Proposta de modelo matemático de estimação da eficiência energética de motores de indução alimentados por tensões elétricas desequilibradas e distorcidas / Mathematical model proposal to estimate the energy efficiency of induction motors fed by unbalanced and distorted electrical voltages

Arthur Fernando Bonelli, Alexandre Rasi Aoki, Mateus Duarte Teixeira, André Luiz Langner, Wyrllen Everson de Souza, Fábio Antonio Filipini, Ronoel Anderson Nehls

Resumo


A eficiência energética tem sido uma preocupação cada vez maior, especialmente indústrias que possuem como um dos principais insumos, a energia elétrica. Uma vez que os motores de indução trifásicos (MITs) representam a maior parte do consumo da indústria brasileira, a busca pelo melhor rendimento eletromecânico destes equipamentos é de fundamental importância. Todavia, além do correto dimensionamento e instalação, problemas de qualidade de energia presentes na tensão de alimentação podem trazer efeitos para a performance dos MITs. Dentro desta perspectiva, o presente trabalho desenvolveu uma proposta de modelo matemático baseado em uma ampla medição de campo os quais relacionam desequilíbrio de tensão e distorção harmônica de tensão para predizer o impacto destes fenômenos no rendimento dos motores. Assim, este artigo apresenta os modelos desenvolvidos para motores de alto rendimento, standard e rebobinados.


Palavras-chave


Desequilíbrio de tensão, distorção harmônica total de tensão, medições de campo, modelo matemático, motor de indução trifásico.

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Referências


N. C. Jesus, Monitoramento e Simulação de Motores sob Condições Não-Ideais: Efeito Combinado Desequilíbrio e Distorção Harmônica Published in: Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos, 2007

Beaty, H. W., Santoso, S., Dugan, R. C. E Mcgranaghan, M. F. Electric Power Systems Quality, 2. ed., Mcgraw-hill, 2002

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica (Brasil). Atlas de energia elétrica do Brasil. 3. ed. Brasília, 2008. 236 p.

NEVES, A. B. F., MENDONÇA, M. V. B., Filho, A. L. F., Rosa, G. Z. Effects of Voltage Unbalance and Harmonic Distortion on the Torque and Efficiency of a Three-Phase Induction Motor. 2016 17th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP). Belo Horizonte, Brazil. 16-19 Oct. 2016.

CHAUHAN, S. and SINGH, S. B. Effects of voltage unbalance and harmonics on 3-Phase induction motor during the condition of undervoltage and overvoltage. 2019 6th International Conference on Signal Processing and Integrated Networks. Noida, India. 7-8 March 2019.

DONOLO, P. et. al. Impact of Voltage Waveform on the Losses and Performance of Energy Efficiency Induction Motors. IEEE ANDESCON 2018. Santiago de Cali, Colombia. 22-24 Aug. 2018.

MIRZAPOUR, O., KARIMI-ARPANAHI, S., ORAEE, H. Evaluating Grid Harmonics Effect on Induction Motor Using Reduced Thermal Model. Smart Grid Conference (SGC). Sanandaj, Iran. 28-29 Nov. 2018.

SOUTO, Olívio Carlos Nascimento. Modelagem e análise do desempenho térmico de motores de indução sob condições não ideais de alimentação. 384 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2001.

ARFAT, Siddique; S., Yadava G.; SINGH, Bhim. Effects of Voltage Unbalance on Induction Motors. IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Indianápolis, 2004.

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica (Brasil). PRODIST – Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional/Módulo 08 – Qualidade da Energia Elétrica. Disponível em: .

IEC – International Electrotechnique Commission. IEC 61000-4-30 – Testing and measurement techniques – Power quality measurement methods. 2008.

IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. IEEE Std 1159-1995 – Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality. 1995.

MÕLDE, H.; VINNAL, T.; BELDJAJEV, V. Harmonic Losses in Induction Motors Caused by Voltage Waveform Distortions. Electric Power Quality and Supply Reliability Conference, 2010.

DUARTE, Silvio Xavier; KAGAN, Nelson. A Power-Quality Index to Assess the Impact of Voltage Harmonic Distortions and Unbalance to Three-Phase Induction Motors. IEEE Transactions On Power Delivery, 2010.

PÉREZ, John J.; CORTÉS, Camilo A.; GÓMEZ, Álvaro. A study of voltage sags in electric motors. 9th International Conference of Electrical Power Quality and Utilizations, Barcelona, 2007.

BUCCI, G.; FIORUCCI, E.; OMETTO, A.; ROTONDALE, N. The Evaluation of the Effects of the Voltage Amplitude Modulations on Induction Motors. IEEE Transaction, 2008.

FERREIRA, Fernando. J. T. E.; ALMEIDA, Aníbal. T. Considerations on In-Field Induction Motor Load Estimation Methods. Proceedings of the 2008 International Conference on Electrical, 2008.

MOTOR CHALLENGE, DOE/GO- 10097-517. FACT SHEET: The Program of the U. S. Department of Energy. “Determining Electric Motor Load and Efficiency”.

BONELLI, Arthur F.; AOKI, Alexandre R.; TEIXEIRA, Mateus D.; LANGNER, André L.; SOUZA, Wyrllen. E.; FILIPINI, Fábio. A.; NEHLS, Ronoel A. Panorama do Impacto da Qualidade da Energia Elétrica Aplicada aos Motores das Indústrias Estado do Paraná. IV SBSE - Simpósio Brasileiro de Sistemas Elétricos, Goiânia, 2012.




DOI: https://doi.org/10.34115/basrv4n6-002

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