O custo da energia para operar um motor elétrico por dez anos é pelo menos 30 vezes o preço de compra original. Com o consumo de energia responsável pela grande maioria dos custos de toda a vida, Marek Lukaszczyk do fabricante de motores e acionamentos WEG explica cinco maneiras de melhorar a eficiência energética dos motores. Felizmente, as mudanças em uma planta não precisam ser enormes para gerar economia. Muitas dessas mudanças funcionarão com sua pegada e equipamento existentes.
Muitos motores elétricos em uso são de baixa eficiência ou dimensionados inadequadamente para a aplicação. Ambos os problemas fazem com que os motores trabalhem mais do que precisam, usando mais energia no processo. Da mesma forma, motores mais antigos podem ter sido rebobinados algumas vezes durante a manutenção, diminuindo sua eficiência.
Na verdade, estima-se que um motor perca de um a dois por cento de eficiência toda vez que for rebobinado. Como o consumo de energia é responsável por 96 por cento do custo total do ciclo de vida de um motor, pagar a mais por um motor de eficiência premium resultará no retorno do investimento ao longo de sua vida útil.
Mas se o motor está funcionando, e tem funcionado há décadas, vale a pena atualizá-lo? Com o fornecedor certo do motor, o processo de atualização não é perturbador. Um cronograma pré-definido garante que a troca do motor seja realizada rapidamente e com o mínimo de inatividade. A opção por pegadas padrão da indústria ajuda a agilizar esse processo, pois o layout da fábrica não precisa ser alterado.
Obviamente, se você tiver centenas de motores em suas instalações, não é viável substituí-los de uma vez. Escolha os motores que foram submetidos a rebobinamentos primeiro e planeje um cronograma de substituições de dois a três anos para evitar um tempo de inatividade significativo.
Sensores de desempenho do motor
Para manter os motores funcionando de maneira ideal, os gerentes da fábrica podem instalar sensores de retrofit. Com métricas importantes, como vibração e temperatura monitoradas em tempo real, a análise de manutenção preditiva integrada identificará problemas futuros antes da falha. Com aplicativos baseados em sensores, os dados do motor são extraídos e enviados para um smartphone ou tablet. No Brasil, uma fábrica implementou essa tecnologia em motores que acionam quatro máquinas idênticas de recirculação de ar. Quando a equipe de manutenção recebeu um alerta de que um tinha níveis de vibração mais elevados do que o limite aceitável, sua vigilância intensificada permitiu que resolvessem o problema.
Sem essa percepção, o desligamento inesperado da fábrica poderia ter ocorrido. Mas onde estão as economias de energia no cenário mencionado? Em primeiro lugar, o aumento da vibração é o aumento do uso de energia. Pés sólidos integrados em um motor e boa rigidez mecânica são cruciais para garantir menos vibração. Ao resolver o desempenho não ideal rapidamente, essa energia desperdiçada foi reduzida ao mínimo.
Em segundo lugar, ao evitar um desligamento total da fábrica, os requisitos de energia mais altos para reiniciar todas as máquinas não eram necessários.
Instalar soft starters
Para máquinas e motores que não funcionam continuamente, os gerentes de fábrica devem instalar soft starters. Esses dispositivos reduzem temporariamente a carga e o torque no trem de força e o surto de corrente elétrica do motor durante a partida.
Pense nisso como um semáforo vermelho. Embora você possa pisar fundo no pedal do acelerador quando o semáforo ficar verde, você sabe que essa é uma maneira ineficiente e mecanicamente estressante de dirigir - além de perigosa.
Da mesma forma, para equipamentos de máquinas, uma partida mais lenta usa menos energia e resulta em menos estresse mecânico no motor e no eixo. Ao longo da vida útil do motor, uma partida suave fornece economia de custos atribuída aos custos de energia reduzidos. Alguns soft starters também possuem otimização automática de energia. Ideal para aplicações de compressores, o soft starter avalia os requisitos de carga e se ajusta de acordo para manter o gasto de energia no mínimo.
Use uma unidade de velocidade variável (VSD)
Às vezes referido como um conversor de frequência (VFD) ou conversor, os VSDs ajustam a velocidade de um motor elétrico com base nos requisitos da aplicação. Sem esse controle, o sistema simplesmente freia quando menos força é necessária, expelindo a energia desperdiçada na forma de calor. Em uma aplicação de ventilador, por exemplo, os VSDs reduzem o fluxo de ar de acordo com os requisitos, ao invés de simplesmente cortar o fluxo de ar enquanto permanecem na capacidade máxima.
Combine um VSD com um motor de eficiência super-premium e os custos de energia reduzidos falarão por si. Em aplicações de torre de resfriamento, por exemplo, o uso de um motor super premium W22 IE4 com CFW701 HVAC VSD, quando devidamente dimensionado, proporciona uma redução do custo de energia de até 80% e economia média de água de 22%.
Embora a regulamentação atual estabeleça que os motores IE2 devem ser usados com um VSD, isso tem sido difícil de aplicar em toda a indústria. Isso explica porque os regulamentos estão se tornando mais rígidos. A partir de 1º de julho de 2021, os motores trifásicos precisarão atender aos padrões do IE3, independentemente de quaisquer adições ao VSD.
As mudanças de 2021 também estão mantendo VSDs em padrões mais elevados, atribuindo a este grupo de produtos classificações IE. Espera-se que eles atendam a um padrão IE2, embora um inversor IE2 não represente a eficiência equivalente de um motor IE2 - esses são sistemas de classificação separados.
Faça pleno uso de VSDs
Instalar um VSD é uma coisa, usá-lo em todo o seu potencial é outra. Muitos VSDs vêm com recursos úteis que os gerentes de fábrica não sabem que existem. As aplicações de bombas são um bom exemplo. O manuseio de fluidos pode ser turbulento, entre vazamentos e baixos níveis de fluido, há muita coisa que pode dar errado. O controle integrado permite o uso mais eficaz dos motores com base nas demandas de produção e disponibilidade de fluido.
A detecção automática de tubo quebrado no VSD pode identificar zonas de vazamento de fluido e ajustar o desempenho do motor de acordo. Além disso, a detecção de bomba seca significa que se o fluido acabar, o motor será automaticamente desativado e um alerta de bomba seca será emitido. Em ambos os casos, o motor reduz seu consumo de energia quando menos energia é necessária para lidar com os recursos disponíveis.
Se estiver usando vários motores na aplicação da bomba, o controle da bomba jockey também pode otimizar o uso de motores de diferentes tamanhos. Pode ser que a demanda requeira apenas um motor pequeno em uso ou uma combinação de um motor pequeno e grande. O Pump Genius oferece maior flexibilidade para usar o motor de tamanho ideal para uma determinada taxa de fluxo.
Os VSDs podem até mesmo realizar a limpeza automática do impulsor do motor, para garantir que a derrapagem seja realizada de forma consistente. Isso mantém o motor em condições ideais, o que tem efeitos positivos na eficiência energética.
Se você não está feliz em pagar 30 vezes o preço do motor nas contas de energia em uma década, é hora de fazer algumas dessas mudanças. Eles não acontecerão da noite para o dia, mas um plano estratégico que visa seus pontos de dor mais ineficientes resultará em benefícios significativos de eficiência energética.
Horário da postagem: 09/11/2020