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A escolha do tipo de configuração do sistema de abastecimento de água para as áreas de topografia elevadas das cidades pode se tornar uma difícil decisão, uma vez que diversas variáveis interferem no processo. A melhor escolha para o melhor sistema deve buscar a minimização de custos de implantação, operação, manutenção e garantia da eficiência, uma vez que deverá atender aos requisitos legais vigentes do local. O objetivo deste trabalho é avaliar o consumo de energia em três diferentes configurações de sistema para abastecimento de água em regiões altas. As seguintes configurações foram simuladas: utilizando estações elevatórias de água tratada com reservatório de montante, com reservatório de jusante e sem reservatório inserindo inversor de frequência. A estratégia de pesquisa foi o estudo comparativo, pois permite, por meio da exploração das semelhanças e diferenças, encontrar os princípios de variação de um determinado fenômeno ou os padrões mais gerais de um fenômeno, no caso o consumo de energia. Com a análise dos resultados obtidos para o sistema simulado concluiu-se que: a) a partir de vazão de 15m³/h a estação elevatória controlada por inversor de frequência apresenta consumo de energia menor do que as outras configurações, que utilizam reservatórios; b) as configurações com reservatório apresentam melhor rendimento médio das bombas. É relevante ressaltar que este estudo se ateve apenas à avaliação do consumo de energia, portanto, para a definição da alternativa a ser implantada, é relevante o estudo técnico-econômico para cada localidade, considerando principalmente os fatores operacionais e disponibilidade de suporte técnico. Palavras-chave: Abastecimento de água. Estações elevatórias. Consumo de energia. Inversor de frequência.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2020-10-02T18:46:47Z No. of bitstreams: 2 Dayani_Silva2020.pdf: 1555529 bytes, checksum: 473d9994158058076a1a91fe3a79d240 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-02T18:46:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dayani_Silva2020.pdf: 1555529 bytes, checksum: 473d9994158058076a1a91fe3a79d240 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-03-09 During the processing of agricultural products in grain storage units, conveyor belts are used to transport the grains. Due to the great potential for rationalizing the use of electrical energy in storage units, the electrical energy consumed by a conveyor belt was studied from different displacement speeds associated with different applied loads, from the installation of a frequency inverter capable of controlling the speed of travel of the conveyor belt. Voltages, currents and powers were measured for each travel speed. The frequencies of 30, 40, 50 and 60 Hz were used and the opening settings of the register coupled to the load box were used with the percentages of 10, 20, 30 and 40%. The frequency control ranges of the network, associated with the amount of grains transported by the conveyor belt, showed good results in terms of energy consumption reduction. The results obtained showed that the required power of the motor, and the electric current requested to transport the grains, had a direct influence with the frequency’s control of the network combined with the record openings. The percentage of openings in the discharge register of 30 and 40% showed better results of grain flow on the conveyor belt and energy consumption through the electric motor. Durante o beneficiamento de produtos agrícolas em unidades armazenadoras de grãos, são utilizadas correias transportadoras para transporte dos grãos. Devido ao grande potencial de racionalização do uso de energia elétrica em unidades armazenadoras, foi avaliado a energia elétrica consumida por uma correia para transportar 720 kg de milho, a partir de diferentes velocidades de deslocamento associadas a diferentes cargas aplicadas. Iniciou-se com a instalação de um inversor de frequência capaz de controlar a velocidade de deslocamento da correia transportadora. Foram medidas as tensões, corrente e potências para cada velocidade de deslocamento. Foram utilizadas as frequências de 30, 40, 50 e 60 Hz assim como regulagens de abertura do registro acoplado na caixa de carga, com os percentuais de 10, 20, 30 e 40%. As faixas de controle de frequência da rede, associados à quantidade de grãos transportados pela correia transportadora, apresentaram bons resultados quanto à redução de consumo de energia. Os resultados obtidos mostraram que tanto a potência requerida do motor quanto a corrente elétrica solicitada para transportar os grãos, apresentaram influência direta com o controle da frequência da rede, assim combinada as aberturas do registro. As percentagens de aberturas do registro de descarga de 30 e 40% apresentaram melhores resultados de fluxo de grãos na correia transportadora, assim como no consumo de energia por meio do motor elétrico.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2021-12-03T15:14:38Z No. of bitstreams: 1 Luiz Carlos da Silva.pdf: 12978714 bytes, checksum: 2abe7f1a96c93a578c3c5c108a216d9f (MD5) Made available in DSpace on 2021-12-03T15:14:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Carlos da Silva.pdf: 12978714 bytes, checksum: 2abe7f1a96c93a578c3c5c108a216d9f (MD5) Previous issue date: 2019-03-12 The three-phase induction motor, and especially the one built with the squirrel cage rotor, is one of the most widely used electric machines in the industrial environment around the world today, due to its robustness and low cost when compared to other machines oriented to the same application. However, induction motors are subject to failure in both stator and rotor. In this sense, early failure detection on these machines is an important contributor not only to reducing the number and time of interruption of their operation, but also to reducing maintenance costs and especially avoiding their replacement, which would entail even higher expenditures. Among the most recurring faults in induction motors are the partial and/or total breakage of the bars at the junction with the short circuit ring of the rotor. This causes additional damage to the machine, such as an increase in its vibration, a rise in temperature above its specifications and a reduction in its performance. Unlike traditional techniques such as stator current signature analysis, among other metrics found in the literature that require relatively high slip, this research paper proposes an alternative computational method to detect the total disruption of adjacent rotor bars in an induction motor operating in low slip condition and powered by a frequency inverter. The proposed methodology, as in some technique, is noninvasive and allows to detect the defect from the reading of a motor phase current, using a conventional current transformer and a digital filter stage in order to eliminate noise in the measured signal. As a theoretical contribution to this field of knowledge, the work employs a signal processing method called Oriented Gradient Histogram (HGO), commonly used in the image processing area, which has been particularly modified for the treatment of the stator current signal. The histograms created by the HGO technique allowed to generate a knowledge base with data from a healthy and damaged rotor, and the use of an artificial neural network allowed to classify the defect with good accuracy, for the motor operating at low slip and fed with voltage that is not purely sinusoidal. Experimental results performed with a 7.5 kW motor show the good accuracy achieved with the present study compared to other fault diagnosis techniques. O motor de indução trifásico, e especialmente aquele construído com o rotor do tipo gaiola de esquilo, é uma das máquinas elétricas mais empregadas no meio industrial ao redor do mundo atualmente, devido a sua robustez e baixo custo, quando comparadas a outras máquinas orientadas para a mesma aplicação. Todavia, os motores de indução estão sujeitos a falhas tanto no estator quanto no seu rotor. Neste sentido, a detecção precoce de falhas nessas máquinas contribui de forma importante não apenas para reduzir o número e o tempo de interrupção de sua operação, mas também para diminuir custos de manutenção e principalmente evitar a sua substituição, o que implicaria em dispêndios ainda mais elevados. Entre as falhas mais recorrentes nos motores de indução, pode-se citar a quebra parcial e/ou total das barras na junção com o anel de curto circuito do rotor. Isto ocasiona danos adicionais à máquina, como um incremento na sua vibração, uma elevação de temperatura acima das suas especificações e uma redução no seu rendimento. Diferentemente de técnicas tradicionais como a análise da assinatura da corrente do estator, entre outras métricas encontradas na literatura que exigem um escorregamento relativamente alto, este trabalho de pesquisa propõe um método computacional alternativo para detectar o rompimento total de barras rotóricas adjacentes em um motor de indução operando na condição de baixo escorregamento e alimentado por um inversor de frequência. A metodologia proposta, como em algumas técnicas, é não invasiva e permite detectar o defeito a partir da leitura da corrente de uma fase do motor, usando um transformador de corrente convencional e um estágio de filtro digital com a finalidade de eliminar ruídos no sinal medido. Como contribuição teórica para este campo do conhecimento, o trabalho emprega um método de processamento de sinais denominado Histograma de Gradientes Orientados (HGO), normalmente utilizado na área de processamento de imagens, que foi particularmente modificado para o tratamento do sinal de corrente do estator. Os histogramas criados pela técnica HGO permitiram gerar uma base de conhecimento com dados de um rotor saudável e avariado, e o uso de uma rede neural artificial permitiu classificar o defeito com boa exatidão, para o motor operando em baixo escorregamento e alimentado com tensão que não é puramente senoidal. Os resultados experimentais realizados com um motor de 7.5 kW mostram a boa precisão alcançada com o presente estudo comparada com outras técnicas de diagnóstico de falhas.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores, Desde a revolução industrial do século XVIII que a rentabilidade depende, em grande parte, do volume de matéria produzido, que permite às empresas baixar preços e ser competitivas. Um equipamento vastamente utilizado na indústria mundial para movimentação de cargas, que atuam como agentes importantes numa linha de produção convencional, são as pontes rolantes e seus homólogos (pórticos, etc). Visto que o transporte de materiais é uma operação diária e não rentável, todo o tempo desperdiçado com esta tarefa é algo a evitar. Esta dissertação de mestrado é direcionada à agilização de processos e modernização destas máquinas. As principais áreas de interesse passam pela interatividade entre a máquina e o utilizador, a soma de cargas entre múltiplos diferenciais e a integração de inversores de frequência. Inerente a estes pontos espera-se um aumento da fiabilidade da máquina e alerta para a responsabilidade que o movimento de grandes materiais implica. Este projeto realizou-se na empresa Norcranes - Equipamentos, Lda [1], fabricante nacional de pontes rolantes, sediada no concelho da Trofa., Since the industrial revolution that took place in the 18th century profit relies significantly on the amount of matter produced which allows companies to low their prices and get competitive. A widely used equipment in world’s industry to load transportation, that plays as a key element on a traditional production line, are cranes and its counterparts (gantries, etc). Since material transportation is a daily task and a non-profitable one, every second spent doing it is something to avoid. This master’s thesis is oriented to the processes streamlining and cranes renewal. The main fields of interest are the Human-Machine interactivity, load sum between multiple hoists and variable frequency drives integration. Inherent to those topics, it’s expected to increase machine reliability and alert about the responsabilty that movement of big dimensions materials involves. This project was developed in Norcranes - Equipamentos, Lda, national manufacturer of cranes, headquartered in Trofa.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2018-06-25T23:49:50Z No. of bitstreams: 2 Joao_Luiz_ Fontana_Figueiredo.pdf: 3144216 bytes, checksum: 115906953fe12769294f97e9078a752d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-25T23:49:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Joao_Luiz_ Fontana_Figueiredo.pdf: 3144216 bytes, checksum: 115906953fe12769294f97e9078a752d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-08 The population advances quickly in the regard to the increase in consumption energy in many forms. Brazil, considered the "breadbasket of the world", has innumerable grain storage units in his territory, and these, consume a lot of energy in their reception, drying and storage processes. Particularly in the process of receiving grains, there is a large energy consumption in the discharged platforms responsible for receiving the products in bulk. These discharged platforms are operated by hydraulic pumps driven by an electric motor, which operates uninterruptedly throughout the basculation pro-cess. The present work aims to perform a study of energy efficiency in the basculation system of the discharged platform, from the use of electric devices to control the oper-ation of the engine. For this purpose, two scenarios were established. The first sce-nario considers the platform in its current state, with engine starting made by a star-triangle key. In the second scenario, star-delta start is switched off, and a frequency inverter and a programmable logic controller (PLC) are coupled to control the electric motor. For the two scenarios, the active and reactive energy consumptions were meas-ured in the discharged platform using an energy analyzer, and the costs of the energy consumed in the period of one year were calculated. Finally, the discounted Payback was calculated to evaluate the economic feasibility of installing the proposed equip-ment. The results obtained were as follows: For the current scenario, the energy used to raise a ton was 35.44.10-3 kWh/ton, for the proposed scenario, with a frequency inverter, this index was 32.78.10-3 kWh/ton. With an annual projection, the current sce-nario would consume the equivalent of 10,921.35 kWh and the proposed scenario 10,100.81 kW, generating an annual savings with equipment installation of R$721.49, and the discounted Payback found of approximately 31 years. It can be concluded, therefore, that there is a reduction of electric energy consumption from the use of the frequency inverter, but the time of return of the invested capital is very long, making the proposal economically unfeasible. A população avança a cada dia no tocante ao aumento do consumo de energia, nas suas mais variadas formas. O Brasil, considerado o “celeiro do mundo”, possui inúme-ras unidades de armazenamento de grãos em seu território, as quais, por sua vez, consomem energia significativa em seus processos de recepção, secagem e armaze-nagem. Particularmente, no processo de recepção de grãos, existe um grande con-sumo de energia nas plataformas de descarga responsáveis por receber os produtos a granel. Essas plataformas de descarga são operadas por bombas hidráulicas, aci-onadas por um motor elétrico, que opera de forma ininterrupta durante todo o processo de basculamento. O presente trabalho visa realizar um estudo de eficiência energé-tica, no sistema de basculamento da plataforma de descarga, a partir da utilização de dispositivos elétricos para controle do funcionamento do motor. Para tal finalidade, foram estabelecidos dois cenários. O primeiro cenário considera a plataforma em seu estado atual, com partida do motor feita por uma chave estrela-triângulo. No segundo cenário, a partida com chave estrela-triângulo é desligada e são acoplados um inver-sor de frequência e um controlador lógico programável (CLP), para fazer o controle do motor elétrico. Para os dois cenários, foram medidos os consumos de energia ativa e reativa na plataforma de descarga, utilizando um analisador de energia; além disso, foram calculados os custos da energia consumida, no período de um ano. Por fim, foi calculado o Payback, descontado para avaliar a viabilidade econômica da instalação dos equipamentos propostos. Os resultados obtidos foram os seguintes: Para o cená-rio atual, a energia gasta para bascular uma tonelada foi de 35,44.10-3 kWh/ton; para o cenário proposto, com inversor de frequência, o índice foi de 32,78.10-3 kWh/ton. Realizando uma projeção anual, o cenário atual consumiria o equivalente a 10.921,35 kWh; diante do cenário proposto, o índice foi de 10.100,81 kW, gerando uma econo-mia anual, com a instalação dos equipamentos, de R$721,49; o Payback descontado encontrado foi de 31 anos aproximadamente. Pode-se concluir, portanto, que existe uma redução de consumo de energia elétrica a partir da utilização do inversor de fre-quência, porém, o tempo de retorno do capital investido é muito longo, tornando a proposta inviável economicamente.

The use of pumps which work with variable rotation speed consists of an appropriate tactics for reduction of energy costs in the pump systems. In case of change in speed, the pump starts to work in a new flow pattern, head and efficiency values. Two empirical formulas can be found in the literature in order to estimate the final efficiency of a pump in this situation. This article aims at assessing the accuracy of these formulas and, next, to present a new proposal for the efficiency estimate in the new operating conditions. 50 pumps have been chosen and, for each of them, the above-mentioned formulas have been assessed in three procedures of speed reduction. The analysis of these equations’ accuracy has been accomplished by means of the comparison between the efficiencies estimated by them with the efficiencies calculated with the aid of the affinity laws. The results indicated that, in 95 of the 150 analysis procedures accomplished, the formula proposed presented estimates which have shown to be more precise than the other two formulas. It has also been possible to verify that the average of error detected through the procedure of the new formula (1.60%) has been lower than the average of the other two (1.93% and 2.22%). In light of this fact, the use of the equation here presented is considered advantageous since, from their more accurate efficiency estimates, the calculations for power and energy are also more precise. RESUMO O uso de bombas que funcionam com velocidade de rotação variável configura uma tática adequada para que sejam reduzidos os custos de energia nos sistemas de bombeamento. Na ocasião da mudança de velocidade, a bomba passa a trabalhar em novo regime de vazão, carga manométrica e valores de rendimento. Podem ser encontradas na literatura duas fórmulas empíricas para se estimar o rendimento final de uma bomba nessa situação. Este artigo objetiva avaliar a precisão dessas fórmulas e, em seguida, apresentar uma nova proposta para a estimativa do rendimento nas novas condições de operação. Escolheram-se 50 bombas e, para cada uma, as fórmulas mencionadas foram avaliadas em três procedimentos de redução de velocidade. A análise da precisão dessas equações foi realizada através da comparação dos rendimentos estimados por elas com os rendimentos calculados com o auxílio das leis de semelhança. Os resultados apontaram que, em 95 dos 150 procedimentos de análise realizados, a fórmula proposta apresentou estimativas mais precisas do que as outras duas fórmulas. Verificou-se, ainda, que a média de erro por procedimento da nova fórmula (1,60%) foi menor do que as médias das outras (1,93% e 2,22%). Em vista disso, a utilização da equação ora apresentada é considerada vantajosa uma vez que, a partir de suas estimativas mais acuradas de rendimento, os cálculos de potência e energia serão também mais precisos.

This work presents the solution to the problem of overpressure in water supply systems that have water injection directly in the network or with pumps installed in series in the network (booster) in which these operations result in the increase of the number of leaks, waste of water and electric power. The application of the fuzzy control technique to the motor-pump assembly, and to the pressure regulating valves (PRVs) when water demand changes, provoking an increase in pressure, proved to be an excellent solution to control pressure at a constant value and to reduce electric energy consumption. The research was developed on a network that simulates a real system, being divided into three sectors, and at the entrances of two of them PRVs were installed to assist in control, making a fine adjustment when the pump controller is no longer acting. The architecture of the control system is designed with two fuzzy controllers, one of them being applied in the motor-pump by modulating the motor speed, and a second controller, called "efficient" fuzzy, acting on PRVs to control the opening and closing of the water flow. The "efficient" fuzzy aimed to transfer excess pressure energy from one sector to another by closing the valve section. The relevance of the work is also in the benefit that such study will provide sanitation companies with the average reduction of 19.46% in the electric energy consumption when applied in systems similar to that of this research. As a final result in energy gain, the Specific Consumption index has been applied, showing a 23% reduction between the operation without control and under the action of the fuzzy control. Nenhuma Este trabalho apresenta a solução para o problema do excesso de pressão em sistemas de abastecimento de água que têm injeção de água diretamente na rede ou com bombas instaladas em série na rede de modo que essas operações resultam no aumento do número de vazamentos, desperdício de água e de energia elétrica. Essa solução é de fundamental importância para a melhoria e continuidade do abastecimento de água nas comunidades afetadas pela escassez hídrica. Utilizou-se a técnica de controle fuzzy no conjunto motor-bomba e em válvulas reguladoras de pressão (VRPs), que se mostrou uma excelente solução para o controle da pressão em um valor constante, com redução do consumo de energia elétrica. A pesquisa foi desenvolvida em uma rede que simula um sistema real, sendo dividida em três setores, e nas entradas de dois deles foram instaladas as VRPs para auxiliar no controle, fazendo um ajuste fino quando o controlador da bomba não estivesse mais atuando. A arquitetura do sistema de controle foi projetada com dois controladores fuzzy, sendo um aplicado no conjunto motor-bomba modulando a velocidade do motor e um segundo controlador, denominado de fuzzy “eficiente”, atuando nas VRPs para controlar a abertura e o fechamento da passagem da água. O fuzzy “eficiente” teve como objetivo transferir o excesso da energia de pressão de um setor para o outro, por meio do fechamento da seção da válvula. A relevância do trabalho está também no benefício que tal estudo irá propiciar às empresas de saneamento, como a redução média de 19,46% no consumo de energia elétrica quando aplicado em sistemas semelhantes ao da pesquisa. Como resultado final no ganho energético, foi aplicado o Índice de Consumo Específico, apresentando uma redução de 23% entre a operação sem controle e sob a ação do controle fuzzy.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-09-16T08:27:18Z No. of bitstreams: 1 DM_LuizOkida_2017_MEEC.pdf: 9486294 bytes, checksum: 7f578b1bfdcd80db99083e542112cb54 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-09-16T08:27:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_LuizOkida_2017_MEEC.pdf: 9486294 bytes, checksum: 7f578b1bfdcd80db99083e542112cb54 (MD5) Made available in DSpace on 2020-09-16T08:27:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_LuizOkida_2017_MEEC.pdf: 9486294 bytes, checksum: 7f578b1bfdcd80db99083e542112cb54 (MD5) Previous issue date: 2017

A energia elétrica é fundamental para o desenvolvimento do saneamento básico, com este setor representando 2,40% do consumo de energia elétrica no Brasil no ano de 2015. No panorama atual buscar alternativas de eficiência energética é fundamental tanto para redução no consumo de energia, causando assim um menor impacto ambiental, como para a redução de custos para as empresas responsáveis pelo saneamento, melhorando assim seu desempenho. Neste contexto o objetivo deste trabalho foi a avaliação de uma técnica de eficiência energética em sistemas de bombeamento. Utilizou-se um inversor de frequência para variar a rotação do motor com o objetivo de reduzir a vazão em comparação ao uso de uma válvula controladora de vazão. A análise foi feita em um sistema de abastecimento de água no município de Palmas-TO onde um motor de 100 cv era acionado por uma chave soft starter. O estudo de caso monitorou a potência, vazão, pressão, volume de água bombeado e o consumo de energia do sistema em questão, e possibilitou comprovar a eficiência do uso do inversor de frequência visto que o houve um ganho representativo no rendimento do sistema, além de uma redução de aproximadamente 22% no consumo de energia após sua implementação. Conclui-se que em sistemas onde há restrição de vazão feitas por válvulas, há viabilidade econômica para aplicação de um inversor de frequência, e que o investimento necessário para essa alteração, retorna para o investidor por meio da economia com o consumo de energia elétrica. Para este caso foi calculado um pay back de 10 meses. Electricity is primordial for basic sanitation development, and this sector was responsible for 2.4% of Brazilian energy consumption in 2015. In our recent scenario, seeking for more energetic efficient processes is mandatory for reducing the environmental impact as well as costs incurred from a lower energy consumption for companies responsible for public sanitation. The objective of this current study was the evaluation of energetic efficiency technique for pumping systems. A Variable Frequency Drive was installed to vary the engine rotation aiming to reduce the flow rate when compared to the standard usage of a flow control valve. The analysis was made on a system of water supply in the municipality of Palmas-TO where a 100hp motor was ignited by a soft starter. This study monitored the following parameters: power, flow rate, pressure, pumped water volume and system energy consumption; this allowed proving the efficiency of the usage of the variable frequency drive which increased the system yield as well as reduced energy consumption in approximately 22%. It was then concluded that on systems where there are flow rate restrictions by valves it is economically feasible to install a variable frequency drive and the payback for the initial investment will come in power savings, to the case in question the payback is 10 months.

O crescimento da população vem demandando água em quantidades maiores, o que obriga as empresas de saneamento a encontrarem alternativas técnicas que sejam viáveis economicamente para o déficit de água das áreas urbanas. Na sua maioria essas alternativas modificam o comportamento operacional do sistema de bombeamento, geralmente aumentando o tempo de bombeamento e/ou aumentando os números de conjuntos motor-bomba em funcionamento. Os conjuntos elevatórios são responsáveis pela maior parte do consumo de energia elétrica e embora estes equipamentos sejam necessários para transportar a água através dos sistemas e garantirem a confiabilidade do abastecimento de água, o grande consumo de energia elétrica dificulta o equilíbrio financeiro das empresas de saneamento. Com esta preocupação, o presente estudo apresenta uma otimização na rotina operacional das estações elevatórias, buscando a operação ótima que minimize o custo com energia elétrica e atenda os limites físicos e operacionais envolvidos no sistema elevatório. Aplicando-se a plataforma de otimização em elevatórias reais, obteve-se uma redução na potencia utilizada de 20% se comparada à potência nominal dos conjuntos motor-bomba das estações elevatórias, originando economia de aproximadamente 7% no custo com energia elétrica das unidades. Population growth has been demanding water in larger quantities, which requires sanitation companies to find alternative techniques that are economically viable for the water shortage in urban areas. These alternatives, in most cases, modify the operational performance of the pumping system, generally increasing the pumping time and / or increasing the number of motor-pump sets in operation. The motor-pump sets are responsible for most of the electricity consumption and although these equipment are needed to transport the water through the system and ensure the reliability of water supply, the large consumption of electricity hinders the financial stability of the sanitation company. With this in mind, this study presents an optimization routine for operating the pumping stations; seeking the optimal operation that minimizes the cost of electricity while also meeting the physical and operational limits involved in the pumping stations. Applying the optimization platform of this study on actual pumping stations, it obtained an average reduction of 20% of the nominal power of the motorpump sets of pumping stations, resulting in savings of approximately 7% in the cost of electric energy of the pumping stations.

Este trabalho teve como objetivo a implementação de um sistema de controle de temperatura e velocidade do ar, em um secador de plantas medicinais, utilizando-se microcontrolador PIC16F877A. A velocidade do ar foi monitorada com anemômetro de conchas e o seu controle realizado com um inversor de frequência. A temperatura foi medida pelo sensor LM35 e o seu controle foi realizado utilizando-se um triac. com um microcontrolador realizaram-se ações de controle PID, que determinavam a largura de pulso de um sinal PWM, que acionava o inversor de frequência e, também, o triac. Foi realizada a comparação entre dois métodos de controle de velocidade: manual e automático. Verificou-se redução de 63 % no consumo de energia elétrica quando foi utilizado o método automático. This study reports installation of a system to control temperature and velocity of the air in a medicinal plant dryer using a PIC16F877A microcontroller. The air velocity was monitored by an anemometer and controlled by a frequency inverter. The temperature was measured by LM35 sensor and controlled with a TRIAC. The microcontroller performed actions of PID that determines the pulse of a PWM signal, which turns on the frequency inverter and also the TRIAC. The comparison between the manual and automated controls showed that automatic method reduced energy consumption by 63 %.

Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-02-06T15:18:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Natalia_versaofinal_CD.pdf: 2740629 bytes, checksum: 2ad0d4cbbf049e9e14424691d159d518 (MD5) Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-06T16:10:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Natalia_versaofinal_CD.pdf: 2740629 bytes, checksum: 2ad0d4cbbf049e9e14424691d159d518 (MD5) Made available in DSpace on 2017-02-06T16:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Natalia_versaofinal_CD.pdf: 2740629 bytes, checksum: 2ad0d4cbbf049e9e14424691d159d518 (MD5) A Unidade de Bombeio Mecânico (UBM) é um dos equipamentos mais utilizados na produção de petróleo. Ele sofre com efeitos de desbalanceamento devido às características das cargas aplicadas e aos desgastes mecânicos causados ao longo do tempo por conta do esforço repetitivo que exerce. O desbalanceamento dos equipamentos é um dos principais efeitos usualmente estudados pela academia e indústria em função do grande impacto que provocam na durabilidade dos equipamentos. Este trabalho propõe um sistema capaz de balancear dinamicamente uma UBM através de algoritmos embarcados no controlador lógico programável do inversor de frequência, utilizado no controle de UBMs automatizadas. Para a detecção do desbalanceamento, duas formas indiretas de avaliar esse efeito foram abordados: o Fator de Carga Cíclica (CLF – Ciclic Load Factor) e análise de vibrações, através da Transformada Discreta de Fourier, ambos utilizando a variável torque. O CLF foi o critério escolhido para validação experimental do sistema. Em uma abordagem convencional, o CLF é calculado a cada ciclo de bombeio, mas tal estratégia não permite a atuação para o controle instantâneo da velocidade, que deve ser baseado na minimização do CLF. Para tanto, este trabalho propõe a aplicação de conceito baseado em janela deslizante, permitindo o cálculo de CLF a cada nova amostra. Esta abordagem permitiu também superar as limitações encontradas nos sistemas de inversão de frequência necessários à implementação da solução proposta neste trabalho. A atuação no controle de velocidade do motor usado no sistema de bombeio mecânico naturalmente pode interferir a capacidade do sistema de bombeio. Uma avaliação dessa capacidade foi implementada de forma a demonstrar a aplicabilidade do método de controle de desbalanceamento. Os resultados alcançados mostram que o sistema desenvolvido é capaz de minimizar o CLF através de um controle de velocidade, essencialmente, sem perda na capacidade do sistema de bombeio. Os testes foram realizados em bancada e validados na planta disponibilizadas pelo Laboratório de Elevação Artificial da Universidade Federal da Bahia

O presente trabalho tem como objetivo apresentar técnicas para avaliar o desempenho dos motores de indução trifásicos. A metodologia proposta baseia-se no acionamento do motor via inversor de frequência e no desenvolvimento de uma plataforma de estudos práticos que contará com sensores e placas de aquisição de sinais. O software LabVIEW e o protocolo de comunicação Modbus-RTU serão utilizados de forma a aprimorar a supervisão de dados e de sinais. Grandezas como tensão, corrente, conjugado e velocidade poderão ser lidas diretamente via sensores, e os sinais mostrados em um monitor de computador. A plataforma desenvolvida tem como intuito permitir a interação do usuário em todos os estágios dos ensaios, desde a escolha do tipo de máquina a ser estudada até a verificação do seu comportamento dinâmico. O ponto de partida para obtenção dos resultados experimentais é executar o controle de uma máquina de corrente contínua operando como gerador, acionada por um motor de indução trifásico.

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o uso de um inversor de freqüência de 25 cv na irrigação, considerando-se diferentes demandas de água como manejo. A avaliação consistiu de uma análise de custos e benefícios, ambos anuais. O custo foi calculado com base no fator de recuperação do capital, para taxas de juros de 6 e 12% e períodos de amortização de 5 e 15 anos. O benefício consistiu da economia de energia proporcionada pelo inversor de freqüência em relação aos procedimentos usuais de controle da vazão. Relacionaram-se os parâmetros econômicos e de manejo da irrigação, com o objetivo de se avaliar o equipamento para qualquer situação de projeto. Como exemplo de aplicação, analisaram-se duas situações de controle de vazão comparadas ao inversor de freqüência em um projeto de irrigação. Foram determinadas, com auxílio do inversor de freqüência, as características hidráulicas, em função da vazão de uma motobomba de 25 cv sob várias rotações. Observou-se que o inversor de freqüência pode ser viável, devendo-se avaliar a redução de potência advinda do seu uso e o tempo de funcionamento da irrigação, analisando-se a melhor forma de amortização.This work aimed to evaluate the use of a variable frequency drive of 25 HP in irrigation systems to manage different water demands. The evaluation was done analyzing annual costs and benefits. The cost was calculated using interest rates of 6 and 12% and capital return periods of 5 and 15 years. The benefit was the energy saving by use of the variable frequency drive in relation to usual procedures to control discharge. The economic and irrigation management parameters were compared in order to evaluate several design situations. As an example, two situations of discharge control were compared with the use of a variable frequency drive in an irrigation project, suggesting forms for evaluation of the equipment under irrigated conditions. With the help of variable frequency drive, hydraulic characteristics and discharge for a pump of 25 HP, under several frequencies, were determined. It was demonstrated that the equipment can be used in irrigation systems, although it needs to be evaluated for the power reduction due to its use and working so as to analyze the best form of repayment of investment cost.

Conversores ou inversores de frequência são equipamentos capazes de modificar a forma da energia aplicada à sua entrada para obter novas formas da energia na saída, a fim de atender as exigências de funcionamento de outro equipamento ou dispositivo que se deseja trabalhar. A proposta deste artigo é elaborar um conversor de frequência da forma mais simples e econômica possível, mas que seja funcional e aplicável às necessidades de mercado. Sua funcionalidade e eficiência foram demonstradas na prática através da construção de um protótipo.AbstractFrequency Converters or inverters are devices capable of modifying the shape of the energy applied its entry to obtain new forms of output energy in other to answer the working requirements of another machine or device that you want to work. The purpose of this article is to develop a frequency converter in the simplest and more economical way, therefore it has to be useful and applicable to the market needs. Its functionality and efficiency were demonstrated in practice through a prototype.

O presente trabalho realizou um estudo exploratório onde se apresenta os diversos fatores nos quais os motores de indução são submetidos ao serem acionados por inversores de frequência. O objetivo foi abordar aspectos técnicos que regem as aplicações de inversores com os motores de indução de gaiola. Assim, discutir as influências dos inversores sobre as características do motor, a reflexão de tensão, ruído de modo comum, rise-time, etc, além da interferência da distância de instalação entre o inversor de frequência e o motor elétrico como agravante destes fatores. Também são apresentadas soluções que fabricantes de motores elétricos, inversores de freqüência, fornecedores de fios e materiais isolantes têm buscado com o objetivo de obter boas interações entre o motor elétrico e o inversor de frequência, evitando perturbações não só para o sistema em si, mas também para os sistemas adjacentes. Diante do tema abordado, define-se que os fatores apresentados podem interferir diretamente na vida útil do motor ou gerar perturbações em sistemas elétricos instalados próximos ao acionamento via inversor de frequência. Cabe dispor que como nos últimos anos somente um acionamento conquistou a confiança das indústrias no que diz respeito à substituição dos motores de corrente contínua, muitas empresas que fornecem o acionamento, não estão preparadas tecnicamente para especificar corretamente o conjunto, e, portanto, não conseguem evitar as interferências geradas conforme demonstrado no corpo deste trabalho.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-02-15T19:40:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Cicero_Brandão_Final.pdf: 2013213 bytes, checksum: d134e81af3b53e4027c70fb34e1eb13f (MD5) Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-03-17T17:17:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Cicero_Brandão_Final.pdf: 2013213 bytes, checksum: d134e81af3b53e4027c70fb34e1eb13f (MD5) Made available in DSpace on 2016-03-17T17:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Cicero_Brandão_Final.pdf: 2013213 bytes, checksum: d134e81af3b53e4027c70fb34e1eb13f (MD5) O desbalanceamento é inerente ao funcionamento de uma unidade de bombeio (UB). Para reduzir seus efeitos, o contrabalanceio é uma das ações que precisa ser adotada. Para atingir o balanceamento ideal é preciso buscar o equilíbrio entre os torques requerido pela haste polida e o torque fornecido pelo redutor durante o ciclo de bombeio. O objetivo principal deste trabalho é utilizar informações extraídas de medições realizadas da tensão no barramento DC de inversores de frequência, visando, promover o balanceamento das forças que atuam nesse equipamento. O balanceamento ótimo de uma unidade de bombeio mecânico foi alcançado, medindo esta variável, determinando o fator de carga cíclica (CLF), promovendo o ajuste na posição dos contrapesos e manipulando a velocidade de bombeamento. Para isto, faz-se necessário conhecer os principais métodos utilizados para contrabalancear a UB. Também foi preciso determinar o CLF por meio da tensão do barramento DC. Além disso, um controlador de tensão elétrica foi projetado e implantado em um controlador (CLP), sendo seu propósito reduzir a variabilidade da tensão no barramento do inversor. Como resultados, se tem uma redução significativa na potência consumida, em função do rendimento energético do motor que foi elevado. A variação do torque foi reduzida drasticamente, contribuindo pra uma operação mais suave do sistema, o que certamente irá elevar o tempo médio entre falhas (MTBF). Estes resultados levaram a melhoria do rendimento energético e da confiabilidade do sistema.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-24Bitstream added on 2014-06-13T19:27:59Z : No. of bitstreams: 1 raniel_t_me_ilha.pdf: 1815527 bytes, checksum: 2b9558bcbd56601c8cbb627feda891cf (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A automação de esteiras rolantes é algo comum e importante em sistemas industriais, mas problemas práticos ainda representam desafios. Um dos desses desafios é manter a precisão em sistemas que exigem paradas sistemáticas, pois folgas mecânicas tendem a provocar variações nas posições de paradas ao longo do tempo. A aplicação de motores de indução têm se tornado comum e soluções eficientes e de baixo custo têm sido pesquisadas. Neste trabalho foi desenvolvido e implementado um sistema de controle de posição e velocidade aplicado em esteiras transportadoras utilizando inversor de frequência, microcontrolador, encoder óptico incremental e sensor indutivo. O movimento da esteira transportadora é efetuado por um motor de indução trifásico, que é acionado pelo conjunto microcontrolador – inversor de frequência. Este conjunto impõe uma frequência no estator do motor através de uma troca de mensagens entre microcontrolador e inversor de frequência (Sistema Mestre-Escravo). Para o envio e recebimento das mensagens, utilizou-se o protocolo de comunicação serial USS® (Universal Serial Interface Protocol) através do padrão RS-485. Os controles de posição e velocidade de rotação do eixo do motor fundamentam-se no sinal gerado pelo encoder óptico incremental, responsável por informar a posição do eixo do motor ao longo da trajetória, e no sensor indutivo que determina uma referência externa importante para a esteira transportadora. Para o funcionamento automático da esteira, elaborou-se um software em linguagem de programação C. Como resultado obteve-se um sistema de controle de posição e velocidade do eixo do motor de indução trifásico que apresenta bons resultados Automated conveyors system have been largely used in industrial applications. However, there are still practical issues to be overcome. One of them is due to the system mechanical limitation which can lead to low accuracy for applications based on “stop-and-go” movements. Induction motors have been largely used in such applications and low costs solutions have been searched. In this work it was developed and implemented a system of positioning and velocity control applied to conveyors which is based on frequency inverter, microcontroller, optical incremental encoder and inductive sensor. The conveyor’s movement is made by means of a three-phase induction motor, which is driven by the couple microcontroller–frequency inverter. There are messages exchange between the microcontroller and the frequency inverter (Master – Slave configuration) which is based on the communication serial protocol USS through the RS-485 standard. The position and velocity of the motor spindle are controlled using an optical incremental encoder, which is responsible to provide the position of the trajectory, and an inductive sensor which determines the initial reference to the conveyor. The software used to control the system was developed in C language. The results show a low cost system with good results

This study reports installation of a system to control temperature and velocity of the air in a medicinal plant dryer using a PIC16F877A microcontroller. The air velocity was monitored by an anemometer and controlled by a frequency inverter. The temperature was measured by LM35 sensor and controlled with a TRIAC. The microcontroller performed actions of PID that determines the pulse of a PWM signal, which turns on the frequency inverter and also the TRIAC. The comparison between the manual and automated controls showed that automatic method reduced energy consumption by 63 %. Este trabalho teve como objetivo a implementação de um sistema de controle de temperatura e velocidade do ar, em um secador de plantas medicinais, utilizando-se microcontrolador PIC16F877A. A velocidade do ar foi monitorada com anemômetro de conchas e o seu controle realizado com um inversor de frequência. A temperatura foi medida pelo sensor LM35 e o seu controle foi realizado utilizando-se um triac. com um microcontrolador realizaram-se ações de controle PID, que determinavam a largura de pulso de um sinal PWM, que acionava o inversor de frequência e, também, o triac. Foi realizada a comparação entre dois métodos de controle de velocidade: manual e automático. Verificou-se redução de 63 % no consumo de energia elétrica quando foi utilizado o método automático.

O presente trabalho apresenta a aplicação de um modelo de formulação integral para determinação do parâmetro de desempenho de cada uma das três células da torre de resfriamento de água do convertedor MRP-L da área de Aciaria da ArcelorMittal Inox Brasil. Os testes foram conduzidos durante o início e o fim das corridas processadas do aço elétrico GNO, que tem boa representatividade em relação aos demais aços, tanto pela freqüência anual, quanto pelo maior calor gerado durante o seu processamento. Foi calculado o coeficiente de desempenho K.a, para cada condição testada. O perfil de desempenho individual de cada célula da torre foi calculado durante as fases de processo do MRP-L. A partir da análise de dados de processo foi identificado o potencial de redução do consumo de energia elétrica. A utilização do inversor de freqüência nos ventiladores da torre e pelo gerenciamento de parada da torre por completo em função dasparadas programadas do MRP-L proporciona uma economia anual em torno de 9% do consumo total da torre, representando um desembolso menor em torno de kR$ 57/ano. The present paper addresses the application of an integral formulation model to calculate the performance parameter of each of the three cells of the MRP-L converter water cooling tower at ArcelorMittal Stainless Brazils Steel Shop. The tests were carried out during the beginning andthe end of the NOG silicon steel heats processed, which has a good share as compared to other steel grades, both due to its annual production frequency and to a higher temperature generatedduring its process. The performance coefficient, K.a., was calculated for each situation tested. The individual performance profile of each tower cell was calculated during MRP-L process phases. The potential gain resulting from electric power reduction was identified by means ofprocess data analysis. The use of frequency inverter on the tower fans and the tower shutdown period management as a function of MRP-L scheduled shutdowns answers affords an annual saving of approximately 9% of the total tower consumption, its means around kR$57 less then an annual cost.

Com o avanço da tecnologia dos dispositivos semicondutores de potência os inversores de frequência atuam de forma importante em toda indústria. O inversor de frequência convencional contém elementos armazenadores de energia no seu elo de corrente contínua. Estes elementos armazenadores de energia são capacitores eletrolíticos e possibilitam manter a tensão do elo de corrente contínua constante. Entretanto, quanto maior sua capacitância maior é a distorção da corrente de entrada. Com a substituição do banco de capacitores eletrolíticos por um capacitor de filme, diminui-se a distorção nas correntes de entrada, porém distorções indesejadas aparecem na tensão do elo de corrente contínua e também nas correntes de saída. Estas distorções são compostas por componentes harmônicas de baixas frequências. O conversor em matriz trifásico-trifásico por sua vez, possibilita a transferência direta de energia da entrada (rede) diretamente para a saída (carga) sem a necessidade de elementos armazenadores de energia como acontece no inversor de frequência. Entretando o desbalanceamento das tensões da entrada afetam diretamente a forma de onda das tensões da saída. Dessa maneira, este trabalho propõe um método de controle de corrente do conversor em matriz e do inversor de frequência sem banco de capacitores do elo de corrente contínua com objetivo de compensar o desbalanceamento das tensões de saída do conversor em matriz e compensar também as componentes harmônicas de baixa frequência que aparecem nas correntes de saída do inversor de frequência. O método proposto utiliza um controlador do tipo PI e modulação por vetores espaciais para que a frequência de acionamento das chaves dos conversores seja constante. Voltage source three-phase inverter plays an important role in modern industry. The conventional voltage source inverter has a large electrolytic capacitor as energy store element in order to keep the DC-link voltage constant. However, a large electrolytic capacitor increases the input current distortion. Replacing the large electrolytic capacitor by a small film capacitor, the input current quality is improved but the DC-link voltage and the output currents are distorted by low order harmonic components. The three phase to three phase matrix converter performs electric energy direct transfer from the input to the output with sinusoidal input current although the distortion and the unbalance of the input voltages affects directly the output of the matrix converter. This paper proposes a load current control method to the matrix converter and also to the voltage source inverter in absence of the dc-link capacitor in order to compensate the distortion caused by low order harmonics components in the output currents. The proposed load current control scheme employs just one PI controller and since that the space vector modulation is used in this control, the switching frequency of the converter is kept constant. Theorical foundation, simulations results and experimental results are presented.

Orientação: Prof. Dr. Francisco José Grandinetti Dissertação (Mestrado) - Universidade de Taubaté, Departamento de Engenharia Mecânica e Elétrica, Taubaté, 2009 Made available in DSpace on 2019-07-02T20:32:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberto Renno Sinohara da Silva_seg.pdf: 786781 bytes, checksum: fb79389c77de11da8ecd2ba2bbb0868e (MD5) Previous issue date: 2009 Resumo: A presente dissertação tem como objetivo o estudo e análise da implantação de um elo prismático (sexto eixo no robô Scorbot-Er V), para translação do robô em atividades didáticas visando diminuir o tempo de troca do robô e das estações de trabalho em sala de aula, melhorando a visão do aluno em relação à aprendizagem na área de automação industrial e robótica tornando-a sistêmica, dando-lhe assim capacidade de integrar vários sistemas e estudar o sistema de frenagem. Feita uma análise dos ambientes onde os alunos são treinados na programação de robôs, observou-se que no desenvolvimento desta tarefa, havia duas restrições básicas. A dificuldade na programação e movimentação física do robô na troca das estações de trabalho, que levavam em torno de três horas e que não era possível a integração de CLP, IHM, inversores de freqüência, motores AC, sensor de posicionamento e fuso de esferas no ambiente de laboratório. Desenvolveu-se uma análise da precisão do sistema mecânico do sexto eixo implantado, permitindo uma visão do funcionamento do posicionamento, através do sensor acoplado no eixo de fuso esférico, o qual é acionado por um motor AC, transmitindo e convertendo o movimento circular para linear através de uma relação de polias. O resultado obtido foi à diminuição do tempo de três horas para cinco minutos na troca das estações de trabalho e uma precisão de décimos de milímetros para o posicionamento do robô e com a integração dos sistemas foi possível melhorar a aprendizagem do aluno obtendo um ganho pedagógico. Abstract: This work aims to study and analyze the implementation of a prismatic link (sixth axis in robot Scorbot-Er V) for translation of the robot in didactic activities to reduce the time to change the robot and workstations in the classroom, improving student's vision for learning in the area of industrial automation and robotics becoming systemic, thus giving you ability to integrate various systems and studying the braking system. Made an analysis of the environments where students are trained in the programming of robots and it was observed that the development of this task, there were two basic restrictions: The difficulty in planning and handling of the robot in the physical exchange of workstations, which took around three hours and it was not possible the integration of PLC, HMI, frequency inverters, AC motor, sensor of positioning and axis ball screew in a laboratory environment. It was developed an analysis of the accuracy of the mechanical of sixth axis implanted, allowing a view of the positioning operation by the sensor coupled to the axis ball screew, which is powered by an AC motor transmitting and converting the linear motion to move through a relationship of pulleys. The result was a reduction of time in three hours to five minutes in the exchange of workstations and a precision of tenths of millimeters for positioning the robot and the integration of the systems have improved the learning of students achieving pedagogical gain. Mestrado em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Estações de captação de água para abastecimento de cidades têm a função de retirar a água de seu curso natural ou de um reservatório e transportá-la a uma estação de tratamento. Sabe-se que quase a totalidade da energia consumida é para o funcionamento dos conjuntos motobombas, sendo, portanto, importante conhecer o funcionamento destas máquinas, portanto se faz necessários estudos que objetivam a integração dos dimensionamentos elétricos e hidráulicos, com a avaliação do impacto da qualidade de energia e da automação de estações de captação de água. Tudo isso visando a economia de energia, o controle e a supervisão do sistema e à minimização dos impactos da variação do sinal elétrico. O objetivo geral deste trabalho foi de desenvolver metodologia de diagnóstico energético de instalações de captação de água. Para tal foi estudado e simulado as instalações de captação de água do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Viçosa – SAAE, Viçosa, MG. Para o gerenciamento energético de qualquer instalação é requerido o pleno conhecimento dos sistemas energéticos existentes. Sendo assim, avaliou-se a energia elétrica fornecida pela concessionária em relação ao nível e desbalanceamento do sinal de tensão da rede, o uso adequado do consumo de energia elétrica na estação de captação, e a caracterização das cargas, incluindo: (i) potência nominal e potência em uso; (ii) tensão nominal e de fornecimento; (iii) corrente em função da carga e da tensão de fornecimento; (iv) horas de funcionamento anual; (iv) regime de trabalho (v) procedimentos operacionais, como a forma de partida; e (vi) potência hidráulica útil. A partir destes conhecimentos dimensionou-se individualmente a bomba, o motor elétrico e o conjunto motobomba e com isto foi possível realizar a simulação do consumo e da demanda de energia elétrica para o sistema corretamente dimensionado e simulação de tarifa de energia elétrica ideal para contratação. Concluíu-se que em relação a qualidade da tensão o potencial de economia de energia foi pequeno pois a tensão se encontrou dentro dos padrões, 98,26% na fase A, 97,36% na fase B e 72,36% na fase C e com esta variação de tensão encontrada obteve-se uma diferença final no rendimento de 0,36% na pior situação, portanto devendo-se trabalhar com a tensão na qualidade fornecida sem mexer na estrutura instalada, já em relação a adequação de força motriz e de bombas verificou-se um grande potencial de economia de energia pois na planta atual havia bombas com um rendimento muito baixo e apenas a troca da bomba e do motor no conjunto dois poderia-se obter uma economia de 16,8% apenas no consumo de energia elétrica e na adequação tarifaria verificou-se um grande potencial de economia de energia, pois no contrato atual tem-se bombas com rendimento muito baixo e tarifas não adequadas a situação. O sistema proposto necessitava de um manejo adequado, que permitiria-se chegar a uma economia financeira de 48,18% em todo o sistema. The water pumping stations for supplying the localities operate by removing the water from its natural course or a reservoir and transporting it to the treatment plant. It is well-known that almost the total consumed energy is to the operation of the power pumping sets, therefore is important to know the operation of these machines. Thus, there is a need for studies that aim the integration of the electric and hydraulic dimensioning, such as, the evaluation of the impact of the energy quality and automation of the water pumping stations, on the energy economies, control and supervision of the system, as well as to the minimization of the impacts from the variation in electric sign. In this context, the present study was carried out to diagnose energetically a water pumping station, as well as to develop a methodology to accomplish the energetic diagnosis in the water pumping system of the Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Viçosa – SAAE, Viçosa -MG. The energy management in any facility requires the complete knowledge of the existing energetic systems. Then, the electric power supplied by the utility is evaluated, relative to the level and imbalance of the network tension sign, whereas the way the electric power is consumed in the water pumping station is studied, by surveying the characteristics of each electric charge, as including: (i) nominal power and power in use; (ii) both nominal and supplied tensions; (iii) current as a function of the load and supplied tension; (iv) yearly operating hours; (iv) work regime; (v) operational procedures, as a starting way; and (vi) effective hydraulic power. Based on this knowledge, the dimensioning were only performed for the pump, the electric motor and both. So, it was possible to simulate the consumption and demand of the electric power for the correctly dimensioned system and to simulate the tariff of the ideal electric power for contract. It is concluded that in relation to tension quality, the energy economy potential is low because the tension is within the standards for 98.26% of the cases at phase A, 97.36% at phase B and 72.36% at phase C, and this variation in the tension provides a final difference of 0.36% in efficiency under the worst situation. Thus, it is advised to work with the tension under the supplied quality, so maintaining the structure as it really is. In relation to the adequacy of the engine power and pumps, a high potential for energy economy is verified, since there are low efficient pumps in the current project, so just changing the pump and engine in set 2 might provide an economy of around 16.8% in the consumption. Concerning to tariff adequacy, there is a high potential for energy economy, since in the current contract the pumping system shows a very low efficiency as well as tariffs not appropriate to the situation. The proposed system needs an adequate management, as an economy of 48.18% in the whole system might be obtained.

Submitted by Ruth Quaresma de Freitas (ruth_quaresma@hotmail.com) on 2019-01-30T11:09:22Z No. of bitstreams: 1 CLÁUDIA FERNANDES DO CARMO SILVA DISSERTAÇÃO - PPGEE 2001..pdf: 20618701 bytes, checksum: ed0846600d433dc7829c2740fa27ac85 (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-30T11:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLÁUDIA FERNANDES DO CARMO SILVA DISSERTAÇÃO - PPGEE 2001..pdf: 20618701 bytes, checksum: ed0846600d433dc7829c2740fa27ac85 (MD5) Previous issue date: 2001-08-30 Nesse trabalho estuda-se o comportamento dinâmico do motor de indução trifásico durante a partida alimentado através de uma chave de partida estática ou através de um inversor de fonte de tensão. O comportamento dinâmico do motor de indução é estudado em várias condições de operação. O estudo é direcionado para aplicações industriais, e desse modo, os tipos mais comuns de cargas mecânicas são considerados. Um programa de simulação foi desenvolvido para estudar as diferentes condições de operação do motor. Esse programa utiliza um modelo dinâmico do motor e uma representação detalhada do funcionamento da chave estática e do inversor de tensão. O problema de determinação das condições iniciais de operação da chave estática é formulado e discute-se um método de solução desse problema. Um estudo comparativo entre o desempenho do sistema de acionamento obtido com a alimentação através da chave estática ou através do inversor de tensão é realizado. Nesse estudo o tempo de aceleração, a corrente, o conjugado de partida e as limitações térmicas dos equipamentos são utilizados como indicadores para caracterizar a capacidade de partida. Os resultados do estudo por simulação são comparados com os resultados experimentais obtidos numa bancada configurada com protótipos industriais de uma chave estática, de um inversor de tensão e um motor de indução trifásico. In this work the dynamic behavior of the start-up of a three-phase induction supplied through a static start-up switch or through a three-phase voltage source inverter. The dynamic behavior is studied under various operating conditions. The study focuses industrial applications and the most usual types of loads are considered. A simulation program to study the different operating condition was written. This program employs the dynamic model of the induction motor and a detailed representation of the static start-up switch as well as of the voltage source inverter. The problem of determining the initial conditions for the start-up static switch is formulated and a method for solving it is discussed. A comparative study of the drive system performance obtained when the motor is supplied through the static start-up switch and through the voltage source inverter is conducted. In this comparison, the acclerating time, the current, the start-up torque and the thermal limitations are used to characterize the start-up capability. The simulation results are compared with the experimental results obtained from an experimental set-up configured with off the shelf equipments.

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o uso de um inversor de freqüência de 25 cv na irrigação, considerando-se diferentes demandas de água como manejo. A avaliação consistiu de uma análise de custos e benefícios, ambos anuais. O custo foi calculado com base no fator de recuperação do capital, para taxas de juros de 6 e 12% e períodos de amortização de 5 e 15 anos. O benefício consistiu da economia de energia proporcionada pelo inversor de freqüência em relação aos procedimentos usuais de controle da vazão. Relacionaram-se os parâmetros econômicos e de manejo da irrigação, com o objetivo de se avaliar o equipamento para qualquer situação de projeto. Como exemplo de aplicação, analisaram-se duas situações de controle de vazão comparadas ao inversor de freqüência em um projeto de irrigação. Foram determinadas, com auxílio do inversor de freqüência, as características hidráulicas, em função da vazão de uma motobomba de 25 cv sob várias rotações. Observou-se que o inversor de freqüência pode ser viável, devendo-se avaliar a redução de potência advinda do seu uso e o tempo de funcionamento da irrigação, analisando-se a melhor forma de amortização. This work aimed to evaluate the use of a variable frequency drive of 25 HP in irrigation systems to manage different water demands. The evaluation was done analyzing annual costs and benefits. The cost was calculated using interest rates of 6 and 12% and capital return periods of 5 and 15 years. The benefit was the energy saving by use of the variable frequency drive in relation to usual procedures to control discharge. The economic and irrigation management parameters were compared in order to evaluate several design situations. As an example, two situations of discharge control were compared with the use of a variable frequency drive in an irrigation project, suggesting forms for evaluation of the equipment under irrigated conditions. With the help of variable frequency drive, hydraulic characteristics and discharge for a pump of 25 HP, under several frequencies, were determined. It was demonstrated that the equipment can be used in irrigation systems, although it needs to be evaluated for the power reduction due to its use and working so as to analyze the best form of repayment of investment cost.