2
1 INTRODUÇÃO
Os problemas ocorridos nos anos 90, no setor
elétrico brasileiro, demonstraram que a energia
elétrica é um insumo valioso e, como tal, deve ser
usado de maneira racional. A necessidade de
metodologias e estudos que visem à eficiência
energética foi demonstrada de forma cabal pela
crise de abastecimento que assolou o país no ano de
2001.
O uso eficiente de energia, que pode ser entendida
como a utilização da menor quantidade possível de
energia para realizar um trabalho sem que se perca
qualidade e segurança na realização, tem como
campo de atuação os mais diversos ramos de
atividade da sociedade. Utilizar a energia com
responsabilidade, sem desperdício, constitui um
novo parâmetro a ser considerado no exercício da
cidadania. (ELETROBRÁS/PROCEL/EFEI, 2001).
Segundo o Gerente de Utilização de Energia da
Companhia Energética de Minas Gerais - CEMIG
ações que objetivem o uso racional e eficiente de
energia correspondem a construção de uma usina
virtual de energia (Máxima Eficiência, 2005).
Embasando tal opinião, Howard Steven Geller
relata: a economia de energia elétrica, em 1998,
permitiu que as concessionárias brasileiras
evitassem implementar aproximadamente 1560
MW de nova capacidade geradora, o que significou
cerca de 3,1 bilhões de investimentos evitados.
(Geller 2003). Ainda segundo o mesmo autor, ao se
comparar os custos com a energia economizada e
os custos para a geração da mesma quantidade
houve um coeficiente de custo - beneficio global de
aproximadamente 12:1 (Geller 1998).
O setor industrial, segundo o Balanço Energético
Nacional – BEN de 2005, consumiu 203,48 TWh o
correspondente a 47,9% de toda a eletricidade
consumida no país. No que se refere ao cenário
industrial, a CEMIG nos informa, em seu site que:
no Brasil, os Motores elétricos de indução são
responsáveis por cerca de 50% das cargas elétricas
industriais, chegando a 70% em determinadas
regiões.
Dentro deste contexto, a Universidade Federal de
Uberlândia – UFU, Minas Gerais, em parceria com
ELETROBRÁS/PROCEL, idealizou um
laboratório que, de forma prática e inteligente,
permite o estudo das principais cargas motrizes
utilizadas no setor industrial. Com vasta e
reconhecida atuação nos campos qualidade da
energia elétrica e máquinas elétricas, essa
universidade reconheceu a necessidade de,
também, se avançar no campo da utilização da
energia elétrica de forma racional. Os detalhes
desse laboratório são apresentados na sequencia
deste trabalho.
2 DESCRIÇÃO GERAL DAS
BANCADAS
O Laboratório de Sistemas Motrizes é composto
por quatro bancadas, sendo que cada uma
corresponde a um diferente tipo de carga
comumente utilizado em processos industriais.
Assim procedendo, as cargas correspondentes à
bombas centrífugas, compressores, ventiladores e
correias transportadoras, formam as bancadas
mencionadas.
Cada uma das cargas foi instalada em bancada de
ensaios independente das demais, formando um
sistema de acionamento completo, composto por
proteção e medição; sistemas de automação e
medição integrados, capazes de controlar
automaticamente a execução, a coleta de dados e
emissão de relatórios. O acionamento é composto
por dois motores e três modos de partida distintos,
permitindo a visualização de diversas formas de
controle e operação de equipamentos industriais
similares e de maior porte.
Cada bancada é composta por duas mesas e um
painel, sendo que a primeira mesa contém o micro-
computador, a segunda os motores e o módulo de
carga e o painel acondiciona os sistemas de
comando, medição e acionamento. Na sequência
são apresentadas as características/ funcionalidades
mínimas para estas bancadas:
• A primeira bancada possui dimensões apropriadas
para a instalação de um micro-computador (CPU,
monitor, teclado, no-break e mouse) e um
multifuncional.
• Na segunda bancada foram instalados os motores
(de alto rendimento e convencional), e o módulo de
carga. Vale ressaltar, que o módulo de carga
permiti uma variação controlada via sistema
supervisório, entre 0 e 120% da carga nominal do
motor elétrico.
• No painel de acionamento e comando estão
instalados o inversor de frequência, o soft-start, o
controlador lógico programável (CLP) e os
elementos de acionamento e proteçâo como
contatores e disjuntores. Adicionalmente, esta
bancada também é responsável pela medição dos
parâmetros elétricos de entrada dos motores.
• A fixação dos motores na mesa possibilita que os
mesmos sejam trocados de posição, ou seja, a carga
poderá ser acoplada tanto ao motor de alto
rendimento quanto ao convencional.
• O sistema de medição dos parâmetros elétricos,
de entrada dos motores, é constituído por um
multimedidor de grandezas elétricas, contemplando