Produtos foram desenvolvidos para oferecer benefícios de Industrial internet of things (IioT)
A
Schneider Electric, líder global na transformação digital e no gerenciamento e
na automação de energia, apresenta nova tecnologia embarcada em seus inversores
de frequência. A ação faz parte da estratégia da empresa de realizar
investimentos contínuos em produtos e, assim, atender às necessidades dos
clientes.
As
famílias de produtos do Ativar
Process e Altivar
Machine de inversores de frequência fazem parte da nova geração
desenvolvida para entregar os benefícios de Industrial
internet of things (IioT). Com isso, o dispositivo conectado e
inteligente é capaz de adquirir informações e disponibilizá-las para qualquer
nível dentro de uma indústria. O inversor de frequência da Schneider Electric
pode reduzir o custo total de propriedade, aumentar a eficiência e reduzir o
consumo de energia.
Com
esses produtos, a empresa apresenta o novo algoritmo de controle – o
controle vetorial adaptativo em cascata (em inglês, adaptive cascade vector
control) –, uma patente adquirida para a inovação no aumento da
performance no controle de motor que estima a saturação de sua magnetização.
Essa nova forma de controle está presente em toda a família do ATV900/ATV340.
Inovação
em produtos
Inversores
de frequência embarcam algoritmos avançados para controlar motores elétricos e
conectá-los ao mundo digital. Algoritmos de controle mecânico têm como
objetivo regular a velocidade do motor até uma referência por meio do
cálculo do seu torque. Já o objetivo dos algoritmos de controle elétrico é
fornecer o torque preciso para o rotor e, assim, otimizar o consumo de energia.
Existe um grau de liberdade em virtude da magnetização do motor. Um dos
fatores mais importantes é sua curva de saturação magnética. Saber exatamente
os parâmetros do motor – e, em particular, a curva de saturação magnética –
melhora o comportamento estático e dinâmico do rotor e reduz o consumo de
energia do motor assíncrono.
Como
essas informações não estão disponíveis no datasheet do motor, o inversor de
frequência pode estimar esses valores. Há alguns métodos para a
identificação desses parâmetros de maneira estática, porém dependem da precisão
de medição da resistência do estator. Outros métodos em movimento existem, mas,
obrigatoriamente, necessitam que o motor esteja desconectado da carga.
Adaptativo
e cascata
O
novo algoritmo implementado melhora a performance do motor com a alimentação da
tensão/velocidade medida com um modelo estimativo mais eficiente.
O
inversor de frequência é desenvolvido com diferentes tempos de processamento e
em diferentes escalas. Com essa amostragem mais rápida, é possível otimizar a
performance e obter mais precisão na estimativa da indutância no fluxo
magnético do rotor.
Desafio
O novo método
identifica os parâmetros de saturação magnética em rotação com o controle
mecânico da carga. Durante o procedimento, o fluxo e o torque são desacoplados
pelo algoritmo de controle e a identificação do torque máximo pode ser feita
sem desacoplar a carga do motor. A curva de saturação é identificada variando a
corrente de magnetização entre os valores mínimos e máximos possíveis dentro
das limitações de torque da carga. Várias iterações podem ser feitas para
alcançar o melhor resultado possível. O método é simples, robusto e fácil de
implementar em um inversor de frequência. A medição só deve ser feita durante o
comissionamento.
Benefícios
Com
a abordagem patenteada do “autotuning magnético”, a curva de saturação pode ser
estimada em rotação e entregar ao inversor de frequência o melhor modelo de
motor possível. A consequência disso é o aumento da performance de soluções
existentes em cargas altamente dinâmicas e um consumo de energia otimizado.
Com
esse novo método, o inversor de frequência fará uma estimativa mais precisa dos
parâmetros do motor, o que trará benefícios ao seu controle:
- Melhor performance dinâmica e estática, especialmente
em altas velocidades e altos torques.
- Melhor controle do torque em todo o intervalo de
operação do motor.
- Otimização no consumo de energia.
Otimização
do controle de torque
Erro
nominal de até 0.5% e 25 p.p. em precisão, quando comparado com métodos de
controle tradicionais.
A
redução do Capex e com custo de material pela melhor limitação de torque
e melhor precisão do controle do torque trará os seguintes benefícios:
- Melhora na qualidade dos produtos de até 5% na
produção.
- Redução do tempo de comissionamento de até 10% em campo
com um desempenho mais estável do motor e do sistema.
- Redução de perda de matéria-prima em até 5% durante a
produção.
- Redução do custo de instalação de até 10% pela retirada
de sensores e controladores adicionais.
Redução
do Opex e de possíveis manutenções com uma performance mais estável e
mais suave:
- Menor vibração mecânica em decorrência das
respostas mais controladas.
- Redução no consumo de energia em razão da
estabilidade do motor.
- Aumento da vida útil das partes mecânicas.
Resposta
dinâmica
O
tempo de subida pode ser menor do que 1 m/s, o que é 40% superior aos métodos
tradicionais de mercado.
Alcançar
o regime permanente mais rápido, independentemente da carga.
- Otimização da performance dinâmica da máquina para
aplicações como transporte de material e processos de fabricação
metal-mecânico que necessitem de respostas rápidas para melhorar o
processo de manufatura, trazendo mais eficiência e flexibilidade.
Performance
do torque otimizada em altas velocidades.
- Mesmo na região de enfraquecimento do campo magnético,
é possível aumentar a produtividade da máquina sem a necessidade de
aumentar o calibre do inversor de frequência. Um intervalo de operação
maior estará à disposição de fabricantes de máquinas.
Intervalo
de operação de velocidade/torque ampliado.
- Otimizar o intervalo de operação das máquinas sem
investimento adicional, trazendo mais opções para os fabricantes de
máquinas em seus produtos.
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