionados por inversor de frequência tradicional, apresentam baixa qualidade com relação aos seus parâmetros de performance. A utilização de um circuito conhecido por Pré Regulador de Fator de Potência (PFP), melhora significativamente estes parâmetros, proporcionando um rendimento melhor ao motor e uma energia elétrica fornecida pela fonte de alimentação com melhor qualidade.
Objetivos
O objetivo deste trabalho é analisar, através do módulo de desenvolvimento XMC750, da Infineon Technologies AG, a eficiência energética no acionamento e controle de motores de indução trifásico e motores de imã permanente (brushless), quando submetidos a diversos regimes de operação, observando o que ocorre com os motores quanto a eficiência e rendimento e verificando o fator de potência e conteúdo harmônico, sem e com a utilização de pré regulador de fator de potência na fonte de alimentação.
Material e Métodos
O acionamento e controle do motor de indução trifásico e do motor brushless, bem como a correção do fator de potência na entrada do sistema, foram realizados, submetidos aos seguintes regimes de operação: S1- Regime Contínuo, S2- Regime de Tempo Limitado, S3- Regime Intermitente Periódico e S4- Regime Intermitente Periódico com Partidas, os quais diferem na variação da carga com o tempo, de acordo com a norma ABNT NBR 170941. As grandezas de interesse, fator de potêcia e a taxa de distorção harmônica, foram levantadas, com o auxílio do software DAVE 3.1.10, para cada tipo de motor, sem e com correção do fator de potência.
Resultados e Discussão
Nas figuras 1 e 2 apresenta-se o conteúdo harmônico da corrente de entrada, sem e com o circuito Pré Regulador de Fator de Potência (PFP), para o Regime de Operação S1. Observa-se uma redução drástica deste parâmetro, que acarreta uma melhora no fator de potência, que sem correção é em torno de 0,50 e com correção atingindo valores de 0,98.
Figura 1. Conteúdo harmônico (TDH): a) sem PFP, b) com PFP - Motor de Indução
Figura 2. Conteúdo harmônico (TDH): a) sem PFP, b) com PFP - Motor Brushless
Outro parâmetro importante é a Sobre-elevação de temperatura. Para o mesmo ensaio (Regime S1), observou-se uma diminuição na mesma, para os dois motores, quando foi utilizado o PFP.
Conclusões
Os resultados obtidos mostram a importância de se utilizar o circuito de correção do fator de potência para melhorar as grandezas de interesse. Isto permite que o motor possa trabalhar sempre dentro de suas características de projeto e, com fonte de alimentação fornecendo, praticamente, somente a potência solicitada e com baixo conteúdo harmônico.
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[1] Norma ABNT NBR 17094-1:2013 Máquinas elétricas girantes - Motores de indução Parte 1: Trifásicos, ABNT, 77p., 2013
