Nova tecnologia da ABB para motores reduz o consumo de energia, a manutenção e a emissão de ruídos

Tecnologia de motor síncrono de relutância beneficia aplicações de torque constante

A ABB disponibiliza ao mercado um pacote de acionamento e motor síncrono de relutância (SynRM) em uma aplicação de dupla extrusão. Essa solução avançada oferece vantagens como até 15% de economia de energia, redução significativa no custo de manutenção do motor e diminuição perceptível do ruído.  Um case de sucesso na implementação dessa solução, em uma fábrica no Reino Unido, mostra as vantagens que o cliente tem ao adquirir esse sistema.

A Radius Systems, fabricante de tubos de plástico e acessórios para os setores de gás, água e saneamento, no Reino Unido, abriga 14 linhas de extrusão dedicadas à produção de tubos de polietileno de 16 mm a 1.200 mm, além de uma instalação de moldagem por injeção de produção das respectivas conexões utilizadas por concessionárias de serviços públicos na transferência de gás e água.

Das linhas de extrusão, oito são alimentadas por motores CC, que em sua maioria tem mais de 20 anos de uso. Uma dessas linhas, a de número 12, mantinha alta taxa de utilização e seu motor CC de 182 kW apresentava defeitos constantes, o que acarretou aumento de paradas não programadas e do custo de manutenção. A empresa estima que apenas inspeções preditivas anuais, troca de peças e mão de obra terceirizada representaram aproximadamente £ 2 mil (cerca de R$ 26,8 mil) por motor.

Para resolver esse problema, uma empresa autorizada da ABB na região, foi chamada para realizar o diagnóstico e monitoramento da aplicação para sugerir uma solução que estivesse de acordo com a necessidade da Radius Systems. Isso permitiu determinar com precisão o potencial real de economia de energia e dimensionar corretamente o motor CA e o acionamento, além de exceder as metas de produção. O resultado dessa análise confirmou que haveria o retorno de investimento em até três anos.

Graças ao monitoramento, foi possível determinar a faixa de velocidade de operação do motor CC da linha, que indicou seu subdimensionamento para a aplicação e, portanto, causa de maior consumo de energia do que o necessário. Além disso, apesar de a manutenção do motor ser feita regularmente, ele tinha 20 anos e não seria possível atingir a eficiência para a qual havia sido projetado.

Amplitude da economia de energia – Para esse caso foi estimado que o potencial de economia de energia de um pacote SynRM estava na faixa de 8% a 15%. Uma vez que alcançar o momento exato na produção, com medições de energia precisas, é muito difícil, é definida uma faixa de economia de energia. Essa redução real depende de diversas variáveis, como o tipo de matéria-prima, os intervalos diferenciados e perfis de produção, a temperatura do molde e do tambor, além de condições gerais do ambiente. Por exemplo, o consumo de energia é maior em dias frios, pois é necessário gastar mais energia para aquecer o processo.

O SynRM, uma solução com classe IE4, de 200 kW, 1.500 RPM, juntamente com o inversor de frequência ACS880 da ABB, oferece eficiência muito maior ante motores e acionamentos de indução CA padrão. Também é um pacote muito mais silencioso do que o motor CC existente, pois proporciona a redução do ruído no ambiente de produção e representa um indicador motivacional para a equipe.

O espaço ocupado pelo motor CC também representou um desafio, pois geralmente são longos e finos, enquanto os motores CA são mais curtos, embora maiores em diâmetro. No entanto, o SynRM pode ter uma estrutura até duas vezes menor que a de um motor de indução convencional, o que representa mais um benefício ao substituir os motores CC.

Desafios de torque constante – Embora o SynRM tenha sido bem testado em aplicações de torque quadrático, como bombas, ventiladores e compressores, há menos referências em relação ao torque constante, como em extrusoras. Apesar da escassez de referências de torque constante, a confiança na expertise da ABB respaldou a implementação do sistema. Foi possível planejar meticulosamente a troca dos acionamentos CC para o SynRM, para que toda a instalação e ativação fosse realizada em apenas cinco dias.

Dentro do prazo e do orçamento – Para a Radius Systems, o pacote SynRM IE4 atrelado à maior eficiência justifica o retorno sobre o investimento. A empresa tem aproximadamente 300 motores na instalação, dos quais cerca de 20% têm velocidade variável. Após o sucesso dessa instalação e do suporte recebido pela autorizada da ABB, foi decidido fazer a padronização exclusiva dos acionamentos ABB em toda a planta.

Sobre a ABB

A ABB (www.abb.com.br) é líder em tecnologias de energia e automação que possibilitam aos clientes da indústria, concessionárias de serviços, de infraestrutura e transporte a melhora de seu desempenho ao mesmo tempo em que reduzem o impacto ambiental. O Grupo ABB opera em cerca de 100 países, emprega em torno de 140.000 funcionários e mantém compromisso com os mais altos padrões de integridade em qualquer lugar em que faz negócios.