Problema e Solução
PRÍNCIPAL FOCO DA ECONOMIA DE ENERGIA:
🔹 Problema Fundamental
As interações magnéticas simultâneas entre fases em motores assíncronos trifásicos resultam numa distorção da geometria ideal dos campos magnéticos do estator e do rotor durante o seu ciclo de operação.
Esta situação provoca a distorção do fluxo magnético principal e gera um esforço magnético desnecessário sobre o rotor,
especialmente nos momentos em que duas fases apresentam polaridades semelhantes dentro da mesma alternância.
O desvio do fluxo magnético do seu eixo ideal
🔹 Aumenta as perdas de ferro e cobre
🔹 Aumenta o risco de saturação magnética
🔹 Aumenta a relação de deslizamento e reduz a eficiência do motor
🔹 Provoca um aumento da temperatura do rotor e do estator.
Esses efeitos provocam perdas significativas de energia no motor, especialmente em condições de carga parcial e funcionamento sem carga.
🔹 Foco VibroDrive
O VibroDrive possui uma abordagem inovadora de controlo de motores que aborda diretamente essa ineficiência estrutural.
O sistema controla dinamicamente o ângulo de fase dos tiristores
através de um microprocessador.
Desta forma, sem alterar a frequência do motor,
a tensão parcial e o ângulo de fase são otimizados em função da carga.
Com esta abordagem:
🔹 O binário necessário é equilibrado com o binário produzido.
🔹 O consumo de energia ativa e reativa é ajustado de acordo com a situação de carga.
🔹 O campo magnético mantém-se num eixo mais estável.
Como resultado, o motor elétrico funciona com menos perdas, de forma eficiente e adaptando-se à carga.
No software do microprocessador integrado no PIC16C620A,
o software desenvolvido para a gestão da potência em motores assíncronos inclui as seguintes definições.
🔹 Algoritmo de controlo adaptativo determinístico
🔹 Controlo do ângulo de fase com ajuste automático
🔹 Modulação de tensão adaptativa dependente da carga
🔹 Controlo de otimização energética baseado no estado
O sistema otimiza a eficiência e minimiza o desperdício de energia através de um algoritmo de controlo adaptativo determinante que ajusta dinamicamente o ângulo de disparo do TRIAC em função da carga e do funcionamento do motor.
Em resumo: O trabalho que realiza pode ser denominado ''Gestão da carga, do binário e da energia'' ''Controlo adaptativo determinista''.
🔹 Impacto na poupança de energia
A tecnologia VibroDrive proporciona uma economia significativa de energia, especialmente em condições de funcionamento em que o motor opera com carga parcial ou em vazio.
Intervalos típicos de poupança ( Motores assíncronos com circuito em estrela ):
🔹 Com carga de 86% a 100%: entre 3% e 9%
🔹 Com carga de 70% a 85%: entre 10% e 15%
🔹 Sem carga ou com carga muito baixa: entre 16% e 35%
Nos motores síncronos de arranque direto (LSPMSM) e nos motores com ligação em triângulo (Δ), estas percentagens de poupança são, em média, entre 10% e 15% superiores.
🔹 Descolagem dinâmica e continuidade
Com a função ''Kick Start'' do VibroDrive, o motor é ativado através de um ciclo de arranque controlado, garantindo um arranque suave e seguro.
🔹 Durante o arranque inicial, a corrente absorvida da rede é reduzida entre 20 % e 50 %.
🔹 O motor atinge a sua velocidade constante num intervalo de 1 a 2 segundos.
🔹 Após o arranque, o sistema mantém a otimização energética operacional de forma permanente durante todo o ciclo de funcionamento.
Esta natureza dinâmica permite uma gestão controlada e equilibrada do consumo energético, otimizando tanto o arranque como o regime de funcionamento permanente.
🔹 Efeito dos harmónicos
🔹 Não gera harmónicos de tensão (THD-V) em nenhuma das classes.
🔹 Gera harmónicos de corrente (THD-I) nas ordens 3, 5, 7, 9, 11 e 13.
“Para garantir que a distorção THD-I (3) se mantenha abaixo dos padrões permitidos, recomenda-se a neutralização do ponto estrela ou o uso de reatores de linha, otimizando assim a compatibilidade eletromagnética do sistema VibroDrive.”
∆ Delta Em motores conectados,
O harmónico THD-I (3) fica confinado nos enrolamentos do motor, onde se dissipa por circulação, evitando assim qualquer impacto ou reflexo na rede elétrica.
