Tecnologia para Automação de Pontes Rolantes – Parte 2 Acionamento de Movimentos de Ponte Rolante:
Pontes rolantes são uma espécie de máquina usada na elevação e movimentação de cargas, para levantar e baixar objetos pesados e movê-los dentro de uma determinado área. Ela desempenha papel importante na produção e o conjunto dos requisitos de seu projeto de automação é fator preponderante no resultado de desempenho e produtividade. Pontes rolantes consistem, em geral, em ao menos três mecanismos (até quatro mecanismos): mecanismo de elevação, mecanismo de movimento transversal e mecanismo de movimento longitudinal (e as vezes também mecanismo giratório). Pórticos e pontes rolantes são usados muitas vezes em ambientes agressivos, tanto ao ar livre, onde mudanças de temperatura podem ocorrer de forma violenta, quanto em ambientes fechados, muito empoeirado, com umidade relativa elevada e gases corrosivos. Pórticos e pontes rolantes tendem a gerar vibração e choques mecânicos durante a operação. Quanto ao abastecimento de energia, baixa capacidade capacidade de transformadores, transformadores, bitola pequena dos cabos de energia energia e linhas de transmissão longas são problemas comuns. Surtos de subtensão podem ocorre com frequência quando se inicia máquinas de grande porte. O mecanismo de elevação é o mais crítico de todos pois, quando ele é acionado é que a carga passa a agir, e ele ainda deve permanece acionado durante a operação de translado, e após, quando será responsável pelo baixamento da carga. Além dos dispositivos de proteção elétrica, ele também deve ser ser equip equipad adoo com com dispo disposit sitivo ivo li limit mitado adorr do torque torque ou da capac capacida idade de de eleva elevação ção,, freio freioss de travamento e outros dispositivos de segurança. Em guindastes, talhas e pontes rolantes, os conjugados resistentes apresentados por todos os mecanismos são aproximadamente constantes em função da velocidade, ocorrendo um pequeno aumento de torque apenas na região próxima do repouso. Ainda assim, diferentes os diferentes mecanis mecanismos mos terão terão as suas caracter característi ísticas cas próprias próprias.. Vejamos ejamos algumas algumas principa principais, is, relativa relativass ao mecanismo de elevação: •
Durante a elevação da carga, o motor funciona a superando um conjugado resistente que se compõem, compõem, principalmente, principalmente, do peso da carga, mas que inclui também a resistência de atrito e o peso do próprio mecanismo de elevação;
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Durante a descida, a própria carga tem a capacidade de entrar em queda livre, com a aceleração da gravidade (energia potencial), por isso, quando o peso da carga é maior do que a resistência de atrito do mecanismo, o peso da carga atua como a energia para a descida, de modo que o mecanismo é alimentado pela energia da carga em movimento e o motor tornase o receptor de energia.
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No entanto, quando o peso da carga carga é menor do que a resistência resistência de atrito do mecanismo, mecanismo, a carga ainda tem que ser acionada pelo motor e isso pode ocorrer por causa da existência do freio eletromecânico.
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A fim de obter uma transição suave entre o torque de saída do conversor de frequência e o torque torque de trava travagem gem do freio freio eletro eletrome mecâ cânic nico, o, elimin eliminand andoo desl desliza izame mento nto do ganch gancho, o, a programação de controle do sinal de partida de inversor de frequência e do sinal de
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excitação do freio eletromecânico deve ser estudada em detalhe. •
Quando um mecanismo de elevação está sendo executado em sentido descendente, assim como, quando um dos mecanismos de translado está desacelerando rapidamente, o motor vai entrar em estado de regeneração de energia e sua energia vai ser alimentada de volta para o lado da oferta de energia. O método de manipulação desta energia de regeneração deve ser estudado, dependendo das diferentes condições de campo;
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Deve-se ter o cuidado de ser criterioso, ou mesmo de se evitar o uso de capacitores para correção de fator de potência nas linhas de alimentação C.A. de acionamentos de motores, nos casos em que estes estejam sujeitos a frequentes ciclos de reversão de rotação e sujeitos um grande número de partidas e paradas, como é o caso de acionamento de guindastes, pontes rolantes ou elevadores, que trabalham em mais de uma velocidade;
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A conjugado resistente apresentado pelo mecanismo de elevação varia bruscamente em ambos os momentos, momentos, quando quando a carga carga deixa a superfície superfície de assentamento assentamento e quando a carga toca a superfície de assentamento. Nestes momentos o sistema de acionamento deve ser capaz de controlar a carga suavemente evitando tais choque.
No passado, o método mais tradicional para acionamento motorizado da elevação de carga por meio de talhas talhas em guindastes e pontes rolantes empregava motores assíncronos de rotor bobinado e um banco de resistências em série para produzir a partida e a regulação de velocidade. Este método apresentava deficiências inerentes, tais como, o fato de o rotor do motor assíncrono ser bobinado e ter anéis deslizantes e escovas, os quais exigem manutenção periódica e tendem a causar problemas problemas de parada de máquina, além dos custos, do motor especial, do banco de resistências e de um grande número de relês e contatores para comandar a partida e as mudanças de velocidades. Além disso, o uso de um grande número de relês e contatores aumenta a manutenção manutenção de campo e a taxa de falha e diminui a abrangência da especificação técnica do sistema de regulação de velocidade e mesmo produtividade. Deste modo, os acionamentos de motofreios de CC puderam, também, ocupar um lugar de destaque neste mercado, apesar das suas, também inerentes, deficiências e limitações, as quais passam pelo custo elevado da máquina CC, da sua bece3ssidade de manutenção periódica e outros, tais como, a questão do resfriamento da máquina, que exige ventilação forçada e que tem limitações restritivas com respeito tanto a temperatura do ambiente operacional, quanto com a altitudes do local de instalação, quando este é superior a 1000m em relação ao nível do mar. Com as constantes exigências aumentando, tanto de confiabilidade, disponibilidade e eficiência energética, energética, quanto ao desempenho para regulação de velocidade das talhas dos guindastes e pontes rolantes na produção industrial, industrial, tornou-se muito difícil difícil para tais métodos tradicionais continuarem continuarem atendendo as exigências especiais, no que tange a, principalmente, aplicações de elevação de carga. O desenvolvimento da tecnologia de conversão conversão CA/CA no campo industrial industrial forneceu uma solução nova para uma grande variedade de aplicações, com regulação de velocidade de alta qualidade para guindastes e pontes rolantes movidos por motores assíncronos CA. Este tipo de sistema de regulação de velocidade tem um desempenho excelente e permite usar motor mo tor assín assíncr crono ono de gaiola gaiola que apres apresen enta ta um umaa estru estrutur turaa simpl simples, es, uma operaç operação ão confi confiáve ávell e André Luis Lenz
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excitação do freio eletromecânico deve ser estudada em detalhe. •
Quando um mecanismo de elevação está sendo executado em sentido descendente, assim como, quando um dos mecanismos de translado está desacelerando rapidamente, o motor vai entrar em estado de regeneração de energia e sua energia vai ser alimentada de volta para o lado da oferta de energia. O método de manipulação desta energia de regeneração deve ser estudado, dependendo das diferentes condições de campo;
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Deve-se ter o cuidado de ser criterioso, ou mesmo de se evitar o uso de capacitores para correção de fator de potência nas linhas de alimentação C.A. de acionamentos de motores, nos casos em que estes estejam sujeitos a frequentes ciclos de reversão de rotação e sujeitos um grande número de partidas e paradas, como é o caso de acionamento de guindastes, pontes rolantes ou elevadores, que trabalham em mais de uma velocidade;
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A conjugado resistente apresentado pelo mecanismo de elevação varia bruscamente em ambos os momentos, momentos, quando quando a carga carga deixa a superfície superfície de assentamento assentamento e quando a carga toca a superfície de assentamento. Nestes momentos o sistema de acionamento deve ser capaz de controlar a carga suavemente evitando tais choque.
No passado, o método mais tradicional para acionamento motorizado da elevação de carga por meio de talhas talhas em guindastes e pontes rolantes empregava motores assíncronos de rotor bobinado e um banco de resistências em série para produzir a partida e a regulação de velocidade. Este método apresentava deficiências inerentes, tais como, o fato de o rotor do motor assíncrono ser bobinado e ter anéis deslizantes e escovas, os quais exigem manutenção periódica e tendem a causar problemas problemas de parada de máquina, além dos custos, do motor especial, do banco de resistências e de um grande número de relês e contatores para comandar a partida e as mudanças de velocidades. Além disso, o uso de um grande número de relês e contatores aumenta a manutenção manutenção de campo e a taxa de falha e diminui a abrangência da especificação técnica do sistema de regulação de velocidade e mesmo produtividade. Deste modo, os acionamentos de motofreios de CC puderam, também, ocupar um lugar de destaque neste mercado, apesar das suas, também inerentes, deficiências e limitações, as quais passam pelo custo elevado da máquina CC, da sua bece3ssidade de manutenção periódica e outros, tais como, a questão do resfriamento da máquina, que exige ventilação forçada e que tem limitações restritivas com respeito tanto a temperatura do ambiente operacional, quanto com a altitudes do local de instalação, quando este é superior a 1000m em relação ao nível do mar. Com as constantes exigências aumentando, tanto de confiabilidade, disponibilidade e eficiência energética, energética, quanto ao desempenho para regulação de velocidade das talhas dos guindastes e pontes rolantes na produção industrial, industrial, tornou-se muito difícil difícil para tais métodos tradicionais continuarem continuarem atendendo as exigências especiais, no que tange a, principalmente, aplicações de elevação de carga. O desenvolvimento da tecnologia de conversão conversão CA/CA no campo industrial industrial forneceu uma solução nova para uma grande variedade de aplicações, com regulação de velocidade de alta qualidade para guindastes e pontes rolantes movidos por motores assíncronos CA. Este tipo de sistema de regulação de velocidade tem um desempenho excelente e permite usar motor mo tor assín assíncr crono ono de gaiola gaiola que apres apresen enta ta um umaa estru estrutur turaa simpl simples, es, uma operaç operação ão confi confiáve ávell e André Luis Lenz
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manutenção conveniente. Paralelamente, tais motores se tornaram ainda de alta eficiência em termos de economia de energia. Seu circuito de controle periférico hoje é bem simples e de baixa manutenção, tem proteção perfeita e funções de monitoramento e confiabilidade de operação é muito maior do que os antigos métodos tradicionais. Desta forma, conversão de frequência C.A. para regulação de velocidade tornou-se, de modo inconteste, a principal corrente de desenvolvimento da regulação de velocidade, não apenas das talhas motorizadas, mas do acionamento de todos os movimentos de guindastes e pontes rolantes, trazendo os seguintes benefícios: •
O emprego de inversor de frequência no acionamento dos motores dota os guindastes e pontes rolantes de ótimas propriedade mecânica, tanto devido a precisão da regulação de veloc velocida idade de quanto quanto a precis precisão ão de posici posiciona oname mento nto e de sincr sincroni onizaç zação ão de meca mecanis nismo moss independentes. A velocidade de rotação dos motores não muda com a variação da carga do guindaste como os guindastes antigos e isso isto tudo pode aumentar a produtividade das operações;
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Os guindastes e pontes rolantes com inversores de frequência possuem as vantagens de operação macia, com partida e frenagem suave, diminuindo consideravelmente consideravelmente as vibrações e impactos sobre a estrutura da máquina durante a aceleração e desaceleração, desaceleração, dando maior segurança, e prolongando a vida útil de peças mecânicas;
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O freio eletromecânico da elevação precisa atuar apenas por segurança mesmo, quando o motor para sob carga, não precisando atuar em apoio a frenagem propriamente dita, sem que haja deslize de posição no eventual retardo da travagem do gancho principal da talha ou de seu carro que é conseguido por atuação do freio eletromecânico. Assim, a vida útil das pastilhas ou lonas do freio é notavelmente prolongada e o custo de manutenção e de indisponibilidade do equipamento é reduzido;
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O motor assíncrono de gaiola mantém a mesma estrutura simples desde 1890, mas evoluiu em confiabilidade e eficiência energética durante esse tempo. A construção simplificada resulta em mínima manutenção e o conjunto motor / acionamento tem uma elevada eficiência e perda por radiação térmica baixa, poupando muito mais energia do que os antigos sistemas de regulação de velocidade tradicionais.
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O número de contatores contatores que carregam a corrente principal do motor, que antes eram vários, agora agora se reduz reduz a um úni único co por aciona acioname mento nto e contat contatore oress auxili auxiliare aress são são tota totalme lmente nte descartados. Com isso, danos ao motor e falhas provocadas pelo desgaste por faiscamento de contato são eliminados;
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Acionamentos CA com inversores de frequência são sistema de regulação de velocidade que podem podem int inteli eligen gentem temen ente te regula regularr a veloc velocida idade de de mecan mecanis ismo mo ind indivi ividua duais, is, bem como como determinar os tempos de aceleração e de desaceleração de acordo com a situação real e ainda prover sincronismo de posição aos movimentos e balanceamento de esforço entre eixos motores. Isso permite uma operação ágil e um bom campo adaptabilidade de projeto dos guindastes e pontes rolantes;
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Inver nverso sorr de freq frequê uênc ncia ia tem perf perfei eita ta prot proteç eção ão,, funç funçõe õess de mo moni nito tora rame ment ntoo e de autodiagnóstico. Se ele é combinado com Controlador Programável, ainda com a opção de que essa funcionalidade seja integrada ao próprio Inversor, a confiabilidade do sistema de
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controle elétrico da conversão frequência do guindaste ou ponte rolante pode ser aumentada consideravelmente. Talha Requisitos de Controle da Talha:
Os controles elétricos e mecânicos precisam fazer o seguinte: 1. Fornecer energia suficiente para o sistema de elevação para levantar a plena carga à velocidade nominal; 2. Dissipar-se ou tirar do sistema de elevação a energia, quando baixar a carga à velocidade nominal; 3. Fornecer proteção contra sobre velocidade; 4. Fornecer dois meios de frenagem para a carga. Os itens 3 e 4 são os requisitos mais importantes pois, estas são as partes do sistema de controle que asseguram o controle seguro da carga. Essas exigências também são invocada na CMAA (Crane Manufacturers Association of America, Inc.) 70 & 74, respectivamente, na seção 5.14.6 (item 3) e seções 4.9.1 e 4.9.2 (item 4). Com um Freio de Carga Presente um Conversor V/HZ Padrão em Malha Aberta Soluciona a Maioria das Aplicações:
Com uma talha em que haja freio de carga, o freio de carga mecânica em si lida com itens 2, e 3 acima, juntamente com fato do conversor ser tão somente o segundo freio, enquanto que o motor faz o levantamento. O conversor, então, só precisa rodar o motor e controlar o freio elétrico. Embora um bom número dos inversores utilizados ainda sejam do tipo escalar, atualmente já não existem mais inversores puramente escalares, ou não há mais diferença de preço, de modo que, devido a necessidade de regulação precisa de velocidade, de torque elevado para baixas rotações ou velocidade zero, com o é o caso das talhas em guindastes e pontes rolantes, e em elevadores, inversor do tipo vetorial é sempre recomendável, para qualquer caso. Sem um Freio de Carga Presente um Conversor Vetorial VFD em Malha Fechada Fechado é necessário:
Sistema de movimentação de carga, principalmente elevação e baixamento, desprovidos de freio de carga requerem muito mais a partir do sistema de controle do acionamento VFD. A unidade de acionamento precisa ser capaz de despejar a potência total em resistores de regeneração de tamanho adequado. Este torque de frenagem regenerativa fornece o segundo meio de frenagem, conduzindo a energia para fora do sistema, reduzindo a carga. A proteção contra sobre velocidade é então tratada com a realimentação do sinal a partir de um encoder para o VFD. As informações de velocidade do motor e de direção, adquiridas com a realimentação a partir do encoder é um componente de segurança muito importante para a elevação de carga sem freios mecânicos. Ela remonta aos controles estáticos variáveis. Quando os conversores VFD foram considerados para o controle de elevação de talhas, a escolha VFD foi baseada em projetos que estavam disponíveis com controle em malha fechada. A escolha foi, e ainda é, um circuito em malha fechada do acionamento de fluxo vetorial. André Luis Lenz
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Acionamentos de motor de indução com controle de corrente em malha fechada são usados em aplicações onde se requer desempenhos semelhantes aos dos controladores de motores CC, como é o caso dos guindastes e guinchos, além de outros como bobinadeiras e desenroladores, papel e celulose, de processamento de torneamento de metais, etc). As características deste acionamento resultam num ótimo desempenho dinâmico em toda faixa de velocidade (desenvolvendo elevado torque até mesmo parado, quando a realimentação de posição é, conjuntamente utilizada). Além do mais, apenas realimentação de posição incremental é necessária. Isto pode ser fornecido com uma sensor de posição tipo encoder incremental, ou, alternativamente, até mesmo um esquema de “sensorless” pode ser usado. Todavia, o desempenho de um regime transitório “sensorless” será menor do que quando um sensor de posição é utilizado e menor torque é produzido a velocidades muito baixas; A criticidade apresentada pelas aplicações de içamento de carga fazem com que os projetistas sejam bastante seletivos na escolha da unidade de acionamento, o que faz com que poucos marcas de fabricantes acabem sendo, de fato, homologadas para esse fim, sendo que algumas delas conquistaram boa fama desde cedo, como ABB e Yaskawa, entre outras, muito embora, com o tempo, o leque de opção tem se tornado cada vez mais amplo. Todavia a escolha da marca não recai apenas na excelência dos requisitos do equipamento, mas também na boa disponibilidade de mercado, no custo de aquisição, nas relações comerciais, no suporte técnico técnico, na qualidade da literatura sobre aplicações, entre outras. Dimensionamento e Especificação dos Acionamentos:
Dimensionamento de um sistema de acionamento é uma tarefa onde todos os fatores devem ser considerados com cuidado. Dimensionamento requer o conhecimento de todo o sistema, incluindo o sistema de abastecimento elétrico, o trabalho realizado pela máquina, as condições ambientais, os motores e acionamentos, etc. O tempos dispendido na fase de um dimensionamento apurado, pode significar uma economia considerável na fase de implementação e ainda muito mais, na fase de operação, ao longo da vida útil do equipamento projetado. Se a mecanização da função de um dado movimento resultar na necessidade de existir mais de um eixo, caracterizando mecanismos independentes, mesmo que estes venham a trabalhar em sincronizados, como é o caso hipotético, por exemplo, de um sistema de mecanismo de elevação possui duas talhas, uma principal e outra auxiliar, a fim de dividir o torque e poder ser hábil em transportar cargas longas. Neste caso, existe a possibilidade de que múltiplos motores de indução CA venham a a ser operados a partir de um inversor único, desde que o inversor seja dimensionado corretamente para o número de motores e as respectivas cargas operacionais correspondentes. Todavia, o problema com este método é que a velocidade de um motor de indução padrão tende a deslizar ligeiramente com respeito à frequência da rede com a variação da carga do motor , de modo que as velocidades não são síncronas. A solução para este é a utilização de três fases, o inversordever motores de indução síncronas para assegurar que as velocidades do motor permanecem síncrono com a frequência da linha.
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A cada comando dado por parte do operador, para realizar um movimento, o acionamento executa um sequência de processo em, no mínimo, três etapas. Já vimos anteriormente que o processo mecanismo de cada talha tem particularidade que envolvem transitórios de torque nos limites compreendidos entre intervalos de regime estacionário de torque, que pode ser representado na figura abaixo: 1. A talha desce o moitão sem carga; 2. A talha desacelera a descida; 3. A talha para enquanto a carga é engatada; 4. A talha parte e começa a elevar o moitão, ainda sem carga; 5. A carga deixa o solo; 6. A talha acelera elevando a carga; 7. A talha eleva a caraga em velocidade constante; 8. A talha desacelera carga até uma certa altura; 9. A talha para e a carga e travada (outros mecanismos realizando translado); 10. A talha desce a carga; Anteriormente, vimos Relação do Tipo de Cabo e Diâmetro da Polia ou Tambor . Tipo de Cabo Diâmetros Recomendados Diâmetros Mínimos 6x7 72xØ do Cabo42xØ do Cabo 6x19 Seale 51xØ do Cabo34xØ do Cabo 6x25 Filler 39xØ do Cabo26xØ do Cabo 6x41 Warrington Seale 31xØ do Cabo20xØ do Cabo Os modelos até 10 A, na tensão 220-230 V podem operar em 2 fases (operação monofásica) sem redução da corrente nominal. A tensão de alimentação CA neste caso pode ser conectada em dois de quaisquer dos três terminais de entrada. Deligamento Seguro do Torque (STO – Safe Torque Off): Os melhores drives atuais suportam a função “Deligamento Seguro do Torque” (STO), de acordo com as normas EN 61800-5-2:2007, EN / ISO 13849-1:2008, IEC 61508 e EN 62061:2005. A função STO pode ser utilizada onde a remoção de alimentação é necessária para prevenir um início inesperado. A função desativa a tensão de controle dos semicondutores de potência no estágio de saída da unidade, evitando assim que o inversor gere a tensão necessária para girar o motor. Ao utilizar esta função, tarefas de curto tempo de duração, (como operações de limpeza) e / ou trabalho de manutenção em elementos das partes não-elétricas a máquina pode ser realizada sem desligar a fonte de alimentação da unidade. A função também corresponde a uma parada não controlada de acordo com a categoria 0 de EN 60204-1 e prevenção de arranque inesperado do PT 1037. Inversores de Frequência:
Unidades de acionamento tradicionais PWM utilizam a tensão de saída e a frequência de saída como as variáveis primárias de controle mas estas precisam ser moduladas em largura de pulso André Luis Lenz
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antes de ser aplicada ao motor. Esta etapa de modulação aumenta o tempo de processamento dos sinal e, portanto, limitam o tempo de resposta de torque e de velocidade possível a partir da unidade de PWM. Já, as unidades de acionamento baseadas em tecnologia de Controle Direto do Torque (DTC – Direct Torque Control) permitem que o torque do motor e de fluxo do estator do m esmo sejam usados como variáveis primárias de controle, ambos os quais são obtidos diretamente a partir do próprio motor. Portanto, nos acionamentos DTC, não há necessidade de um modulador PWM controlado, separadamente, em função da tensão e da corrente. Normalmente, um modulador PWM leva 10 vezes mais tempo do que o DTC para responder à mudança real. Outro benefício da tecnologia DTC é o controle preciso do torque a baixas frequências, bem como de torque plena carga, a velocidade zero, mesmo sem a necessidade de um dispositivo de realimentação, como um encoder ou tacômetro. Com DTC, a velocidade pode ser controlada a frequências abaixo de 0,5 Hz e ainda fornecer 100 por cento do torque. O diagrama de blocos a seguir mostra que um acionamento DTC tem duas secções fundamentais: a malha de controle de torque e da malha de controle de velocidade.
Na malha de controle de torque, em funcionamento normal, duas correntes de linha do motor e a tensão do barramento CC são medidas e são enviadas para o bloco “Adaptive Motor Model”, para serem tratadas em conjunto com a referência de posições de comutação do inversor.
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O processo que ocorre no bloco “Adaptive Motor Model” é, de fato, a chave para o ótimo desempenho das unidades de acionamento DTC em baixa velocidade. A modelagem do motor gera sinais de controle que representam diretamente o torque real do motor e do fluxo do estator real. Também a velocidade do eixo é calculada na modelagem do motor. Não obstante a sofisticação, estas unidades de acionamento são de fácil instalação e nenhum ajuste de parâmetro é necessário, resultando em menos tempo para o comissionamento. Antes de operar regularmente uma unidade DTC, o modelo do motor é alimentado de informações sobre o motor, que é coletado durante uma corrida de identificação do motor. Esta auto identificação é chamada de “auto-tuning” e os dados, como a resistência do estator, a indutância mútua e coeficientes de saturação são determinados juntamente com a inércia do motor, ajustando o motor para a performance otimizada, com torque de partida garantido. A identificação dos parâmetros do modelo de motor pode ser feito sem rotação do eixo do motor, no entanto, uma afinação extremamente apurada de modelo do motor é alcançada quando a identificação também inclui girar o eixo do motor por alguns segundos. O torque atual e o fluxo atual são, ambos, alimentados para os comparadores, amostrado a cada 25 µs, e comparados, respectivamente, com os valores de referência de torque e de fluxo. Os sinais de erro de torque e de fluxo são calculados usando um método controle de histerese de dois níveis. Estes sinais são então alimentados ao seletor de pulsos ótimo, como informação de estado para controlar a comutação dos interruptores de potência. Para produzir a lógica de comutação do da unidade de potencia conversor, o bloco seletor de pulso ótimo emprega um processador de sinal digital (DSP) de 40Mhz de última geração, em conjunto hardware ASIC. Além disso, todos os sinais de controle são transmitidos à unidade de potência através de ligações óticas, que além de isolação galvânica entre o controle e a potência, provê também transmissão de dados de alta velocidade. Esta configuração traz velocidade de processamento alta o suficiente para que, a cada 25 µs, os dispositivos semicondutores de comutação de potência do inversor, recebem um pulso ideal para atingir ou para manter, um torque que o motor necessite. André Luis Lenz
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Como não existe um padrão de comutação predeterminado e, sendo a combinação de chaveamento correta determinada a cada ciclo de controle, o DTC tem sido referido como chaveamento "just-intime", em oposição às unidades tradicionais PWM, onde até 30% de todas as alterações de comutação são desnecessárias, com DTC cada comutação usada é necessária. A elevada velocidade de comutação é fundamental para o sucesso da DTC, por permitir aproveitar o fato de que todos os principais parâmetros de controle do motor são atualizados 40.000 vezes por segundo. Isso permite uma resposta extremamente rápida no eixo e é necessário para que o modelo de motor pode atualizar esta informação. É esta a velocidade de processamento que traz o alto desempenho, incluindo uma precisão estática de controle da velocidade, mesmo sem encoder, de ± 0,5% e a resposta do torque de menos de 2 ms. Na malha de controle de velocidade, a saída de controle de velocidade é limitada pelos limites de torque e de tensão do link CC, isso é feito dentro do bloco controlador de referência de torque. (5) Este bloco inclui também inclui uma entrada que permite que o controle de velocidade seja processado para os casos quando um sinal referência de torque externo seja empregado. A referência de torque interno a partir deste bloco é alimentado para o comparador de torque, já na malha subsequente. (5) O bloco do controlador de velocidade consiste tanto de um controlador PID quanto de um compensador de aceleração. O sinal de referência externo velocidade é comparada com a velocidade real produzida no modelo do motor. (6) O sinal de erro é então alimentado para tanto para o controlador PID quanto para o compensador de aceleração. A saída é a soma de ambas as saídas. (6) Um valor absoluto de fluxo do estator pode ser administrado a partir do bloco controlador de referência de fluxo para o comparador de fluxo. A capacidade de controlar e modificar esse valor absoluto fornece uma maneira fácil de realizar muitas das funções do inversor, tais como otimização de fluxo e fluxo de frenagem. A função fluxo de frenagem controla a frenagem entre dois pontos de velocidade decrescente com um melhor controle do processo e sem o atraso necessário como no caso da frenagem por injeção de corrente CC no motor. A função de fluxo de frenagem pode ser utilizada para desacelerar a outra velocidade diferente da velocidade zero, sem a necessidade de utilização do circuito chopper de frenagem e sem o resistor de descarga, propiciando redução de custos de investimento.
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Controle de torque em baixas frequências é algo particularmente benéfico para pontes rolantes, guindastes ou elevadores, onde a carga precisa partir e parar regularmente, sem qualquer tranco. Outra grande vantagem de uma unidade DTC é que nenhum dispositivo extra de realimentação seja necessário para um grande número de aplicações de acionamento, mas esse costuma não ser o caso, quando se trata da aplicação crítica de elevação de cargas. Sistema em Malha Fechada para o Controle Completo do Desempenho do Motor:
O sistema de controlo em malha fechada, como na figura a seguir, não só proporciona um meio para corrigir qualquer erro na variável de saída, mas também permitir uma característica de resposta estável.
A velocidade do eixo do motor é medido e comparado com a referência de velocidade para dar um erro de velocidade. O erro é modificada por uma função de transferência G para dar uma referência de corrente i * na entrada para o bloco de controlo de corrente. Vários métodos de controlo de corrente para os motores são discutidos no presente capítulo, no entanto, por agora que se deve considerar que a corrente do motor pode ser controlado para produzir um torque que é proporcional à corrente de referência. Se a velocidade do motor varia desde o nível de referência um erro de velocidade é produzido e o torque aplicado à carga é modificado para trazer a velocidade de volta para o nível requerido. É necessário escolher uma função de transferência G apropriada para se obter o desempenho desejado a partir do sistema de controlo de circuito fechado. A função pode ser um ganho simples, pois a corrente de referência é: i ' = K ⋅ω P
err
Isto daria um certo grau de controlo sobre a velocidade de saída, mas o erro de velocidade deve ter um valor diferente de zero se qualquer torque for necessária para manter a velocidade do motor. Se o erro de velocidade não é zero, então a velocidade não estaria no nível de referência necessária, e por isso a velocidade varia com a carga. Ao adicionar um termo integral, de modo que a referência de corrente seja: i ' = K P⋅ωerr + K i
∫ω
err
Então já não será mais necessário ter qualquer erro de velocidade, mesmo quando o torque é necessário para acionar a carga à velocidade de referência. O termo integral acumula qualquer erro de velocidade ao longo do tempo e cria uma referência de corrente para fornecer o torque necessário. André Luis Lenz
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Um sistema de controle de malha fechada com termos proporcionais e integral é chamado de um controlador PI. Embora existam muitos tipos de circuito fechado controlador, o controlador PI é o mais comumente usado porque é simples de implementar, relativamente fácil de configurar e é bem compreendida pela maioria dos engenheiros. Controladores Básicos em um Acionamento:
Apesar de um acionamento em velocidade variável moderno incluir muitas características, a função básica do acionamento é controlar o torque (ou força), velocidade ou posição. Antes de proceder aos detalhes específicos de como os diferentes tipos de acionamento de velocidade variável funcionam, a teoria de controle para cada uma destas grandezas será discutida. Um sistema de controle de posição é mostrada na figura a seguir. Ele inclui um controlador de velocidade interior, e dentro do controlador de velocidade existe um controlador de torque interior. É possível criar um sistema em que o controlador de posição determina o torque mecânico que é aplicada à carga diretamente sem os laços internos de velocidade e de torque. No entanto, o controlador de posição precisaria de ser capaz de controlar a função de transferência complexa combinado dos enrolamentos do motor, a carga mecânica e a conversão de velocidade para a posição.
Por isso, é mais usual para usar o formato mostrado. A outra vantagem desta abordagem é que os limites podem ser aplicados para o intervalo ou taxa de variação da velocidade e do torque entre cada um dos controladores. Quando um sistema necessita controlar apenas a velocidade, o controlador de posição é omitido, e quando um sistema é necessária para controlar o torque só, os controladores a posição e de velocidade são omitidos. Um sensor de posição é mostrado proporcionar a realimentação para o sistema, mas este pode ser substituído por um sensor de velocidade, ou pode ser totalmente omitido como se segue. •
A realimentação da informação de posição é exigida para o controle de torque funcionar no acionamento de um motor C.A. (ver a linha pontilhada). Se a realimentação de posição é
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proporcionada, então a realimentação de velocidade é derivada como a mudança de velocidade ao longo de um período de amostra fixo. Sistemas sem sensores são possíveis para o controle da velocidade e do torque de motores C.A., caso em que o sensor não é necessário. •
A realimentação de posição não é necessária para o controle de torque no acionamento de um motor C.C., de modo que um dispositivo de realimentação de velocidade tal como um taco gerador pode ser usado para fornecer o gabarito para o controlador de velocidade. Novamente, esquemas sem sensor são possíveis, em que um dispositivo de realimentação de velocidade não é necessária.
A fim de melhorar ainda mais tanto as características dinâmicas, e atingir um padrão desejado para operação critica e de segurança, quando se conduz o mecanismo a baixas velocidades, bem como a capacidade de saída de elevado torque até mesmo quando parado o mecanismo for mantido parado com carga plena, acionamentos de motores aplicados à elevação de carga, mesmo que com tecnologia DTC, adotam um controle de velocidade de malha fechada com encoder incremental. É necessária a realimentação da informação da velocidade através de um encoder incremental, para uma unidade de acionamento DTC através de um encoder de 1024 pulsos / rotação pode alcançar uma ótima precisão de velocidade de 0,01%, mas além disso, para que seja possível regulação de Torque. Os encoders incrementais são amplamente utilizados em aplicações de construção de diversas máquina. Existem várias especificações para encoders, mas para controle de movimento, encoders de dois canais mais um canal de zero é o mais comumente usado. Cada canal é tipicamente diferencial de modo a que os sinais de saída são A, complemento de A, B, complemento de B e Z e complemento de Z. Os sinais de complemento nem sempre precisarão ser conectados e o encoder recebe tensão de André Luis Lenz
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alimentação, fornecida pela própria unidade de acionamento a qual está conectado. O encoder exigido normalmente apresenta as seguintes características: • • • • •
Tensão de alimentação de 12V (ou 15V) com consumo inferior a 200 mA; Dois canais em quadratura (90º), mais pulso de zero, todos os sinais com saídas complementares (diferenciais), ou seja, sinais: A, A , B, B , Z e Z ; Circuito de saída do tipo “Linedriver” ou “Push-Pull”; Circuito eletrônico isolado da carcaça do encoder; Número de pulsos por rotação: 1024 ppr (recomendado);
Na montagem do encoder ao motor seguir as seguintes recomendações: •
Acoplar o encoder diretamente ao eixo do motor, usando um acoplamento flexível (sem flexibilidade torcional); •
•
O acoplamento deve evitar oscilações mecânicas ou “backlash”.
Tanto o eixo quanto a carcaça metálica do encoder devem estar eletricamente isolados do motor (espaçamento mínimo 3mm);
Para conexão elétrica dos sinais do encoder (PG) até o inversor, utilizar cabo blindado, que deve ser mantido distante das demais fiações de potência e de comando, preferivelmente acondicionado em eletroduto metálico. A bainha do cabo blindado deve ser tratada de acordo com as especificações de pulso do codificador e as condições de conexão com o controlador (a figura mostra a bainha de cabo blindado ligado com o cabo do motor de ligação à terra e com o lado do inversor em estado aberto). Um eventual mau funcionamento devido a ruído, se for o caso, pode ser contornado através da ligação do lado do inversor de CM (Comum). Configuração de um Inversor de Frequência para Operar no Modo “Vetorial com Encoder”:
Hoje em dia, não há mais estímulo comercial para que se fabrique inversores de frequência que operem apenas em modo escalar. Assim, todo inversor de frequência fabricado atualmente é algum tipo de “Inversor Vetorial”. Todavia, para maior versatilidade do equipamento, na unidades de acionamento atuais, o controlador interno permite que o usuário configure tanto modos de operação vetoriais, quanto o antigo modo escalar. Então, cabe ao usuário do equipamento, definir uma configuração de parâmetros que resulte no modo de operação desejado: Vetorial com Encoder. Mas antes, vale lembrar que, quando um inversor é energizado pela primeira vez (ou quando o seu conjunto padrão de configuração, preestabelecido de fábrica, é carregado), em geral, uma rotina de configuração que requer a interação com o usuário é iniciada. Conforme o caso, dependendo das habilidades que controlador interno do inversor de frequência tem, em se “auto configurar” corretamente, esta rotina, poderá incluir ou não, que o usuário informe uma série de parâmetros, que são fundamentais a operação do inversor, tais como: • •
Tensão Nominal da Rede CA: Que alimenta a entrada de energia do inversor ; Tensão Nominal do Motor: Ajustar de acordo com os dados de placa do motor e do
arranjo de ligação empregado; •
Corrente Nominal do Motor: Ajustar de acordo com os dados de placa do motor
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• •
•
•
utilizado, levando em conta a efetiva tensão do motor; Frequência Nominal do Motor: Ajustar de acordo com o dado de placa do motor utilizado. Atente para o fato de que, no modo vetorial, a frequência máxima permitida costuma ser menor do que aquela do modo escalar; Velocidade Nominal do Motor: que é a velocidade (em rpm) do motor funcionando à potência nominal, sob tensão e frequência nominais. Ela depende do escorregamento e da velocidade síncrona. Por exemplo, num motor de 4 polos, 60Hz, a velocidade do campo girante no estator é de 1800 rpm, sempre constante. Todavia, o eixo de um motor assíncrono jamais atinge está velocidade pois, para que haja um mínimo torque, como, por exemplo, o torque do motor girando em vazio, um mínimo “escorregamento” deve ocorrer. A medita que mais torque é solicitado do motor, o escorregamento aumenta ainda mais, de modo que, a plena carga, a velocidade do eixo pode ser, por exemplo, de apenas 1730 rpm, o que caracteriza um escorregamento de 3,9%); Potência Nominal do Motor: Ajustar este parâmetro de acordo com o dado da placa do motor utilizado. Este parâmetro pode ser expresso diretamente, em uma unidade de medida de potência ou, em um valor de referência de seleção em uma tabela, como mostrado a seguir:
Ventilação do Motor: Auto Ventilado/Ventilação Independente/Motor Especial;
Note que, todos estes parâmetros, já vem sempre com algum valor predefinido pela configuração de fábrica. A configuração de fábrica é elaborada visando, sempre, colocar os parâmetros em valores que garantam uma maior salvaguarda possível, caso haja a tentativa de se acionar um motor qualquer, sem que se proceda de antemão, o devido ajuste dos parâmetros. Todavia, os inversores vetoriais modernos não requerem mais que vários desses parâmetros sejam inseridos pelo usuário pois, eles são dotados de habilidade de, ao iniciar a operação, pela primeira vez, com um dado André Luis Lenz
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motor, fazer monitoramento de algumas variáveis que lhe permita, ou medi-los ou calculá-los. A isso dá-se o nome de auto sintonia ou autoajuste. Mas para que isso seja feito com acurácia, é preciso, antes de tudo, que o conjunto inversor de frequência / motor esteja “bem casado” em termos de dimensionamento pois, se a corrente nominal do motor for menor que 1/3 da corrente nominal do inversor, o resultado da auto sintonia é muito prejudicado. Obviamente que é prudente que o porte do inversor seja sempre algo superior ao porte do motor que ele irá acionar mas, quanto maior for essa discrepância, além de se estar desperdiçando dinheiro com um inversor sobre dimensionado, estará se incidindo, fatalmente, em uma auto sintonia de resultado cada vez pior. O parâmetro que seleciona que seleciona entre Auto Ventilado/Ventilação Independente/Motor Especial, é requerido com a finalidade de que o controlador interno do inversor proceda, automaticamente, a uma devida modificação em parâmetros relativos a proteção de sobrecarga pois, em um motor auto ventilado, a eficiência da ventilação varia com a variação da velocidade e uma ventilação deficiente, requer que o valor de corrente de sobrecarga seja minorado quando a velocidade é reduzida, dai, são definidos três diferentes parâmetros contendo valores de corrente de sobrecarga, para três diferentes situações de velocidade, como por exemplo: 100%, 50% e 5% da velocidade nominal.
Para se configurar a operação no modo vetorial devemos: 1. Primeiramente atentar para o parâmetro “Tipo de Controle”, que normalmente é o que
define a seleção entre os possíveis modos de operação do inversor de frequência. Em geral, são cinco os possíveis modos configuráveis, por exemplo: • • • • •
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0=V/F 60Hz; 1=V/F 50Hz; 2=V/F Ajustável; 3=Vetorial Sensorless; 4=Vetorial com Encoder.
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Neste exemplo, devemos selecionar o modo 4 (Vetorial com encoder) para a aplicação. Note que, ao trabalharmos no modo 4 (Vetorial com encoder), caso uma possível falta de alguns dos sinais do encoder venha a ocorrer, ou caso o encoder esteja com fiação invertida, isso ocasionará que o o inversor de frequência entrará em modo de bloqueio do acionamento, o que causa a parada do motor a ele ligado, ao mesmo tempo em que no mostrador do mesmo aparecerá uma informação do código de erro correspondente a tal falha, para a devida orientação do operador. Em geral, nas paradas por bloqueio causada por falha. Note que, em paradas por bloqueio, em geral, não há procedimento especial algum, da parte do inversor, ele simplesmente para de fornecer energia ao motor e este parará por inércia. Todavia, se a parada por inercia resultar em uma regeneração que provoque um grande acréscimo de tensão ao link CC do inversor, ele fará atuar procedimento de descarga do link CC, o que resulta em maior rapidez da parada. Todavia, neste caso, é possível que o código de erro da falha, informado no mostrado, mude para informar a “Sobretensão no link CC”, ao invés de informar o problema com o encoder. 2. Consequentemente, em seguida, deve-se atentar para o parâmetro “Dados do Encoder”.
Este parâmetro aceita valores dentro de uma faixa preestabelecida (ex: 250 a 9999). Este parâmetro informa ao controlador sobre a resolução do encoder que está sendo empregado, e é expressa em pulsos por revolução (ppr). Ao selecionarmos o valor “4=Vetorial com Encoder” para o parâmetro “Tipo de Controle”, o parâmetro “Dados do Encoder”, em geral, passa a assumir, por predefinição o valor 1024 ppr, de modo que é necessário informar, neste parâmetro, o valor correto da resolução do encoder empregado: Inversores de frequência vetoriais modernos são dotados, por padrão, de entrada para um encoder incremental. No entanto, modelos mais antigos requerem que seja adquirido um cartão eletrônico extra, que deve ser inserido no inversor, para dotá-lo da capacidade de receber sinais de um encoder. 3. Agora devemos nos ater ao parâmetro “autoajuste”. Este parâmetro define se haverá ou não
habilitação do procedimento de autoajuste e, no caso disso ser afirmativo, define também a forma como o autoajuste se dará, ou seja, se será ou não permitido que o procedimento seja feito girando o motor ou se só poderá ser feita sem girar. Define ainda, no caso de ser permitido girar, o que, exatamente, será medido durante o autoajuste. Num exemplo, podemos ter as seguintes opções para este parâmetro: • • • • •
0 = Não há autoajuste; 1 = Sem girar; 2 = Girar para IM; 3 = Girar em TM (1); 4 = Medir TM (1);
(1) - Modos de autoajuste possíveis somente com encoder; O objetivo da rotina de autoajuste é o de buscar, através de medições e estimativas, o melhor ajuste possível para alguns parâmetros que propiciam um desempenho diferenciado superior do André Luis Lenz
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modo de operação vetorial. Existe uma certa diversidade das técnicas de controle vetorial mas, numa versão exemplar, estes parâmetros podem ser cinco: • •
•
•
•
Resistência do Estator do Motor (RS), é estimada e é resistência ôhmica dos enrolamentos
do estator, que é algo dependente da temperatura do motor; Corrente de Magnetização do Motor (IMR), é medida. A corrente absorvida pelo motor de indução tem duas componentes: Uma componente reativa (corrente de magnetização) e uma componente ativa (corrente de trabalho ou corrente de torque). A corrente magnetizante não depende da carga, sendo inerente à concepção do estator e a tensão do estator. É a corrente magnetizante que estabelece o fluxo no ferro e que o motor demanda quando acionado em vazio (sem carga). A corrente de magnetização será tipicamente entre 20% e 60% da corrente nominal do motor (quando acionado a plena carga). Uma corrente de magnetização baixa indica uma perda no ferro baixa, enquanto uma corrente de magnetização elevada indica um aumento de perda no ferro e uma consequente redução na eficiência operacional; Indutância de Dispersão de Fluxo do Motor (σLS), é estimada. A indutância de Dispersão do Fluxo do Motor resulta da interação mútua entre a Indutâncias de Dispersão do Estator e a Indutância de Dispersão do Rotor. Quanto a indutância de dispersão do estator, ela é somente função das dimensões físicas da máquina, sendo usualmente constante para uma dada máquina, independentemente das condições de operação tais como: temperatura, corrente, tensão ou fluxo. Já, a indutância de dispersão do rotor, pode também ser considerada como constante dentro de uma dada região de operação de interesse da máquina; Constante Lr /Rr (Constante de Tempo Rotórica do Motor (Tr)). Quando um controle busca adaptar-se às variações da constante de tempo rotórica, ele está fazendo o mesmo que adaptar-se ao escorregamento escorregamento do motor. Entre os parâmetros de um motor que variam sob mudanças das condições de operação, principalmente temperatura, a constante de tempo do rotor é a mais sensível e ela interfere diretamente na resposta do controlador, por isso alguns algoritmos especiais de estimação desse parâmetros são utilizados para melhorar a resposta do controlador; Constante TM (Constante de Tempo Mecânica) . Deriva da inércia de massa do sistema mecânico, seja em vazio ou com carga, e implica no tempo necessário para um motor, partindo de um estado parado, atingir uma velocidade correspondente a 63,2% sua velocidade nominal, sendo acionado com tensão e frequência nominal. A Constante de Tempo Mecânica é muito maior que a Constante de Tempo Elétrica. A constante de tempo mecânica que importa é medida com carga, por medir-se a velocidade, pela avaliação dos pulsos do encoder num determinando intervalo de tempo.
Todos esses cinco parâmetros se tornam relevantes, apenas, no contexto do modo vetorial de controle e os respectivos registradores associados a esses parâmetros terão seus valores afetados durante a execução das rotinas de autoajuste. Primeiro define-se um dos modos de execução do autoajuste e em seguida pressiona-se o botão que comanda a partida da da execução da rotina de autoajuste. Em geral, um autoajuste é realizado durante o comissionamento da máquina ou equipamento que emprega o inversor de frequência, já todo montado no local de instalação do cliente e, nem sempre é fácil desacoplar a carga do eixo do motor, com segurança. Neste caso, o autoajuste pode ser realizado sem girar o eixo do motor, obviamente que com algum prejuízo da acuracidade do resultado. Assim, quando não é possível acionar o motor sem carga acoplada ao eixo usar, usa-se a opção “Sem Girar”.
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Na execução de uma rotina de autoajuste “Sem Girar”, a corrente de magnetização (IM) será obtida de uma tabela de referência, de acordo com o modelo de motor declarado, exceto se já houver valor diferente de zero previamente definido, neste caso, o valor predefinido é conservado. Assim, em caso de substituição do motor original por outro, não sendo este compatível com a tabela normalizada de IM, deve-se, ou entrar manualmente com um valor para este parâmetro, ou fazer a opção por “Girar para IM”. Podendo-se girar o motor, obrigatoriamente sem carga, é possível ao autoajuste fazer a estimativa da corrente do motor IM, mesmo que numa aplicação em malha aberta (“sensorless”). Caso seja executada uma rotina de autoajuste através da opção “Girar para IM”, havendo carga acoplada ao eixo do motor, poderá ser estimado um valor errado de IMR (Corrente de Magnetização do Motor). Neste caso, carga significa, inclusive, um redutor a vazio ou mesmo apenas um disco de inércia, por exemplo. A tentativa de realizar o autoajuste pela opção “Girar para IM” com carga acoplada ao eixo do motor, pode acarretar, até mesmo, o bloqueio do inversor por sobrecorrente. Além das opções acima, é possível também estimar o valor de TM (constante de tempo mecânica). Não havendo um encoder, o parâmetro TM (constante de tempo mecânica) será ajustado para um valor aproximado. Para isto, são levados em conta, tanto o valor extraído de uma tabela que define a inércia do rotor do motor, como também, a Corrente e a Tensão Nominais do inversor. Havendo um encoder no sistema e, sendo possível acionar o motor tanto com carga quanto sem carga, uma ótima auto sintonia pode ser realizada, em duas etapas: • •
Primeiramente, sem carga acoplada ao eixo usar a opção “Girar para IM” e executar uma rotina de autoajuste a fim de obter um parâmetro IM ótimo; Concluída a rotina de autoajuste sem carga, acoplar carga ao eixo do motor e fazer a opção “Gira em TM”, de forma a estimar TM (constante de tempo mecânica). Neste caso será levada em conta também também a carga acionada, melhorando a performance dinâmica do acionamento em operação. Esta opção deve ser escolhida para se fazer um autoajuste com carga acoplada ao eixo do motor. Neste caso, o motor girará somente um mínimo necessário para estimar a TM. Os demais parâmetros são estimados com o motor sem girar.
A última opção, ou seja, “Medir TM” é para o caso em que se deseje estimar somente TM, sem que nenhum parâmetro mais seja alterado. Os resultados de um autoajuste podem divergir consideravelmente se ele é obtido com o motor frio ou com o motor previamente aquecido, de modo que, como o autoajuste busca um melhor resultado para uma operação normal, ou seja, com motor aquecido, algumas rotinas de autoajuste incluem procedimentos visando unicamente aquecer um pouco o motor, antes de realizar medições. Após pressionar o comando para iniciar a rotina de autoajuste, ela só poderá ser abortada quanto todos os parâmetros a serem medidos / estimados, sejam diferentes de zero. Caso contrário, a rotina não aceita ser interrompida. No modo vetorial, quando for acionado o comando de “Parada”, o motor irá desacelerar até velocidade zero, na qual permanecerá com corrente de magnetização (corrente a vazio). Isto mantém o motor com fluxo nominal para que na próxima “Partida” ele tenha uma resposta rápida. Todavia, para motores auto ventilados com corrente a vazio maior que 30% da corrente nominal (o que ocorre, normalmente, motores menores que 10CV), é recomendável que o motor não permaneça muito tempo parado com esta corrente, devido a um possível sobreaquecimento. André Luis Lenz
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Nestes casos recomenda-se atuar no comando “Habilita Geral” (depois que o motor já estiver efetivamente parado e que dispositivos de segurança, como, por exemplo, o freio eletromecânico já estejam devidamente atuado), o qual irá zerar a corrente no motor quando houver a desabilitação. Também costuma existir a possibilidade de desabilitar a permanência da corrente de magnetização em velocidade, também, a partir do parâmetro “Modo de Magnetização”, podendo-se, até mesmo, programar um atraso nessa desabilitação. No modo vetorial, quando a rotina de autoajuste é executada, o “Ganho Proporcional do Regulador de Velocidade” e o “Ganhos Integral do Regulador de Velocidade” são ajustados em função do parâmetro “Constante TM”, todavia, estes ganhos podem ser ajustados, também, manualmente, para otimizar a resposta dinâmica de velocidade. Aumentar estes ganhos para deixar a resposta mais rápida. Se a velocidade começar a oscilar, baixar os ganhos. No modo vetorial com encoder, se ocorrer de o acionamento não conseguir fazer o motor atingir velocidades próximas ou superiores a velocidade nominal, procurar fazer ligeiras diminuição de valor, tanto no parâmetro “Ponto de Início do Enfraquecimento de Campo ”, quanto no parâmetro “Fluxo Nominal”. A função “Torque / Velocidade”, que pode ser comandada via uma entrada digital é válida somente para o modo vetorial de operação: •
Quando for selecionado “Torque”, os valores previamente registrados dos parâmetros de ganhos (GP e GI) do regulador P-I de velocidade deixam de ser utilizados e são forçosamente substituídos por: GP = 1.00 e GI = 0,00. Com isto, a Referência Total passa a ser a entrada do Regulador de Torque. Nas aplicações com controle de torque, havendo um encoder, é altamente recomendável ativar o parâmetro “Otimização do Regulador de Velocidade para Controle de Torque”.
•
Quando for selecionado “Velocidade” os valores de ganhos prévios do regulador de velocidade são restaurados e voltam a ser alteráveis nos respectivos parâmetros.
O parâmetro de leitura “Torque no Motor” indica o torque desenvolvido pelo motor, expresso na forma de porcentagem da corrente nominal do motor, que é calculado como segue: I TM =
Onde:
√
Φ N
( I )2 ( I ⋅ ) 100 NM
100
I M ⋅ T M = I TM
⋅Y
Y
= Torque no Motor; = Corrente de Torque atual do Motor; = Corrente de Torque Nominal do Motor, dada por: = Corrente Nominal do Motor; = Corrente de Magnetização do Motor; = Fluxo Nominal; = 1 para N ≤ NN;
Y
=
N NN
= Velocidade Atual; = Velocidade Nominal do Motor.
T M I I TM I NM I M Φ N
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2
N N N
para N> NN
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Quando se opera em modo vetorial, um relê de saída pode ser programado para sinalizar quando “Torque do Motor > Tx” ou quando “Torque do Motor < TX”. Nestas funções, o Torque do Motor, que é calculado como mostrado anteriormente e cujo resultado do cálculo é armazenado em um determinado registrador de parâmetro, é comparado com um dado valor (TX), que é definido pelo usuário, e que é guardado em outro registrador de parâmetro, normalmente expresso na forma de porcentagem da corrente nominal do motor. A função “Max. Corrente de Torque” permite o controle do limite da corrente de torque, em ambos os sentidos de giro (P169 e P170) e na velocidade máxima (P171 e P172), por meio de um valor inserido em uma entrada analógica. Neste caso tornam-se parâmetros apenas de leitura. Ver figura 6.26 a). Para esse tipo controle, observar se P160 (Tipo de Controle) igual a 1 (Regulador para controle de torque). Quando AI2 for ajustado no máximo (P019=100%), o limite de torque será o máximo P169/P170=180%
Inversores de frequência vetoriais de diferentes fabricantes costumam apresentar diferentes desempenhos, não apenas devido a diferença no conjunto de parâmetros medidos e estimados, mas, principalmente, devido a diferenças de desempenho dos próprios algorítimos de estimação empregados. Descrição da função “Polaridade do Torque +/-” para ligação Mestre / Seguidor:
É possível se configurar o inversor para que o valor do Torque do Motor venha a ser indicado por meio de uma das suas saídas analógicas. Isso é particularmente útil quando necessitamos aplicar uma arquitetura mestre / seguidor, envolvendo dois acionamentos, onde seja necessário sincronizar André Luis Lenz
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dois inversores. A implementação desta função requer que uma das saídas digitais à transistor ou à relé do Inversor “mestre” seja programada para uma das opções: “Polaridade de Torque +/-” ou “Polaridade de Torque -/+”. Se for usada uma saída digital à transistor do tipo coletor aberto, atentar para a necessidade de emprego de resistor de “pullup” nesta saída (normalmente 1K5Ω, 1/2W). Esta saída deve ser então conectada a uma entrada digital do inversor “Seguidor”, que é configurado a fim de que ele entenda esta entrada como sendo o seu comando de sentido de Giro. Quando a corrente de torque do Inversor “Mestre” for positiva então a Saída Digital estará no nível zero, forçando o regulador de velocidade do Inversor “Seguidor” a saturar positivamente, produzindo corrente de torque positiva. Quando a corrente de torque do Inversor “Mestre” for negativa então a sua Saída Digital estará com +24V, forçando o regulador de velocidade do Inversor “Seguidor” a saturar negativamente, produzindo corrente de torque negativa.
Como Garantir que o Freio Eletromecânico Atuou com Efeito:
Todos os aparelhos de elevação devem ser providos de freios calculados e instalados de maneira a poder suportar eficazmente uma carga que atinja, pelo menos, vez e meia a carga autorizada. Ao realizar o movimento de elevação da carga, ao atingir um posicionamento próximo ao de parada, o acionamento desacelera o motor até zero e o mantém assim, parado, sustentando a c arga em suspensão. Também se durante o movimento de elevação, o limitador de elevação for atingido, sinalizando que André Luis Lenz
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a carga tende a ultrapassar o limite superior do curso que lhe está fixado, deve-se promover, automaticamente, uma rápida desaceleração e parada do movimento de elevação, e manutenção da suspensão da carga. Porém, manter o motor com corrente de para que ele desenvolva um torque suficiente para manter a carga em suspensão, à velocidade zero pode causar um sobreaquecimento do motor, principalmente se ele for do tipo auto ventilado. Então, a partir deste momento, o freio eletromecânico deve atuar, a fim de liberar o motor desse trabalho. Os guinchos dos aparelhos de elevação devem ser concebidos de modo a que a descida das cargas se faça com o motor embraiado e não em queda livre. Alguns inversores de frequência memorizam o “torque do motor” ao elevar uma carga suspensa, quando que estava sendo realizado, no instante imediatamente anterior ao acionamento do freio eletromecânico, e aplica esse mesmo valor, no instante imediatamente anterior ao freio eletromecânico ser aberto, a fim de evitar a queda ou o deslize da carga. Duplo Mecanismo de Elevação:
Guindastes, pórticos ou pontes rolantes de grande porte, em geral, costumam possuir dois mecanismos de elevação independentes, nos quais dois motores movem o guicho de cada mecanismo de elevação de forma síncrona para içar o gancho por meio de um redutor de velocidade por relação de transmissão. Neste caso, a solução de acionamento para a regulação de velocidade do conversor de frequência do mecanismo de içamento, adota uma solução "um-para-um", ou seja, um inversor de frequência para acionar cada motor. A sincronização necessária entre os dois mecanismos de elevação independentes, significa que uma unidade escrava (seguidora) deverá ler a referência de velocidade de outra unidade (mestre) e a de posição de um codificador externo ou de outra unidade. A relação de transmissão normalmente pode ser ajustada para se adequar à aplicação. Em geral, as soluções de controle mestre / escravo são dotadas tanto de função de sincronização de velocidade, quanto de balanceamento de potência e são adotadas para os inversores de frequência dos mecanismo de elevação. A função de mestre / escravo é concebida para aplicações em que o sistema é executado por dois ou mais conversores de frequência, e em casos em que os eixos motores são acoplados uns aos outros através de engrenagens, ou de cadeia, ou correia, etc. Graças à função mestre / escravo, a carga pode ser distribuída entre as unidades. Se a velocidade for perfeitamente sincronizada e a potência perfeitamente balanceada, esta solução de controle realiza, consequentemente, balanceamento preciso do torque, distribuído nos dois motores. Os sinais de controle externo estão ligados apenas para a unidade mestre. A unidade mestre pode controlar o escrava(s) através de uma ligação de comunicação serial. A unidade mestre é tipicamente "velocidade controlada" e a(s) outra(s) unidade(s) apenas seguem André Luis Lenz
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ou o seu torque ou a sua referência de velocidade. Em geral, o controlo de torque do escravo deve ser usado quando os eixos dos motores da unidade mestre e da unidade escrava são ambos acoplados solidamente uma ao outro, seja por engrenagens, ou por correntes etc, de modo que nenhuma diferença de velocidade entre as unidades é possível (ver mestre / Seguidor de aplicações, a representação esquemática). Já, um controle de velocidade do escravo deve ser usado quando os eixos dos motores da unidade mestre e da unidade de seguidor, são ambos, acoplado de forma flexível ao outro, de modo que uma diferença de ligeira velocidade entre as unidades seja possível (ver mestre / aplicações seguidor, representação esquemática.). Em algumas aplicações, tanto o controle de velocidade e quanto o controle de torque dos seguidores, ambos são necessários. Nesses casos, uma seleção entre o controlo de velocidade e o controlo do torque pode ser realizada, no tempo de movimento, através de uma entrada digital do seguidor. Os desafios maiores do uso de Inversores de Frequência em elevação de carga é o de aumentar tanto a velocidade do movimento, quanto a precisão de posicionamento, bem como a segurança da aplicação, respeitando rigorosas normas e ainda reduzindo espaços ocupados na instalação. Os inversores de frequência dos mecanismos de elevação das pontes rolantes devem permitir a descida da carga apenas com o controle de frenagem dinâmica (drenando para um determinado circuito a energia armazenada no circuito rotor). Em caso de interrupção prolongada da rede de alimentação elétrica, deverá ser utilizado um sistema de controle manual dos freios por meio de alavancas, que assegure a descida suave da carga. Em operação, é o inversor que freia o motor até a velocidade próxima de zero de forma eletrônica. O freio é somente utilizado para estacionamento, reduzindo drasticamente o consumo de escovas e/ou pastilhas do sistema de freio. O emprego de um inversor de frequência que integre a funcionalidade de controle programável é interessante, permitindo a criação de aplicativos de software próprios em casos onde aspectos de segurança sejam mais rigorosos, como por exemplo, onde seja necessário se manter um controle preciso da função anti balanço, para evitar movimentos descontrolados da carga em velocidades elevadas de manuseio e da função de controle da rotação, para rotações mais suaves das cargas. Algumas pontes rolantes precisam movimentar cargas longas, como barras, tubos, vigas e eixos, por exemplo. Soluções iniciais apontaram para emprego de barras de carga. Todavia, as barras de André Luis Lenz
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carga reduzem o curso da elevação, demandando aumento da altura própria do equipamento. Assim, posteriormente, concebeu-se pontes constituídas de dois carros, sendo que em cada carro tem-se um guincho, sendo, assim, um de elevação principal e um guincho de elevação auxiliar. Outras soluções de pontes, mais inovadoras, numa forma mais adequada, dispõem de duas talhas num único carro, porém com distanciamento entre os ganchos ajustável eletricamente entre ganchos. Estas são isentas de operação de deslocamento acidental dos ganchos de carga ao elevar ou transladar, enquanto que, nas primeiras, o espaçamento entre os ganchos pode se alterar ao transladar os troles, causando situações de cargas perigosas.
Em ambos os casos, considerando-se o aspecto da movimentação de tais pontes, verificam-se que existem os movimentos referentes à elevação principal e a auxiliar, especialmente adequado para transportar cargas longas de diferentes comprimentos, como barras, tubos e vigas, por exemplo, além do movimento do(s) carro(s) de translação e do movimento das cabeceiras sobre o caminho de rolagem longitudinal. Ao transladar, se faz necessária a operação sincronizada absoluta, ao transportar cargas de diferentes comprimentos, e, com dois carros independentes, a sincronização completa não é possível, sem um custo bastante elevado, além de que o mecanismo do suprimento de energia se torna mais complexo. Uma sincronização inadequada pode fazer, ainda, com que o espaçamento entre os ganchos se altere ao transladar os troles, causando situações de cargas perigosas. Os inversores de frequência vetoriais, hoje, são dotados de opcionais que permitem implementar técnicas de controle de movimento, manipulação de vários eixos de acionamento, posicionamento e sincronismo de velocidade ou sincronismo de posição. Para a sincronização do movimento de elevação de carga em dois eixos interdependentes, o controle vetorial nos inversores de frequência é necessário, porém, não é, em si só, suficiente, pois, é necessário, ainda, que se opere uma regulação em malha fechada, com o emprego um (ou mais) encoder (tacogerador de pulsos) acoplado aos motores para que se tenha uma dinâmica adequada. O inversor com realimentação por encoder incremental é capaz de controlar não apenas a velocidade, mas também o torque no acionamento do motor, pois calcula as duas componentes da corrente do motor. Este tipo de inversor de frequência consegue atingir excelentes características de regulação e de resposta dinâmica, tais como: •
Regulação de velocidade: 0,01%;
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• • • • •
Regulação de torque: 5%; Faixa de variação de velocidade: 1:1000; Torque de partida: 400% máx; Torque máximo (não contínuo): 400%; Com a sobreposição de uma malha de controle extra pode-se controlar, inclusive, posicionamento.
Com a maciça utilização dos encoders tem surgido diferentes tipos de técnicas de medição digital de velocidade. Para analisar estes métodos é importante definir os parâmetros que caracterizam um sistema de medição, a saber: • •
Resolução: É o menor incremento de velocidade que pode ser medido pelo sistema; Precisão: É o máximo desvio que o valor medido sofre em relação ao valor real de
velocidade; • •
Tempo de detecção: É o tempo que o sistema necessita para realizar a medição. Faixa de medição: É a faixa de velocidades (velocidade máxima, velocidade mínima)
dentro da qual o sistema opera dentro das especificações. Assim, um bom sistema é aquele cujo método de medição propicia alta resolução, alta precisão e baixo tempo de detecção numa larga faixa de medição. Existem vários métodos de medição de velocidade. Cada método pode ser caracterizado por um “algoritmo de estimação”, já que o valor da velocidade é “estimado” a partir de um dado de posição. Sincronização por Pulso de Velocidade ou Torque:
A figura ao lado mostra um exemplo de aplicação onde, não obstante o fato de existirem redutores de relação, que são necessários para adaptar velocidades e/ou torques dos motores com as respectivas cargas, existe também para cada eixo um acionamento controlado eletronicamente. Este tipo de sistema oferece grande flexibilidade do controle eletrônico onde qualquer combinação de velocidade e sentido de rotação pode ser programado. O sistema possui três eixos com um motor e um acionamento por eixo. Um dos eixos opera com a função de mestre, isto é, seu valor real de velocidade é fornecido para sincronizar os outros eixos, considerados escravos, pois suas velocidades serão proporcionais, com razão de proporcionalidade programável, à velocidade do eixo mestre.
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A solução adotada, no caso de duplo guindaste, os inversores de frequência dos motores da elevação operam em sincronismo de torque com laço de controle de velocidade e torque com técnica vetorial em malha fechada com realimentação da posição rotórica e rotação por meio de encoder incremental. Em cada motor respectivo, instala-se ainda uma superposição de um laço de controle de posição realimentada por encoder absoluto, que pode estar acoplado ao respectivo tambor de recolhimento dos cabos. O esquema resultante pode ser representado pela figura: Já, quanto os inversores de frequência e os motores das cabeceiras, estes devem operam de maneira mais simples, ou seja, ligados no sistema de mestre/escravo, com divisão de torque (par) da carga, sendo o mestre, com laço de controle de velocidade e torque (par) vetorial fechado com realimentação por encoder incremental. O escravo, com laço de controle de velocidade e torque (par) vetorial fechado com realimentação por encoder incremental, em seu respectivo motor, porém com referência de torque (par) proveniente do inversor de frequência do mestre. Os inversores de frequência escolhidos para serem implementados no projeto devem ser inversores todos inversores de frequência vetoriais, porém, os inversores da elevação de carga são mais críticos de seleção e devem ser capazes de desenvolver elevado torque com velocidade zero, como ABB, Yaskawa ou Danfoss, por exemplo. Economia de Energia com Inversores de Frequência na Automação de Pontes Rolantes:
Entre o final do ano de 2005 e o início de 2006, a ABB Service realizou um levantamento a pedido da Yaskawa do Brasil/Movitec, em uma das pontes rolantes da CSN, que teve a finalidade de confirmar a economia de energia elétrica obtida depois da instalação de inversores de frequência nos movimentos da ponte rolante. O equipamento escolhido para este levantamento foi a Ponte Rolante PR151 da oficina de cilindros na Companhia Siderúrgica Nacional – CSN localizada em Volta Redonda – RJ e o trabalho foi feito junto ao barramento trifásico de alimentação da Ponte Rolante PR#151_GDL-5 André Luis Lenz
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Primeira Medição:
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Arranjo Elétrico:
A primeira medição foi realizada antes da reforma da ponte rolante. Nesta medição os motores da elevação, direção e ponte eram do tipo anéis com controle por resistências rotóricas e contatores. •
Totais Apurados:
O total de kilowatt/hora gasto durante o período de 5 dias foi de 2.224,78kWh. O fator de potência médio da instalação no período de 5 dias foi de 0,64. Segunda medição:
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Arranjo Elétrico: 1. A segunda medição foi realizada após a reforma da ponte rolante. Nesta medição os motores da elevação, direção e ponte tiveram os anéis curto circuitados transformando os mesmos em motores de rotor gaiola. O acionamento de todos os motores passou a ser realizado com inversores de frequência do tipo Varispeed G5 de fabricação Yaskawa, com frenagem dinâmica por módulos de frenagem externos.
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Totais Apurados:
O total de kilowatt/hora gasto durante o período de 5 dias foi de 1.049,07 kW.h. O fator de potência médio da instalação no período de 5 dias foi de 1,00. Comparativo dos Resultados:
Primeira medição (sem inversores): 2.224,78 kWh FP = 0,64 Porcentagem de economia: (2.224,78 – 1.049,07) / 2.224,78 = 52,8%
Segunda medição (com inversores): 1.049,07 kWh FP = 1,00
Vantagens: 1. Economia de Energia Elétrica:
Neste caso em específico a aplicação de inversores substituindo motores de anéis registrou uma economia de cerca de 50%. Esse fato deve-se a não mais utilização dos resistores de partida e motores de anéis e sim inversores de frequência os quais permitem ao motor partir com tensões reduzidas reduzindo o consumo em energia elétrica. •
Elevado Fator de Potência:
Outro fato extremamente importante no tocante ao consumo de energia é o fator de potência que passou de 0,64 para próximo a 1,00, eliminando qualquer possibilidade de multa por parte da concessionária de energia em virtude de fator de potência acima do permitido por André Luis Lenz
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lei que é de 0,92, além de eliminar a necessidade de instalação de banco de capacitores para correção do fator de potência da instalação. •
Eliminação de Contatores – Menor desgaste e menor manutenção:
Eliminou-se os contatores de controle dos motores de anéis, os quais possuíam altos índices de desgaste nos contatos em virtude do elevado número de manobras por hora. O inversor proporciona partidas/reversões eletrônicas, sem utilização de contatores. •
Menos Solavancos – Maior durabilidade do conjunto mecânico:
O inversor acelera e desacelera a ponte em rampa evitando solavancos e choques nos redutores, rodas e freios. Todo o conjunto mecânico da ponte é beneficiado, pois a redução de choques e solavancos aumenta a vida útil de todo o conjunto. •
Utilização de Motores Gaiola ao Invés de Motores de Anéis:
Motores de gaiola são mais baratos e com menor custo de manutenção em relação aos motores de anéis, pois não utilizam escovas e porta escovas. As escovas têm desgaste e devem ser trocadas periodicamente. Motores de gaiola são de rápida reposição e não possuem o inconveniente de utilizar escovas. Os motores de anéis estão se tornando especiais e de difícil reposição. •
Redução no Desgaste de Lonas e/ou Pastilhas de Freio:
O inversor freia o motor até a velocidade próxima de zero de forma eletrônica. O freio é somente utilizado para estacionamento reduzindo drasticamente o consumo de escovas e/ou pastilhas de freio. Conclusões:
Foi obtida uma economia de aproximadamente 50% no consumo de energia na Ponte Rolante PR 151 da oficina de cilindros da Companhia Siderúrgica Nacional - CSN, em Volta Redonda. O fato é apontado como um dos principais resultados obtidos com a substituição dos motores de anéis e resistores de partida por inversores de frequência Yaskawa, que permitem ao motor partir com tensões reduzidas, diminuindo o consumo de energia elétrica e aumentando a vida útil dos equipamentos envolvidos no processo. De acordo com o responsável pela implantação do sistema na CSN, outro fator importante foi a eliminação de contatores, o que gerou menor desgaste e menos manutenção. "Os contatores de controle dos motores de anéis possuíam altos índices de desgaste em virtude do elevado número de manobras por hora. Com a utilização do inversor de frequência foi possível a realização de partidas/reversões eletrônicas, sem utilização de contatores". Além desses benefícios, o novo sistema conseguiu espaçar a periodicidade de manutenção e diminuir o número de sobressalentes utilizados no processo, gerando uma significativa economia de custo. "Na prática a implantação do novo inversor facilita o diagnóstico de manutenção. Agora é possível gerar gráficos, histórico de manutenção e relatórios com mais facilidade e, apesar de não conseguir mensurar valores, percebemos claramente que a preservação mecânica dos equipamentos André Luis Lenz
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é uma realidade. Com a partida mais suave e frenagem sem solavancos os ganhos são visíveis".
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1- Fim de curso rotativo de elevação; 2- Fim de curso do carro; 3- Fim de curso sobrecarga eletromecânica; 4- Fim de curso sobrecurso do desvio de banda; 5- Botoeira de comando pendente ou pendente do carro; 6- Limitador mecânico do curso do carro; 7- Suporte da linha;
8- Motorredutor com freio; 9- Mastro coletor de energia; 10- Quadro Elétrico; 11- Fim de curso da Ponte; 12- Cabo (Eletrificação tipo Festoon); 13- Carros porta cabos; 14- Talha elétrica.
Elementos do Controle dos Movimentos: Botoeira pendente:
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A botoeira pendente ainda é a forma mais tradicional de controlar os movimentos de uma ponte rolante. Entretanto, como a botoeira pendente é ligada ao painel elétrico da ponte rolante através de um cabo, ela pode contribuir para aumentar o risco da operação (devido a proximidade do operador com a carga que está sendo movimentada), diminuir a produtividade (o operador pode ter dificuldade em se movimentar por entre máquinas e materiais, pois está preso a ponte rolante pela botoeira pendente) e aumentar os custos de manutenção (pois o cabo está sujeito a enroscar em algo e a botoeira
pendente está sujeita a golpes e pancadas). As Botoeiras Pendentes são o resultado de experiência sobre as necessidades da operação possibilitando fácil manuseio de utilização e operação ergonômica de um equipamento e prático e leve, possibilitando máxima liberdade possível aos movimentos do operador. As Botoeiras Pendentes são específicas para aplicações em pontes rolantes, talhas elétricas, guinchos de coluna, pórticos e equipamentos de elevação e transporte. A simbologia dos botões predominante são de acordo com a Norma FEM (Federation Europeenne de la Manutention) 9.941. As caixas para botoeiras, em geral, são constituídos de material termoplástico auto extinguível com duplo isolamento e grau de Proteção IP 65 (conforme EN 60529, IEC 529). Os arranjos de execução preveem de 2 a 14 furos de Ø = 22 mm em fila única ou em fila dupla. A Entrada do cabo é dotada de ponteira de borracha com Ø de 8 mm até 24 mm.
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Os Blocos de Contatos utilizados, internamente, nas arranjos de montagem, permitem até três blocos por botão e possuem contatos que permitem corrente máxima a de 16A e tensão de isolação de 600V conforme IEC 947-5-1. Os elementos de contato utilizados são caracterizados por acionamento lento,
dupla ruptura, auto limpante, abertura positiva e abertura forçada (de contato NF). A força máxima de acionamento é de 0,4 N. É aconselhável que os botões comando das botoeiras pendentes sejam à prova de falhas, ou seja, tipo pressão constante, que tenham a sua função devidamente rotulada, que sejam de construção à prova d'água, e que exista sempre um botão de paragem de emergência com trava.
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Todo o tipo botoeira pendente com fio devem ser energizada por tensão extra baixa (ou seja, não superior a 50V AC ou 24V DC), e tem o cabo de suporte e catenária isolado a partir da estrutura da grua. Controle Remoto:
Outra maneira de controlar os movimentos de uma ponte rolante é através do uso de um controle remoto via rádio frequência. Este tipo de equipamento é composto por um receptor de rádio frequência conectado eletricamente ao painel da ponte rolante, um transmissor portátil para seleção dos movimentos, carregador de baterias e bateria (química). O uso do controle remoto via rádio frequência oferece algumas vantagens sobre a botoeira pendente: •
O transmissor do controle remoto é portátil, assim, assegura um melhor posicionamento do operador em relação a carga que está sendo movimentada, ou seja, mais segurança na operação da ponte rolante.
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O controle remoto permite que o operador se posicione a uma distância segura do receptor que está conectado ao painel da ponte rolante, ou seja, o operador pode escolher a melhor e mais eficiente rota dentro da configuração de instalação de fábrica para se locomover, aumentando a produtividade.
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Com o uso do controle remoto, a botoeira pendente pode ser retirada ou pode continuar instalada atuando como reserva do controle remoto. Em ambos os casos o desgaste dos cabos será mínimo, reduzindo os custos de manutenção da ponte rolante.
Cabine:
Outra maneira de controlar os movimentos da uma ponte rolante é através de uma cabine de operação que é localizada na própria ponte rolante. Este tipo de controle é utilizado quando o ambiente abaixo da ponte é muito agressivo e/ou quando o operador precisa visualizar a operação pelo alto, como, por exemplo, a movimentação de um container (transporte). Manutenção:
É imprescindível que a empresa prestadora de serviço e seus colaboradores atendam ao descrito na NR 10 – Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade que "estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade". Recomendações de Segurança Operacional:
1. Esteja familiarizado com os comandos, procedimentos e advertências de operação das talhas; 2. Esteja certo de que o deslocamento do gancho está ocorrendo na mesma direção indicada nos controles; 3. Esteja certo de que os limitadores de fim de curso da talha funcionam corretamente; 4. Tenha os pés firmes no chão, quando operar a talha; 5. Esteja certo que os suportes da carga ou outros dispositivos aprovados são do tamanho correto e estão bem apoiados no gancho; André Luis Lenz
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