Comportamento de motores eléctricos com accionamentos electrónicos e com perturbações da qualidade de energia

Abstract

Os motores elétricos em aplicações industriais são responsáveis pelo consumo de 40% da energia elétrica produzida mundialmente. Na Europa, representam 70% do consumo da indústria. No setor terciário, os motores consumem 1/3 do consumo total de energia. Os motores elétricos são responsáveis pela conversão de energia elétrica em energia mecânica. O sistema não é composto apenas pelo motor elétrico. O sistema completo integra, normalmente, uma fonte de energia, um motor elétrico, a transmissão mecânica, a carga mecânica e por vezes um variador eletrónico de velocidade. Os motores elétricos podem ser utilizados numa elevada gama de aplicações. O seu desenvolvimento e aumento de performance é um aspeto fundamental, pois o aumento de eficiência vai permitir uma redução quer no consumo de energia elétrica quer nas emissões de CO2 que lhe estão associadas. A introdução no mercado de motores de alta eficiência em muito se deve a normas IEC que divulgam a performance, classificação de eficiência e limites mínimos de outros parâmetros dos motores e credibilizam as caraterísticas indicadas pelo fabricante. A eficiência do motor de indução IE3 e do motor síncrono de relutância IE4 testados nesta dissertação de mestrado é medida usando o método direto e pela segregação das perdas de acordo com as normas IEC 60034-2-1 e 60034-2-3. A introdução de dispositivos eletrónicos e a degradação da qualidade de energia afeta significativamente a eficiência e tempo de vida útil dos motores. É apresentada uma análise comparativa entre o motor de indução e o motor síncrono de relutância para várias aplicações e a influência do VSD na vida útil dos motores.

Electric motors in industrial applications are responsible for the consumption of 40% of the electricity produced worldwide. In Europe, represent 70% of industrial consumption. In the tertiary sector, the engines consume 1/3 of the total energy consumption. Electric motors are responsible for the conversion of electrical energy into mechanical energy. The system is not only composed by the electric motor. The complete system includes typically a power source, an electric motor, a mechanical transmission, the mechanical load and sometimes an variable-speed drive (VSD). The electric motors may be used in a high range of applications. The development and performance improvement is the key, because the increased efficiency will allow a reduction in electricity consumption and CO2 emissions. The market introduction of high-efficiency motors is greatly due to the IEC that disclose the performance, efficiency rating and minimum limits of other motor parameters and give credibility to the characteristics specified by the manufacturer. The efficiency of induction motor IE3 and IE4 reluctance synchronous motor tested on this MsC thesis are measured using the direct method and the segregation of losses from the standards IEC 60034-2-1 and 60034-2-3. The introduction of electronic devices and degradation of quality of energy significantly affects the efficiency and useful life of the motors. A comparative analysis between the induction motor and synchronous reluctance motor is presented for various applications and the influence of VSD in the life of motors.