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MOTORES E GERADORES

1. R S T R S T 27 59 81 27 59 81 K1B K2B Liga p Es Liga Desliga Desliga o o O o oo Comandos E o o alla a du e y Comandos desconex o K2A Kia desconex o partida etc ic Normal LL sa T ii fi parada etc Normal Falha Ligado Ligado Falha L1 L2 L3 Eventualmente a fun o 81 poder n o ser utilizada para a rede baseando se no pressuposto de que n o ocorrem varia es de freq ncia da rede Entretanto dependendo do local da instala o estas varia es podem ocorrer Em muitas aplica es s o utilizados disjuntores com comandos motorizados em substitui o aos contatores Alguns fornecedores disponibilizam conjuntos montados com op o de adi o de componentes definidos pelo cliente Acess rios INCLUSOS NO MODELO B SICO INCLUSOS Alavanca de Carregamento manual das molas o Prolongador dos trilhos o para a extra o dos Bot o mec nico de fechamento disjuntores Bot o mec nico de desligamento Alavanca suplementar para Indicador mec nico de molas carregadas extra o do disjuntor Rel de fechamento OPCIONAL A PEDIDO o Indicador el trico de posi o do disjuntor inserido teste e extra do Rel de abertura Motor el trico com redutor para carregar as molas de fechamento Micro switch para telessin
2. Fase 1 1 2 Fase 2 N 4 S Joo pe o a 40 40 A Feia Neutro 440 254 Volts 129 lia 1250 as O OO 4x 5m 6 E 7A 8h 9 es O x 1 g Fase 3 3 j Bobinas em s rie www joseclaudio eng br Fase 1 1 2 Fase 2 gt A 18 Q ES a TO I NSO 380 220 Volts ho o Ia v Neutro Tin I2 10 Y asd O i O LADY NON lt gt 4m 5m 6 NAO O O o N 09 60 Ta Ba O EEN O OO LOA as DA 8 O O T Fase 3 0 3 T I T Liga o Zig Zag www joseclaudio eng br Fase 1 1A 2 Fase 2 o A 220 127 Volts 420 o o Di 5 TE TE 5 oo g 1 O 2O O E N Fase 3 3 TTF Bobinas em paralelo Observar que a numera o das extremidades das bobinas se faz em espiral de fora para dentro em sentido hor rio de forma que os n meros 1 e 4 assim como 2 e 5 s o extremidades da mesma bobina O arranjo da numera o na caixa de terminais que utiliza barras de liga o feito iniciando pelo n mero 11 no canto superior esquerdo terminando com o n mero 3 no canto inferior direito Em geral h outros terminais na caixa para liga o dos circuitos de excita o Existem alternadores que apresentam 10 pontas ao inv s de 12 Neste caso os pontos 10 11 e 12 j est o fechados internamente e o alternador n o permite a liga o 380 220 V Se for necess rio utilizar 380 220 V duas solu es podem ser adotadas a utilizar o fechamento de 440 220 V e regular a tens o para
3. 40 d 9 E r 5 8 E e D V 7 L 30 F 7 37 o gt J o 5 i e o E 2 Z c E 6 o Q S E 7 j 7 O 20 r Z E A 15 E Ed Aval A3 7 S 2 10 E 7 11 E 0 5 S i A z 30 50 100 150 200 230 http www joseclaudio eng br Di metro d em mm Para o c lculo das resist ncias ao fluxo em tubula es de escape s o v lidas as f rmulas abaixo onde di metro interno do tubo em m 9 81 m s vaz o dos gases de escape kg h m d go G P pot ncia do motor CV q quantidade espec fica de gases de escape kg CV h t o w Y comprimento total da tubula o m r n R raiom diodocotovelo m S peso espec fico kg m gt y 1 29 Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 88 o ALyw Em kg m e Em kg m 2ed Para um tubo de 1m k 7 e 760 mm Hg pode se deduzir a seguinte f rmula 1 174 G PT 1017 5314 y Em mm c a m de tubo Exemplo de c lculo Dados P 500 CV q 7 5 kg CV h 15 metros de tubo reto de 200 mm de di metro interno 3 curvas de 90 R d 2 e 1 curva de 45 R d 2 Solu o G P q amp 500x7 5 3 750 kg h 24 7 31 m 3 cotovelos com R d lt 2 5 considerados em dobro e curva de 45 tamb m com R d lt 2 5 considerada igual a uma curva de 90 na tabela da p gina anterior para tubo de 200 mm de di metro Ap 6 63 mm de coluna d gua por metro de tubo L
4. iehi a e er rd mat Alavanca reguladora E poa NEE ag l Alavanca intermediaria i E ra E ri q o P E Re pe FI i A r dA dem o vanca Ea o cal PRE a TA bas ulante PIPA LEH aa dd a as fia RR Emo A a de iberan q a Ps decada o eo Posi o E de gi Com na e Governadores hidr ulicos De maior precis o que os governadores mec nicos podem ser acionados pelo motor Diesel independentemente da bomba injetora e atuam sobre a alavanca de acelera o da bomba exercendo a fun o que seria do pedal do acelerador do ve culo S o constitu dos por um sistema de contrapesos girantes que fazem o papel de sensor de rota o e uma pequena bomba hidr ulica para produzir a press o de leo necess ria ao acionamento As varia es de rota o sentidas contrapesos s o transformadas em vaz o e press o de leo para alimentar um pequeno cilindro ligado haste de acelera o da bomba Por serem caros e necessitarem de um arranjo especial para montagem no motor s o pouco utilizados O modelo mais conhecido em uso no Brasil o Woodward PSG Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br Governador Hidr ulico WOODWARD modelo PSG e Governadores eletr nicos Atualmente est o sendo utilizados em maior escala dado o custo que vem se reduzindo nos ltimos anos Oferecem a melhor precis o de regula o que se pode conseguir e s o constitu dos por tr s elementos b sicos
5. Sabe se que todos os leos apresentam uma sensibilidade temperatura no que concerne viscosidade alguns ser o mais sens veis que outros observando se que os leos naft nicos sofrem mais a sua a o que os paraf nicos Com o desenvolvimento t cnico exigindo qualidades mais aprimoradas dos leos muitas vezes chamados a trabalhar em condi es de temperatura bastante vari veis tornou se necess rio conhecer bem as caracter sticas viscosidade versus temperatura em uma faixa bastante ampla A varia o da viscosidade com a temperatura n o linear Ou seja n o poss vel estabelecer a priori quanto ir variar a viscosidade quando for conhecida a varia o de temperatura Os estudos desenvolvidos nessa rea at os dias atuais levaram os fabricantes de lubrificantes a produzirem leos capazes de resistirem s varia es de temperatura de forma a se comportarem como se pertencessem a uma classe de viscosidade a zero grau Farenheit e a outra classe a 210 graus Farenheit Tais leos s o conhecidos como multigrade ou multiviscosos Os fabricantes de motores Diesel tamb m como resultado das pesquisas que realizam chegaram a desenvolver composi es de leos que hoje s o encontradas a venda no mercado A Caterpillar desenvolveu o leo que hoje comercializado com a classifica o denominada S rie 3 que indicado para uso em motores Diesel turbo alimentados e supera todas as classifica es API
6. Pot ncia efetiva do motor H kCal kg Valor calor fico do leo Diesel 10 000 Consumo especifico de combust vel do motor Diesel bc kg CV h segundo DIN 6270 A toler ncia de mais 5 sobre o valor informado pelo fabricante Co kCal m C Calor espec fico do ar 0 31 C Temperatura m xima do ar externo medida por quatro horas a consecutivas Temperatura ambiente m xima admitida no recinto Geralmente para o alternador 40 C Para o motor Diesel E ah pot N ma O O N acima de 20 C h redu o de pot ncia vide cap tulo 3 2 Co Quantidade de ar para dissipar o calor irradiado pelo motor Quantidade de ar para dissipar o calor devido s perdas do alternador st kCal h Calor total irradiado a ser dissipado por hora Qst kCal h Calor total irradiado pelo motor Diesel Calor espec fico irradiado pelo motor Diesel como uma percentagem do calor admitido quantidade de combust vel lt O Q a injetado Qsa kCal h Calor devido s perdas do alternador Na Rendimento do alternador n M Vy m h Consumo de ar de combust o Vy m CV h Consumo de ar espec fico de combust o Coeficiente de corre o para o n vel do bar metro e temperatura Para um estado de refer ncia conforme DIN 6270 k 1 1 i O calor total irradiado pelo motor Diesel 0 Pb HG o 100 Eng Jos Claudio Pereira Www
7. o da ASTM e SAE desenvolveu o sistema de classifica o de servi o indicado pela sigla S para os leos tipo Posto de Servi o Service Station e C para os leos tipo comercial ou para servi os de terraplanagem Abaixo a classifica o de servi o AS Servi o de motor a gasolina e Diesel SB Servi o com exig ncias m nimas dos motores a gasolina SC Servi o de motor a gasolina sob garantia SD Servi o de motores a gasolina sob garantia de manuten o SE Servi o de motores a gasolina em autom veis e alguns caminh es CA Servi o leve de motor Diesel CB Servi o moderado de motor Diesel CC Servi o moderado de motor Diesel e a gasolina e CD Servi o severo de motor Diesel Tamb m as for as armadas americanas estabeleceram especifica es para os leos lubrificantes que s o encontradas nas embalagens comerciais como MIL L 2104 B e MIL L 2104C para motores Diesel As diferen as entre os diversos tipos de lubrificantes residem nas subst ncias adicionadas ao leo para dot lo de qualidades outras S o os Aditivos que n o alteram as caracteristicas do leo mas atuam no sentido de refor las Os aditivos comumente usados s o FINALIDADE TIPO DE COMPOSTO USADO Compostos org nicos contendo enxofre f sforo ou nitrog nio tais como aminas sulfetos hidroxisulfetos fen is Metais como estanho zinco ou b rio frequentemente incorporados Anticorrosivos Compostos org nic
8. o se projetar novas instala es j calculada a pot ncia requerida para a conex o rede p blica Para o dimensionamento do grupo gerador de emerg ncia necess rio conhecer al m da pot ncia ativa kW tamb m a pot ncia aparente KVA ou o fator de pot ncia coso e o fator de simultaneidade Durante o projeto de um grupo gerador de emerg ncia para um pr dio existente com consumidores j instalados a pot ncia ativa kW pode ser obtida facilmente quando da leitura do consumo de energia indicado pelo medidor de kWh quando todos os consumidores essenciais com direito a suprimento de emerg ncia estiverem ligados sob aplica o da carga por uma hora Todavia pode se proceder tamb m como no projeto de uma instala o nova Se os consumidores forem divididos em essenciais e n o essenciais deve se considerar j na etapa de projeto que ambos os tipos de consumidores estar o conectados a barramentos separados 12 1 2 FATOR DE SIMULTANEIDADE Este fator indica a percentagem do consumo total de energia instalada que estar em opera o ao mesmo tempo Em geral n o se pressup e que todos os consumidores existentes estejam ligados simultaneamente Com uma avalia o l gica do fator de simultaneidade o grupo gerador Diesel pode ser dimensionado com pot ncia menor do que a soma de todos os consumidores potenciais Todavia a pot ncia nominal do grupo gerador n o dever ser calculada muito abaixo da pot
9. 1 Pick up magn tico que exerce a fun o de sensor de RPM 2 Regulador eletr nico propriamente dito ou unidade de controle e 3 Atuador A constru o pode variar conforme o fabricante mas todos funcionam segundo os mesmos princ pios O pick up magn tico uma bobina enrolada sobre um n cleo ferromagn tico e instalado na carca a do volante com a proximidade adequada dos dentes da cremalheira Com o motor em funcionamento cada dente da cremalheira ao passar pr ximo ao pick up magn tico induz um pulso de corrente el trica que captado pelo regulador A quantidade de pulsos por segundo frequ ncia comparada pelo regulador com o valor padr o ajustado Se houver diferen a o regulador altera o fluxo de corrente enviada para o atuador que efetua as corre es do d bito de combust vel para mais ou para menos conforme necessidade H atuadores que trabalham ligados haste de acelera o da bomba injetora como nos governadores hidr ulicos e outros que s o instalados no interior da bomba e atuam diretamente sobre o fluxo de combust vel Os atuadores externos mais conhecidos s o os fabricados pela Woodward governadores modelo EPG e os internos s o os utilizados nos motores Cummins governador EFC Unidade de Controle Governador Eletr nico WOODWARD modelo EPG 12 ou 24 Volts a SD Mlaan tico Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 31 SENSO magiblic a Cabo
10. instalado na porta frontal do quadro de comando onde tamb m se encontra a chave de transfer ncia e Desligado autom tico manual partida e reposi o reset Tem fun es de prote o com sinaliza o luminosa e alarme Caracter sticas principais contra Do e Alimenta o de 12 a 38 VDC e Rede anormal e Fregu ncia de opera o em 50 ou e Falha de tens o do grupo gerador 60 Hz e Press o de leo baixa e Consumo de corrente m ximo de e Temperatura alta 200 mA e Sobrecarga e Falha de carga da bateria de O a 35 e Rota o anormal Volts ajust vel via software e Falha na partida e Entrada de supervis o de frequ ncia de 10 a 130 VAC Avisos luminosos para e Sa das Coletor aberto de transistor NPN 100 mA m ximo e Carga de bateria e Temperatura de opera o de 10 a e Prote o ativada 60 C e Grupo gerador operando e Dimens es A x L x P 50 x 98x 130 mm e Peso de 0 30 kg LEON HEIMER H606 Quadro de Comando com monitora o dist ncia O m dulo de controle H606 tem comandos externos para as Na parte posterior existem 6 seis fun es de PARADA REPOSI O PARTIDA AUTOM TICO conectores com um total de 88 pinos para TESTE e SILENCIA ALARME Informa es de status e defeitos entradas e sa das de sinais Suas s o por meio de um visor de cristal l quido com duas linhas de 21 dimens es s o de L x A x P 298 x 216 x d gitos em ingl s Tem in
11. perda do alternador Qsu 330 x 0 8 x 100 92 1 x 860 Qsta 19 742 60 kCal h Quantidade total de calor a ser dissipada Q Qs Qst 49 757 kCal h Ar de combust o V 405 6 x 4 5 amp V 1 822 5 m h Coeficiente de corre o k 1 25 vide corre o das condi es atmosf ricas Quantidade total de ar necess rio V 1 822 50 49 757 x 1 25 0 31 x 15 V 15 198 03 m h Se utiliz ssemos o gr fico da p gina anterior teriamos encontrado para 15 C de eleva o de temperatura admiss vel 40 m KVA h que multiplicados pela pot ncia do alternador 330 KVA com o fator de corre o k 1 25 resultaria em 16 500 m h 16 4 1 3 CORRE O POR INFLU NCIA DAS CONDI ES ATMOSF RICAS Todos os c lculos de volume de ar tem por base o peso espec fico do ar de 1 291 kg m a 0 C e 760 mm Hg e 60 de umidade relativa O peso espec fico reduzido em aproximadamente 0 045 kg m para cada eleva o da ordem de 10 C dentro da gama de temperaturas ocorrentes para este c lculo Para cada 10 mm Hg de redu o na press o do ar O peso espec fico reduzido em 0 015 kg m No caso de condi es atmosf ricas consideravelmente divergentes dos valores normais estas correla es devem ser levadas em conta mediante um coeficiente de corre o kK com o qual multiplicada a quantidade de ar V encontrada O coeficiente de corre o resultar do baco a seguir desde que a temperatura e
12. 1 dk WOODWARD GCP 12 Controle digital para grupos geradores com as mesmas fun es do GCP 11 para aplica es em grupos geradores de emerg ncia Acrescenta as fun es de supervis o da rede e controle autom tico para dois contatores principais rede e grupo Al m das fun es de prote o do GCP 11 monitora tens o e frequ ncia da rede e do grupo gerador Inclui 12 entradas digitais 2 entradas de sinal do motor e 8 sa das de rel s configur veis pelo cliente WOODWARD GCP 20 Controle digital para grupos geradores de emerg ncia mas com as fun es de atua o sobre o governador de rota es e o regulador de tens o para propiciar transfer ncia de carga sem interrup o entre grupo gerador e rede e vice versa Monitora rede e grupo gerador e protege contra falhas de tens o corrente frequ ncia pot ncia ativa e reversa desbalanceamento de carga e sobrecarga Inclui 14 entradas digitais 4 entradas de sinal do motor 1 entrada de pick up magn tico e 4 sa das de rel configur veis pelo cliente Como opcionais oferece controle remoto anal gico de tens o e frequ ncia rota o do motor Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 106 ME DODWARE a Fa ve EMA apr a Pri AE WOODWARD Eu par 5 GCP 21 Controle digital para grupos geradores com as fun es dos modelos anteriores por m adicionalmente com a capacidade opera o em paralelo com a concession ria podendo se
13. Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 68 ioseciaudio eng b dida did RENDIMENTO DE ALTERNADORES 98 0 96 0 94 0 92 0 90 0 88 0 86 0 O CARGA 80 0 T 78 0 e 76 0 74 0 o 720 100 ao 125 66 0 64 0 62 0 60 0 58 0 56 0 54 0 52 0 50 0 RENDIMENTO Q S H S S H S S S POT NCIA KVA 13 4 3 FREQU NCIA po NN 120 Como dissemos anteriormente o alternador uma m quina s ncrona e que sua velocidade de rota o e frequ ncia est o relacionadas com o n mero de p los Sendo f frequ ncia em Hz N velocidade de rota o em rpm e Np n mero de p los temos que Assim um alternador de 60 Hz que trabalha a 1800 rpm tem 60 1 800 x Np 120 amp Np 4 p los Analogamente um alternador de 6 p los para gerar tens o em 60 Hz precisa girar a 60 N x 6 120 amp N 1 200 rpm Um alternador especial para aeroportos que necessita gerar tens o na frequ ncia de 400 Hz trabalhando a 2000 rpm necessita de 400 2000 x Np 120 Np 24 p los 13 5 EXCITA O Como visto anteriormente para induzir a for a eletromotriz necessitamos de um circuito magn tico o campo do alternador Em m quinas de pequeno porte podemos formar o campo por meio de m s permanentes naturais mas normalmente isto feito por meios eletromagn ticos ao alimentar as bobinas que constituem os p los com corrente continua Isto se denomina excitar a m quin
14. GU 5 6608629 HO 6308709 KO 800899 Mo 0008149 NO 1 2081249 PO 1255081399 RO 4 0081599 Ss 1600at7 99 S UC 200082239 S Para a ABNT 5 c digos s o definidos conforme a tabela seguinte Letra C digo Corrente de partida direta Motores com enrolamento tipo gaiola ALTA At O x In NORMAL 3 80 a 6 00 x In NORMAL 3 80 a 6 00 x In BAIXA At 4 x In B 80 a 6 NORMAL 3 80 a 6 00 x In DO 80 a 6 comum encontrarmos motores com corrente de partida igual a 7 ou 8 vezes a corrente nominal Por m para os motores de produ o seriada normalmente encontrados no mercado a corrente de partida situa se entre 5 5 e 7 00 vezes a corrente nominal 5 5 x In lt Ip lt 7 00 x In S o quatro os m todos de partida utilizados no acionamento de motores el tricos de indu o 1 Partida direta 2 Com chave estrela tri ngulo 3 Com chave compensadora e 4 Com chave est tica Soft Start Para o primeiro caso a corrente de partida dever ser calculada por uma das tabelas acima ou medida durante um ciclo de partida do motor No segundo caso a corrente de partida reduzida para 1 3 Assim se por exemplo a corrente de partida for de 6 x In com o uso da chave estrela tri ngulo ficar reduzida para 2 x In No terceiro caso a corrente de partida depende do tipo de chave compensadora Dois exemplos podem melhor esclarecer a Com tape de 80 a corrente ser reduzida para 0 8 x 0 8 0 64 ou 64 b
15. a a penetra o de gua e evite o risco de inc ndio quando o tanque estiver muito cheio Para evitar fa scas provocadas por eletricidade est tica a conex o de enchimento e o tanque de combust vel devem ser aterrados Em instala es com v rios motores o sistema de combust vel deve ser dividido pelo menos em dois grupos independentes para evitar que uma tubula o com defeito afete o funcionamento de todos os motores Para a liga o do tanque de combust vel ao filtro no motor Diesel deve se evitar a utiliza o de tubos galvanizados dada possibilidade de desprendimento ao longo do tempo de part culas met licas Os di metros dos tubos em fun o de comprimento e n mero de curvas devem atender s recomenda es do fabricante do motor quanto vaz o e press o de combust vel A conex o entre a tubula o e o filtro de combust vel junto ao motor deve ser flex vel preferencialmente por mangueira com conex o girat ria o mais reta poss vel para evitar estrangulamento Sempre que poss vel deve se instalar um filtro separador de gua na linha de alimenta o de combust vel entre o tanque e a bomba o qual deve ser drenado diariamente Este filtro n o substitui o que necess rio manter na entrada da bomba injetora A press o est tica do combust vel em rela o bomba injetora tamb m deve atender s recomenda es do fabricante do motor Para os motores Cummins equipados com bomba PT por ex
16. dulo CARNAC Opcional Prote es adicionais e Corrente tens o frequ ncia pot ncias ativa e reativa controle de isola o e micro interrup es rel s de m nima imped ncia varia o de frequ ncia e vetor de pulso Comunica es e Barramento de comunica o serial CAN Controller Area Network padr o ISO protocolo ICs desenvolvido pela ROBERT BOSCH M dulo CARANTEC Opcional Medi o e Frequ ncia tens o pot ncia ativa total e por fase pot ncia reativa total e por fase fator de pot ncia total e por fase medi o de energia ativa medi o de energia reativa indica o das defasagens de fases tens o e frequ ncia Regula o e De tens o nos alternadores Leroy Somer Stamford Newage AVK ABB Siemens Magnetek e KATO De pot ncia nos motores equipados com governadores dotados de atuadores MDEC MDEC Ill GAC Woodward Barber Colman Heinzmann American Bosch Etc Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 104 SDMO MICS TELYS Para os grupos geradores de menor porte e pot ncias acima de 40 KVA a SDMO est oferecendo o controle microprocessado MICS TELYS com at 150 par metros configur veis tens o de 208 a 600 Volts dotados das fun es de supervis o e controle do grupo gerador por m de constru o menos sofisticada e menor custo do que o MICS Process ll Para os grupos geradores das linhas PACIFIC MONTANA ATLANTIC e NEVAD
17. eliminando assim a necessidade de uma instala o de ventila o separada na sala de m quinas Para que a velocidade do ar na sala de m quinas n o seja muito alta a renova o n o dever se fazer mais de 100 vezes por hora ARREFECIMENTO POR VENTILADOR ACOPLADO AO MOTOR VALORES DE REFERENCIA a Para motores com inje o direta 60 m CV h a temperatura ambiente de 30 C 75 m CV h a temperatura ambiente de 37 C e 85 m CV h a temperatura ambiente de 45 C A quantidade de calor dissipada pela gua de 550 kCal CV h para motores abaixo de 100 CV e de 450 kCal CV h para motores maiores que 100 CV b Para motores com c mara de pr combust o Cerca de 15 acima do necess rio para os motores com inje o direta A quantidade de calor dissipada aproximadamente de 650 kCal CV h para motores abaixo de 100 CV e de 600 kCal CV h para motores acima de 100 CV c As temperaturas de opera o para os motores s o At 100 CV entre 65 C e 95 C aproximadamente At 200 CV entre 65 C e 90 C aproximadamente e Acima de 200 CV entre 65 C e 85 C A diferen a m xima de temperatura da gua na entrada e na sa da n o deve ser superior a 10 C A circula o de gua de cerca de 70 a 80 litros CV h Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 85 Um coletor de escape refrigerado a gua mufla dependendo da sua constru o pode dissipar uma quantidade de calor de 100 a 180 kCal CV
18. g 43 capacidade de press o da bomba centr fuga de 10 a 20 m de eleva o e a quantidade de gua em circula o proporcional velocidade O fluxo do meio de refrigera o controlado por v lvula s termost tica s SISTEMA DE REFRIGERA O OU DE ARREFECIMENTO DO MOTOR DIESEL T pico a reservat rio com tampa de alimenta o tanque de expans o b bomba centr fuga c bloco do motor d cabe ote s dos cilindros e radiador f trocador de calor g v lvula termost tica h v lvula manual para alimenta o 1 elimina o das bolhas de vapor As temperaturas em C de abertura das v lvulas termost ticas est o assinaladas nas circula es correspondentes Bomba d agua SCANIA Radiador e H lice SCANIA falsa a id ia de que a elimina o da v lvula termost tica melhora as condi es de refrigera o do motor Muitos mec nicos ao se verem diante de problemas de superaquecimento do motor eliminam a v lvula termost tica permitindo que o motor trabalhe abaixo das temperaturas ideais em condi es de poucas solicita es e quando sob regime de maior rota o e carga n o disponha da quantidade suficiente de gua para troca de calor A press o interna do sistema controlada pela v lvula existente na tampa do radiador ou do tanque de expans o que em geral menor que 1 0 at Press es entre 0 5 e 1 0 at permitem o dimensionamento do radiador com m
19. mostrando as quantidades de ar exigidas para a dissipa o do calor irradiado pelo motor o calor devido s perdas do alternador e incluindo o ar de combust o necess rio s diversas diferen as de temperatura admiss veis por kVA satisfaz plenamente para uma elabora o de projeto Em casos especiais pode ser necess rio um c lculo separado das quantidades de ar de arrefecimento que tamb m ser visto a seguir 16 4 1 1 CALOR IRRADIADO PELO MOTOR DIESEL Geralmente o calor irradiado pelo motor Diesel indicado como uma percentagem do calor contido no combust vel injetado Os valores seguintes podem ser tomados como base para o c lculo das quantidades de calor irradiado e de ar At 100 CV De 100 a 500 CV Acima de 500 CV Para Motores refrigerados a ar todos As percentagens s o valores de refer ncia pois muito dif cil determinar os valores exatos do calor irradiado Para motores turbo alimentados os valores podem ser tomados com cerca de 1 abaixo e para motores com pequeno n mero de cilindros os valores podem ser bastante superiores O tubo coletor de escape montado no motor est sendo considerado mas n o a tubula o do escape que vai al m Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 81 O calor total irradiado pelo motor Diesel calculado como segue pressupondo que os tubos de escape de consider vel comprimento estejam isolados A KVA Pot ncia do alternador D CV
20. ncia da rede para o gerador permite que os elevadores sejam acionados um ap s o outro reduzindo assim o surto de corrente de partida que ocorreria com a partida simult nea de todos os elevadores ao mesmo tempo Esta fun o um item opcional nas chaves Cummins Power Generation Uma outra forma de efetuar a transfer ncia sem perturba es a transi o fechada em paralelo com a concession ria que pode ser instant nea ou com rampa de carga Para adotar esta solu o necess rio consultar a concession ria e conforme o caso aditar o contrato de conex o e uso para prever esta fun o a forma mais conveniente para quem utiliza grupos geradores para gera o nos hor rios de ponta A transfer ncia instant nea significa aplica o de carga brusca e a rampa de carga s pode ser utilizada nas transfer ncias com as duas fontes presentes e normais No caso de uma falta de energia a entrada do grupo gerador na condi o de emerg ncia feita em barramento morto assumindo todas as cargas que estiverem ligadas instantaneamente Existem chaves que efetuam a transfer ncia em transi o fechada com um tempo de paralelismo menor do que 5 graus el tricos 0 00023 seg Como as prote es normalmente exigidas pelas concession rias t m tempos de atua o de 100 ms estas se tornam desnecess rias por m podem ser exigidas a seu crit rio por condi es contratuais Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P
21. ncia total requerida pelos consumidores porque ap s sua instala o frequentemente anexam se outros novos consumidores O fator de simultaneidade deve ser avaliado para cada projeto Deve ser evitada a ado o de um fator muito baixo Alguns valores pr ticos para o fator de simultaneidade Hospitais 0 4 a 0 6 Pr dios administrativos 0 8 a 0 9 Grandes shoppings 0 9 a 1 0 Industrias qu micas At 1 0 12 1 3 FATOR DE POT NCIA Um fator essencial para a determina o da pot ncia do motor Diesel a pot ncia ativa absorvida pelos consumidores O fator de pot ncia cosq indica a rela o entre a pot ncia ativa e a pot ncia aparente O fator de pot ncia sempre determinado pelo tipo dos consumidores Assim por exemplo transformadores e motores el tricos representam um quinh o consider vel da pot ncia reativa indutiva enquanto que l mpadas incandescentes aquecedores e outras cargas puramente resistivas absorvem apenas pot ncia ativa A pot ncia reativa capacitiva n o muito frequente e em geral pode ser desprezada Obt m se a pot ncia ativa kW multiplicando a pot ncia aparente KVA pelo fator de pot ncia cos como visto anteriormente O fator de pot ncia de um setor que consiste de v rios Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 52 consumidores distintos pode ser determinado de maneira segura estabelecendo se a soma das pot ncias ativas kW e a soma das pot ncias apar
22. necessita ser mantida constante ou seja o motor Diesel deve operar em rota o constante independente das solicita es da carga Isto significa que a cada aparelho el trico que se liga ou desliga o governador deve corrigir a quantidade de combust vel injetada sem permitir varia es da RPM o que quase imposs vel dado o tempo necess rio para que as corre es se efetivem Para solucionar o problema existem quatro tipos b sicos de governadores que s o e Governadores mec nicos Constitu dos por um sistema de contrapesos molas e articula es atuam no mecanismo de acelera o aumentando ou diminuindo o d bito de combustivel sempre que a rota o se afasta do valor regulado em geral 1800 RPM Tem tempo de resposta considerado longo e permitem oscila es em torno do valor regulado Dependendo da carga que for aplicada bruscamente permitem quedas acentuadas da RPM e na recupera o permitem ultrapassar o valor regulado para em seguida efetuar nova corre o de menor grau S o mais baratos e utilizados em grupos Diesel geradores que alimentam equipamentos pouco sens veis s varia es de frequ ncia Tem precis o de regula o em torno de 3 podendo chegar at 1 5 O tipo mais comum utilizado em grande numero de motores equipados com bombas injetores Bosch em linha o governador Bosch modelo RSV Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 29 de S tii Mota auxiliar da partida
23. o Trato de mola L Tucho de rolaboi Eixo de comando Bira Rerah Temba olimentador A dosagem do combust vel feita pela posi o da cremalheira conectada ao acelerador por meio do governador de rota es D bito nulo D bito m dio D bito m ximo Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 26 A TS ai J HIE E ae n Dosagem do combust vel Com o mesmo deslocamento vertical o pist o injeta mais ou menos combust vel em fun o da sua posi o O que muda o tempo final de d bito Bomba Injetora BOSCH Wista explodida Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 27 Bicos injetores Normalmente instalados nos cabe otes tem a finalidade de prover o suprimento de combust vel pulverizado em forma de n voa A agulha do injetor se levanta no come o da inje o devido for a exercia pela press o na linha de combust vel suprida pela bomba injetora Durante os intervalos de tempo entre as inje es se mant m fechado automaticamente pela a o de uma mola Uma pequena quantidade de combust vel utilizada para lubrificar e remover calor das partes m veis dos injetores retornada ao sistema de alimenta o de combust vel Os bicos injetores assim como as bombas s o fabricados para aplica es espec ficas e n o s o intercambi veis entre modelos diferentes de motores Em muitos casos um mesmo modelo de motor em decorr ncia de alguma ev
24. o desta solu o Entretanto neste tipo de transfer ncia a carga aplicada subitamente na sua totalidade ao grupo gerador TRANSFER NCIA COM RAMPA DE CARGA feita na condi o de transi o fechada em paralelo com a rede durante um tempo programado O sistema de transfer ncia necessita monitorar por meio de transformadores de corrente a energia circulante e atuar sobre o sistema de combustivel do motor Sua utiliza o requer prote es definidas pela concession ria local DISTRIBUI O PRIM RIA DISTRIBUI O SECUND RIA R p E a NEUTRO 7 P 3 O NS A 9 TRANSFORMADOR i CHAVE Ne S GERAL N O ESSENCIAIS NEUTRO R S T C LA 52U ATERRAMENTO EMERG NCIA NEUTRO 5 gt l o E A Ea COMANDO TC s EXCITA O ER GOVERNADOR SISTEMA DE CONTROLE GRUPO GERADOR ATERRAMENTO Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 119 A transfer ncia com rampa de carga feita sincronizando o grupo gerador com a rede e em seguida comandando o fechamento das chaves de paralelismo 52 O paralelismo feito por um sincron
25. o deste componente requer detalhamento do projeto junto ao usu rio para definir a sequ ncia de opera o desejada a fim de eliminar os riscos de paralelismo acidental das fontes poss vel estabelecer o bypass s para a rede para o grupo gerador ou para ambos alternativamente dependendo da configura o desejada No caso das chaves dedicadas o bypass pode ser com ou sem interrup o da alimenta o das cargas de emerg ncia Alguns fornecedores disponibilizam este item como opcional CHAVES DEDICADAS Entende se como chaves de transfer ncia dedicadas quelas constru das especificamente para comuta o entre duas fontes de energia diferentemente da concep o anterior com base em contatores ou disjuntores Basicamente um mecanismo que combina as a es de massa e campo magn tico para impulsionar os contatos no sentido de uma das fontes ao mesmo tempo em que desconecta a outra sem possibilidade de paralelismo acidental As concep es utilizadas variam de um para outro fabricante A Cummins Power Generation uma das mais conceituadas marcas utiliza um atuador linear bi direcional para a mudan a de contatos entre as fontes al m de prever o intertravamento el trico dos comandos e oferecer diversos recursos de supervis o e controle microprocessados Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 115 o e E O E i Hi E al T J Es Cr LEN An ma E Mm ij A Hubbell oferece u
26. podendo ocorrer desequil brios e produ o de fuma a negra em virtude do turbocompressor s poder suprir a quantidade necess ria de ar quando impulsionado por uma quantidade correspondente de gases de escape Nos ve culos este impasse foi parcialmente resolvido com a ado o do dispositivo conhecido como papa fuma a que controla o deslocamento da cremalheira da bomba injetora por meio de um diafragma acionado pela press o do turbocompressor Dessa forma se n o h press o de ar suficiente a quantidade de combust vel reduzida evitando a forma o de fuma a Nos grupos geradores o uso do papa fuma a limitado a poucos equipamentos em virtude das caracter sticas construtivas das bombas e governadores de rota es utilizados Com o Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 17 advento dessas novas tecnologias tamb m os motores estacion rios ser o melhorados em futuro pr ximo TURBOCOMPRESSOR VGT HOLSET Alguns sensores s o utilizados para informa o prim ria ao sistema de gerenciamento do motor outros para prote o ou para o algoritmo de seguran a usado na unidade de controle eletr nico e diagn stico ativo de outros sensores Muitos j dispon veis nas aplica es atuais 2 4 8 ENERGIA T RMICA DO COMBUST VEL A energia t rmica liberada na combust o n o totalmente aproveitada para a realiza o de trabalho pelo motor Na realidade a maior parcela da energia de
27. v lvula de depress o e tampa 8 1 GUA DE REFRIGERA O A gua do sistema de refrigera o do motor deve ser limpa e livre de agentes qu micos corrosivos tais como cloretos sulfatos e cidos A gua deve ser mantida levemente alcalina com o valor do PH em torno de 8 0 a 9 5 Qualquer gua pot vel que se considera boa para beber pode ser tratada para ser usada no motor O tratamento da gua consiste na adi o de agentes qu micos inibidores de corros o em quantidade conveniente geralmente por meio de um filtro instalado no sistema conforme recomendado pelo fabricante A qualidade da gua n o interfere no desempenho do motor por m a utiliza o de gua inadequada a longo prazo pode resultar em danos irrepar veis A forma o de dep sitos s lidos de sais minerais produzidos por gua com elevado grau de dureza que obstruem as passagens provocando restri es e dificultando a troca de calor s o bastante frequentes gua muito cida pode causar corros o eletrol tica entre materiais diferentes O tratamento pr vio da gua deve ser considerado quando por exemplo for encontrado um teor de carbonato de c lcio acima de 100 ppm ou acidez com PH abaixo de 7 0 O sistema de arrefecimento periodicamente deve ser lavado com produtos qu micos recomendados pelo fabricante do motor Geralmente recomendado um flushing com solu o a base de cido ox lico ou produto similar a cada determinado numero
28. 0 50 O cosat sro 85 5 at 89 0 89 5 at 89 0 O O 89 6 at 91 0 90 5 at 91 0 F rmulas de pot ncia para motores el tricos trif sicos P kW Pot ncia dispon vel no eixo do motor Py kW Pot ncia ativa tomada no terminal do motor Pa KVA Pot ncia aparente tomada no terminal do motor nu Rendimento mec nico do motor a carga nominal E V Tens o nominal do motor cos Fator de pot ncia com carga nominal e In A Corrente nominal do motor Ty ENB coson P P Pe x 1 000 Hi COD CUSO e DO Leg ps 1 000 Fr NOR 1 NORA N3 E cos 7 N3 E cos OM yr Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 55 12 1 4 2 INFLU NCIA EXERCIDA PELA LIGA O DE MOTORES ELETRICOS SOBRE GRUPOS GERADORES O fator de pot ncia cosy de motores el tricos trif sicos durante o per odo de partida pode ser adotado entre 0 4 at 0 6 a depender da carga Disto resulta uma sobrecarga do motor Diesel situada acima da rela o de correntes normalmente admitida conforme abaixo Com coso 0 6 corrente nominal do alternador corrente de partida lt 1 33 Com coso 0 4 corrente nominal do alternador corrente de partida lt 2 0 Deve se considerar como corrente nominal do grupo gerador aquela que corresponde pot ncia do alternador juntamente com o fator de pot ncia tomado por base para seu projeto correspondente pot ncia do motor Diesel A corrente nominal do alternador poder s
29. 380 V no regulador de tens o ou b abrir a liga o interna das pontas 10 11 e 12 e alterar o fechamento para o esquema acima Na maioria dos casos de mudan a de tens o necess rio substituir o voltimetro do quadro de comando caso este n o seja multitens o As liga es do frequencimetro e do regulador de tens o podem ser remanejadas para pontos onde exista a tens o compat vel conforme o caso Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 66 FECHAMENTO EM TRI NGULO OU DELTA Fases Fase 3 3 La ah 90 6 8 5 99 8 Y a5 os A OO q O l O O vo K A TN DT i a i Fase Fase 1 Bobinas em s rie 440 Volts Bobinas em paralelo 220 Volts www joseclaudio eng br 13 4 2 POT NCIA DO ALTERNADOR Vimos no cap tulo 4 que a pot ncia do alternador definida em KVA pot ncia aparente e que a pot ncia ativa definida em kW sendo o fator de pot ncia coso a rela o entre as pot ncias ativa e aparente e que kW cos KVA Vimos ainda que existe a pot ncia reativa que surge nos circuitos el tricos com cargas indutivas especialmente motores el tricos Na realidade a pot ncia aparente KVA a soma vetorial das pot ncias ativa kW e reativa KVAr No tri ngulo de pot ncias abaixo pode se visualizar as rela es que existem entre as tr s pot ncias wrt joseclhaudio gng br Das rela es geom tricas do tri ngulo ret ngulo sabemos que KVA kW KVA
30. ASTM D 445 1 3a 5 8 CentiStoke a 40 C No m nimo 40 exceto em clima frio e servi o Numero de ASTM D 613 em marcha lenta por per odos prolongados Cetana quando ser necess rio numero mais elevado Teor de Enxofre AS N o deve exceder a 1 0 em peso ou 1552 Teor de Rae ASTM D 1796 N o deve exceder a 0 1 em peso sedimentos Res duos de ASTM D524 N o deve exceder a 0 25 em peso em 10 carbono ou D 189 de res duos Ponto de fulgor ASTM D 93 elevado Ponto de N voa ASTM D 97 12 C abaixo da temperatura esperada de opera o Corros o por enxofre ativo ASTM D 130 N o deve exceder o n 2 ap s 3 horas a sobre l mina de 50 C cobre ASTM D 482 N o deve exceder a 0 02 em peso A curva de destila o deve ser suave e continua 98 do combust vel deve evaporar abaixo de 360 C Todo o combust vel deve evaporar abaixo de 385 C Destila o ASTM D 86 Os hidrocarbonetos n o carburados perdas na exaust o e por vazamentos nas veda es dos pist es o formalde do rea o parcial da mistura de combust vel e ar o mon xido de carbono os xidos n tricos rea o do ar com press o e temperaturas elevadas e todos os componentes de mau cheiro como a fuligem podem causar problemas A import ncia dos componentes carcin genos e t xicos nos gases de escapamento preocupa o no mundo inteiro e vem sendo objeto de padr es e normas para a prote o ambiental 6 GASES DE ESCAPE EMISS ES O p
31. Com tape de 65 a corrente ser reduzida para 0 65 x 0 65 0 4225 ou 42 25 Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 54 As chaves de partida de estado s lido fazem as mesmas fun es de fornecer corrente reduzida durante o per odo de partida do motor el trico por m a corrente controlada por meio de SCR s retificadores controlados de sil cio Quando for o caso observar que a partida com estes dispositivos submete o alternador a uma carga n o linear deformante que poder introduzir distor es n o suportadas por outros consumidores Em geral a redu o da corrente de partida adotada em torno de 50 Os motores para acionamento de m quinas centr fugas tais como por exemplo bombas e ventiladores dever o ser projetados de tal forma que seu torque de partida ainda permane a acima da curva de torque da m quina acionada no caso de liga o direta ou estrela tri ngulo mesmo durante uma queda moment nea de tens o para 80 da tens o nominal Para o acionamento de m quinas alternativas tais como bomba a pist o e compressores como tamb m agitadores etc ser sempre necess rio um dispositivo de al vio para o per odo de partida porque essas m quinas requerem um torque elevado j no in cio da opera o Rendimento dos motores el tricos trif sicos 77 Rendimento Pot ncia em kW A 1500 rpm A 3000 rpm 0 5 1 5 5 0 0 vTO0at BO0 76 0 at 79 0 145 O 2sat sro 81 5 at 88
32. Corrente At ernada SA DA DO GERADOR ELEMENTAR A for a eletromotriz e a corrente de um aii oo mi Jim gerador elementar mudam de dire o cada vez que a espira gira 180 A No df tens o de sa da deste gerador Ro alternada um ALTERNADOR E ngulo Faraday estabeleceu ainda que os valores instant neos da for a eletromotriz ou tens o podiam ser calculados pela rela o e B lI v sen 6 em que e For a eletromotriz B Indu o do Campo Magn tico Comprimento do condutor v Velocidade linear de deslocamento do condutor e 6 ngulo formado entre B e v O campo magn tico do gerador elementar era constitu do por m s naturais Para que seja poss vel controlar tens o e corrente em um alternador o campo magn tico produzido por im s artificiais formados por bobinas alimentadas com corrente continua suprida por uma fonte externa e controlada por um regulador de tens o A essa fonte de corrente cont nua denominamos Excitatriz Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 59 Estator Rotor Alternador de quatro polos Com muitas espiras um campo magn tico controlado por meio de um dispositivo de excita o com corrente cont nua montados em arranjo conveniente fabrica se os alternadores comerciais utilizados nos grupos geradores bem como os grandes alternadores das usinas hidroel tricas Nas figuras detalhes dos alternadores produzidos pela WEG Gerador
33. Modelo GTA com Bobina Auxiliar padr o WWW Weg com br Bebino H 7 bi rn a EM Em EE Jugiliar rrrrrry 7 l Principal psi E i Diodos j Excitotnz girantes principal L Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 60 GERADOR COM MANCAL DEPLO B5 BIT E WWW Weg com Dre Gie m n m m ea a T Kaca de bones 13 Congunto de diodos 0 Regulador de tens o 14 Roeam ento traseiro 1 Tampa Fasgirta 15 Flange 2 Eatalor daexcitatrizprincipal 22200 GERAD R COM MANCAL UNICO E EXCITATRIZ AUXILIAR ESPECIAL WWW Weg com bre ao 8 or HI T 3 a Mhe h h hhh hh LULET fem a E Placa de borges 10 Regu ador de jens o T Rotor principa 1 Tampa lraseira 12 Estalor da excitasriz pricipal Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 61 Estator e tampa com bobinas de campo da Rotor com ventilador induzido da excitatriz e ponte excitariz Alternador NEGRINI retificadora na extremidade do eixo Alternador NEGRINI tipo ATE Mecanicamente o alternador constitu do por duas partes principais uma fixa que a carca a onde se encontram os p s de fixa o e a outra m vel girante A parte fixa chamamos estator e a parte m vel chamamos rotor Eletricamente tamb m s o duas partes principais Uma delas respons vel pelo campo magn tico onde est o localizados os p los do alternador que
34. a Pist o Ciclo Otto Ciclo Diesel Gat 8 1 16 at 20 1 No motor Otto de inje o o combust vel injetado na v lvula de admiss o ou diretamente na tomada de ar do cilindro antes do t rmino da compress o i Por centelha Vela de igni o Auto igni o 2 1 DEFINI ES A nomenclatura utilizada pelos fabricantes de motores normalmente encontrada na documenta o t cnica relacionada obedece a nota o adotada pela norma DIN 1940 Existem normas americanas derivadas das normas DIN que adotam nota es ligeiramente diferenciadas por m com os mesmos significados DIAMETRO DO A n CILINDRO Di metro interno do Cilindro CURSO DO Dist ncia percorrida pelo pist o entre os extremos do PIST O cilindro definidos como Ponto Morto Superior PMS e Ponto Morto Inferior PMI o CURSO Rela o entre o curso e o di metro do pist o S D K motores cuja rela o curso di metro 1 DIAMETRO denominados motores quadrados A ROTA O Numero de revolu es por minuto da rvore de manivelas VELOCIDADE Velocidade m dia do Pist o 2 sn 60 sn 30 S c EN poa Pia Superf cie eficaz do Pist o 1D 4 Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 4 E a pot ncia til gerada pelo motor para sua P POT NCIA UTIL OPera o e para seus equipamentos auxiliares assim como bombas de combust vel e de gua ventilador compressor etc NUMERO DE ada CILINDROS Qu
35. chamamos de campo ou indutor A outra parte onde aparece a for a eletromotriz a qual chamamos de induzido O posicionamento do campo e do induzido d o origem a dois tipos de m quinas diferentes Quando o campo est localizado no estator temos o que chamamos de m quina de p los fixos ou de p los externos e ao contr rio quando o campo se encontra no rotor temos o que chamamos de m quina de p los girantes ou de p los internos As m quinas de p los fixos s o pouco utilizadas devido ao inconveniente da necessidade de escovas para retirar a energia gerada As m quinas de p los girantes s o as mais utilizados por permitirem a retirada da energia diretamente dos terminais das bobinas Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 62 Segundo o tipo de aplica o os alternadores s o constru dos com caracter sticas especiais para atender os diversos segmentos a que se destinam com diferen as de forma construtiva isola o refrigera o acabamento e caracter sticas el tricas conforme abaixo 13 1 APLICA ES Alternadores Industriais S o os chamados de m quinas de linha destinados a atender a maioria dos consumidores normais Alternadores Navais S o m quinas constru das para uso naval com todos os componentes projetados e tratados para resistir corros o marinha Alternadores Marinizados basicamente s o alternadores industriais destinados a servi o em reas agressivas recebend
36. consumo e por consequ ncia os n veis de emiss es e abriu novas perspectivas para o futuro dos motores Diesel Posteriormente os direitos de fabrica o deste sistema foram cedidos Robert Bosch que come ou a equipar motores para a Mercedes Benz BMW Audi Peugeot e Citro n estes ltimos denominam o sistema de HDI Em 2003 chegar ao mercado um modelo da Fiat A Ford est testando um modelo Focus e a Volkswagen j apresentou um Passat equipado com o novo sistema No segmento de motores mais pesados as f bricas Mercedes Scania e Volvo j anunciaram os lan amentos dos novos motores equipados com este sistema que ganhou a denomina o de COMMON RAIL Segundo a Robert Bosch do Brasil O Sistema Common Rail Bosch um moderno e inovador sistema de inje o diesel Ele foi desenvolvido para atender atual demanda do mercado em rela o diminui o do consumo de combust vel da emiss o de poluentes e maior rendimento do motor exigidos pelo mercado Para isto s o necess rias altas press es de inje o curvas de inje o exatas e dosagem extremamente precisa do volume do combust vel Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 23 Com a introdu o da primeira bomba injetora em linha fabricada em s rie no ano de 19217 estavam criadas as condi es para o emprego do motor Diesel de alta rota o em ve culos automotivos O emprego da bomba injetora em linha ainda hoje est em diversos ve culos ut
37. corte do ar de admiss o para parar o motor por abafamento al m do corte de combust vel d Sensor de n vel do l quido de refrigera o na maioria dos casos utilizado para acionar um dispositivo de alarme indicando a necessidade de completar o n vel do sistema de refrigera o e Rel taquim trico tem a finalidade de desligar o motor de partida quando a rota o do motor Diesel ultrapassa determinado valor em geral 500 rpm Em muitos casos esta fun o tamb m inerente ao sensor de sobrevelocidade quando este permite o controle de mais que uma faixa de opera o Este dispositivo impede acionar o motor de partida com o motor funcionando f Sensor de ruptura da correia Em algumas aplica es exigido que a parada do motor Diesel seja comandada antes da temperatura da gua se elevar no caso de ruptura da correia da bomba d gua Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 74 g Sensor de frequ ncia pode ser utilizado para supervisionar tanto a frequ ncia do grupo gerador quanto da rede local Nos grupos geradores equipados com sistema de partida autom tica comanda o desligamento da rede local e aciona a partida autom tica do grupo gerador ou vice versa comanda a parada do grupo gerador e transfere a carga para a rede local quando h anormalidade na frequ ncia do alternador h Sensores de tens o da rede e do grupo atuam como no caso dos sensores de frequ ncia comandan
38. de ar fazendo cair o rendimento volum trico Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 28 Como a quantidade de combust vel injetada dosada pela bomba injetora por meio da varia o de d bito controlada pelo mecanismo de acelera o limita se a quantidade m xima de combust vel que pode ser injetada Dependendo do tipo de motor essa limita o feita por um batente do acelerador que n o permite acelerar o motor al m daquele ponto O mecanismo de acelera o por si s n o capaz de controlar a rota o do motor quando ela tende a cair com o aumento da carga ou a aumentar com a redu o da mesma carga necess rio ent o outro dispositivo que assegure controle da dosagem de combustivel em fun o das solicita es da carga Na maioria dos motores este dispositivo constitu do por um conjunto de contrapesos girantes que por a o da for a centr fuga atua no mecanismo de acelera o de modo a permitir o suprimento de combust vel sem varia es bruscas e respondendo de forma suave s solicita es da carga Conhecidos como reguladores ou governadores de rota es s o utilizados em todos os motores Diesel e dependendo da aplica o como visto no in cio deste trabalho tem caracter sticas distintas e bem definidas No caso espec fico dos motores para grupos Diesel geradores a regula o da velocidade um item particularmente cr tico uma vez que a frequ ncia da tens o gerada no alternador
39. el trico de parada em geral um solen ide que dependendo do fabricante e tipo do motor trabalham com alimenta o constante ou em alguns casos s o alimentadas somente no momento de parar o motor Diesel Este dispositivo na maioria dos grupos geradores est interligado a outros componentes de prote o que ser o vistos adiante H tamb m motores equipados com ventilador acionado por embreagem eletromagn tica que controlada por um termostato ligam quando a temperatura da gua aumenta Para manter as baterias em boas condi es de funcionamento necess rio repor a energia consumida pelo motor de partida solen ide de parada e demais consumidores Em alguns casos como nos grupos geradores de emerg ncia um carregador flutuador autom tico alimentado pela rede el trica local mant m as baterias em carga durante o tempo em que o motor permanece parado Nestas condi es as baterias estar o permanentemente carregadas Quando n o se disp e deste recurso a carga das baterias feita pelo gerador Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 47 de carga que nos motores atuais o alternador poss vel ainda se encontrar motores antigos que utilizam d namo para carregar as baterias O alternador um gerador de corrente alternada trif sica dotado de uma ponte retificadora O campo de excita o regulado pelo n vel de carga das baterias devendo se evitar sobrecarga do alternador ao recarregar bateri
40. entre os eixos do alternador e do motor Diesel se faz por meio de um acoplamento el stico capaz de absorver pequenos desalinhamentos radiais e axiais bem como as vibra es provenientes das varia es de carga e do desbalanceamento admitido das massa girantes O alinhamento dos centros dos eixos essencial para o bom funcionamento do equipamento na medida em que n o introduza vibra es e desgaste prematuro dos rolamentos do alternador e dos mancais do motor Diesel Existem muitos tipos de acoplamentos dispon veis no mercado destinados montagem de alternadores em motores Diesel O mais frequentemente encontrado o tipo Elco por ser de menor custo e montagem simples constitu do por 6 8 ou 12 mangas de borracha sobre pinos de a o instalados numa das metades do acoplamento que se encaixam em furos existentes na segunda metade FERREIRA Acoplamento Elco Potato tt a ARA Na pe a b existem os pinos com mangas de borracha a que se encaixam nos furos existentes na pe a c Geralmente a pe a b aparafusada ao volante do motor Diesel enquanto a pe a c montada por meio de chaveta no eixo do alternador A folga recomendada entre as pe as b ec de 4 0 mm para que esfor os axiais n o sejam transmitidos rvore de manivelas do motor Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 72 Acoplamento el stico Em virtude da grande elasticidade dos elementos flex veis os acoplamentos el sticos proporcion
41. equipamentos sofisticados o princ pio de determina o de pot ncia ao freio se mant m e os dinam metros modernos s o constru dos com o objetivo de opor uma resist ncia controlada e medida ao movimento de rota o da rvore de manivelas O freio de PRONY ainda utilizado atualmente para determina o da pot ncia de pequenos motores el tricos Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 9 Barra Sapata e sa pd R MPs Atrito Cinta W f cm Volante BALAN A www joseclaudio eng br A determina o da pot ncia do motor se faz considerando Rota o do motor n em rpm Comprimento do bra o R em m ou ft Leitura da balan a F em Ib ou Kg Com os elementos acima sabendo se que a periferia do volante percorre no intervalo de uma rota o a dist ncia 27r contra a for a de atrito f aplicada pela cinta ent o em cada rota o tem se Trabalho 2 xr f O conjugado resistente ao atrito formado pelo produto da leitura F da balan a pelo valor do comprimento do bra o de alavanca R e ser exatamente igual ao produto r vezes f conjugado que tende a mover o bra o Logo rf FR e em uma rota o Trabalho 2 mF R O produto FR tamb m conhecido como TORQUE do motor Se o motor funcionar a n rpm o Trabalho por minuto ser dado por T52 MF Rn A express o acima define a pot ncia desenvolvida pelo motor que pode ser expressa em HP Horse
42. h Para produzir pot ncia plena e obter uma opera o isenta de desgaste o motor deve atingir a sua temperatura operacional o mais rapidamente poss vel Por esta raz o a gua de arrefecimento conduzida do motor diretamente para a bomba atrav s dos termostatos e das tubula es de desvio antes de atingir a temperatura operacional Somente ap s ter atingido a temperatura operacional que os termostatos liberam a passagem automaticamente para o radiador A queda de press o admiss vel nos dutos de entrada e sa da do ar de 20 mm de coluna d gua sendo esta queda de press o total entre o lado de suc o e o de descarga do ventilador Em caso de uma queda de press o maior deve se instalar um ventilador adicional Quando houver necessidade de instala o remota do radiador necess rio considerar as press es e vaz es requeridas pelo motor para o dimensionamento das tubula es A dist ncia e altura n o devem gerar contrapress o superior a capacidade da bomba do motor Se houver necessidade pode se instalar uma bomba el trica para fazer circular a gua 16 5 GASES DE ESCAPE O sistema de escapamento de gases dever ser cuidadosamente projetado porque uma execu o inadequada influenciar a pot ncia bem como o n vel de ru do do motor Em nenhuma circunst ncia poder a contrapress o no sistema de escapamento exceder o valor permitido pelo fabricante do motor Em casos de temperatura excessiva do
43. item 2 1 temos que Diagrama P V do ciclo Diesel ideal Partindo do ponto a o ar comprimido adiabaticamente sem troca de calor at b aquecido press o constante at c expandido adiabaticamente at d e novamente resfriado a volume constante at a O trabalho obtido a rea hachurada com limites abcd O calor absorvido fornecido a press o constante ao longo da linha bc e o cedido o que se remove durante da N o h troca de calor nas transforma es adiab ticas ab e cd pe Press o m dia efetiva em psi libra in ou em kg cm A rea da cabe a do pist o em in ou cm s Curso do pist o em pol ou cm z N mero de cilindros do motor n N mero de revolu es por minuto rpm e Vy Cilindrada total do motor em in ou cm Consideremos x N mero de rota es por cilindro entre dois cursos de expans o Para motores de quatro tempos x 2 A rela o n X ser o n mero de vezes por minuto que ocorre um curso de pot ncia ou tempo motor em cada cilindro Sabendo se que Pot ncia Trabalho Tempo e que Trabalho For a x deslocamento 9 For a p x A e deslocamento s podemos escrever Pot ncia p x x s x z x n x em unidades homog neas Como Vy A xs xz resulta Pot ncia p x Vy x n x donde conclu mos que Eng Jos Claudio Pereira _ Pot ncia x x e V xn www joseclaudio eng br P g 11 O termo Pot ncia na f rmula acim
44. o leo lubrificante Quando for necess rio utilizar pr aquecimento do leo lubrificante efetuar as trocas de leo em per odos reduzidos Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 75 Dispositivos de pr lubrifica o tamb m s o empregados em motores aplicados a grupos geradores de emerg ncia Existem aqueles que funcionam em conjunto com o motor de partida fazendo circular leo lubrificante sob press o durante o tempo em que o motor est sendo acionado e outros constitu dos por uma bomba acionada por motor el trico que s o ligados durante um certo tempo em intervalos determinados como por exemplo 5 minutos a cada 4 horas O objetivo fazer com que o motor receba lubrifica o adequada durante o ciclo de partida prevenindo o desgaste prematuro por insufici ncia de lubrifica o Em ambientes midos recomend vel instalar resistores na armadura do alternador para desumidifica o dos enrolamentos e evitar redu o da resist ncia de isola o H situa es em que resistores de desumidifica o s o instalados tamb m no interior do quadro de comando conforme necessidade 16 INSTALA O Na maioria dos casos n o h necessidade de funda es especiais para suportar o grupo gerador Entretanto em qualquer situa o necess rio avaliar o peso do conjunto e as frequ ncias envolvidas para verificar a necessidade de refor o adicional para o piso ou estruturas Por exemplo para a
45. o meio refrigerante utilizado no motor Nos motores refrigerados a ar o trocador de calor instalado na corrente de ar A transfer ncia de calor para o refrigerante de aproximadamente 50 Kcal CVh para os motores refrigerados a gua e de 100 Kcal CVh nos motores com refrigera o a ar Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 39 Radiador de leo SCANIA 7 3 LEO LUBRIFICANTE O leo lubrificante est para o motor assim como o sangue est para o homem Gra as ao desenvolvimento da tecnologia de produ o de lubrificantes poss vel atualmente triplicar a vida til dos motores pela simples utiliza o do lubrificante adequado para o tipo de servi o Os leos lubrificantes dispon veis no mercado s o classificados primeiro pela classe de viscosidade SAE Society Of Automotive Engineers e a seguir pela classe de pot ncia API American Petroleum Institute A caracter stica mais importante do leo lubrificante a sua viscosidade que a resist ncia interna oferecida pelas mol culas de uma camada quando esta deslocada em rela o a outra o resultado de um atrito interno do pr prio lubrificante Existem v rios aparelhos para medir a viscosidade Para os leos lubrificantes utilizados em motores adotado o Viscos metro Saybolt Universal O sistema Saybolt Universal consiste em medir o tempo em segundos do escoamento de 60 ml de leo determinada temperatura A indica
46. o uso Laser trabalho comercial leve pesado m dio continuo e cont nuo Al m dos segmentos de aplica es os motores Diesel podem ser classificados pelo tipo de sistema de arrefecimento que utilizam normalmente a gua ou a ar e pelo n mero e disposi o dos cilindros que normalmente s o dispostos em linha quando os cilindros se encontram em uma nica fileira ou em V quando os cilindros s o dispostos em fileiras obliquas Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 1 As diferen as b sicas entre os diversos tipos de motores Diesel residem essencialmente sobre os sistemas que os comp em Todos funcionam segundo as mesmas leis da termodin mica por m as altera es de projeto que se efetuam sobre os sistemas e seus componentes resultam em caracter sticas de opera o que os tornam adequados para aplica es diferentes Os sistemas que constituem os motores Diesel s o e Sistema de Admiss o de ar e Sistema de Combust vel a se incluindo os componentes de inje o de leo Diesel e Sistema de Lubrifica o e Sistema de Arrefecimento e Sistema de Exaust o ou escapamento dos gases e Sistema de Partida O motor propriamente dito composto de um mecanismo capaz de transformar os movimentos alternativos dos pist es em movimento rotativo da rvore de manivelas atrav s da qual se transmite energia mec nica aos equipamentos acionados como por exemplo um gerador de corrente alternada
47. que o motor de quatro tempos e o torque mais uniforme Faltam os rg os de distribui o dos cilindros substitu dos pelos pist es combinados com as fendas de escape e combust o assim como as de carga Desvantagens Al m das bombas especiais de exaust o e de carga com menor poder calor fico e consumo de combust vel relativamente elevado carga calor fica consideravelmente mais elevada que num motor de quatro tempos de igual dimensionamento Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 7 2 4 TEORIA DO MOTOR O motor tem sua capacidade definida em termos de pot ncia em HP Horsepower ou CV Cavalo Vapor E a indica o da quantidade de trabalho que ele capaz de realizar na unidade de tempo Por defini o 1 HP a pot ncia necess ria para elevar a altura de um p em um segundo uma carga de 550 libras e 1 CV a pot ncia necess ria para elevar a altura de um metro em um segundo uma carga de 75 quilogramas Ou seja 1 HP 550 Ib ftl seg e 1 CV 75 kgm seg Se a unidade de tempo utilizada for o minuto multiplicamos 550 x 60 e temos 1 HP 33 000 Ib ft min e 1 CV 75 x 60 4 500 kgm min 2 4 1 DEFINI ES DE POT NCIAS Embora existam normas brasileiras que definam o desempenho e as pot ncias dos motores Diesel as f bricas existentes no Brasil adotam as normas dos seus pa ses de origem Assim Scania Mercedes MWM Volvo e outras de origem europ ia adotam as normas DIN 6270 e 6
48. tI N Governador Eletr nico CUMMINS modelo EFC Governadores Digitais Os governadores digitais utilizados atualmente embora possam oferecer recurso de comunica o via porta serial e fun es de controle PID Proportional Integral Derivate dependem de um atuador anal gico para comandar as corre es de RPM do motor o que os torna iguais em termos de resultados aos governadores eletr nicos anal gicos Governador Eletr nico Digital Woodward 2301D Load Sharing and Speed Control Nos grupos geradores assim como em outras aplica es a varia o de RPM fun o da varia o da carga e o tempo de corre o tamb m proporcional intensidade da mesma varia o No caso do ve culo que sobe uma ladeira o motorista aciona o pedal do acelerador para manter a rota o e vencer a subida Nos grupos geradores quem aciona o acelerador o governador de rota es Os governadores s o ditos is cronos quando asseguram rota o constante entre vazio e plena carga corrigindo no menor tempo poss vel as varia es de RPM Por mais is cronos que possam ser n o podem corrigir instantaneamente as varia es de rota o do motor devido in rcia natural do sistema necess rio primeiro constatar que houve uma varia o de RPM para em seguida efetuar a corre o O tempo de resposta ajustado at um limite m nimo a partir do qual o funcionamento do motor se torna inst vel por excesso de sensibi
49. vel manter sempre cheio o tanque de combust vel Diariamente inspecionar o equipamento quanto a vazamentos de combust vel lubrificante ou gua de refrigera o Se constatar alguma irregularidade providenciar corre o antes de utilizar o grupo gerador N o deixar o grupo gerador sem funcionar por longos per odos Acion lo no m nimo durante meia hora sob carga uma vez por semana Drenar diariamente os sedimentos do tanque de combust vel e do filtro separador de gua Quando o grupo gerador tem como consumidores diversos motores el tricos observar que primeiro deve se partir os motores de maior pot ncia N o operar o grupo gerador com baixa press o de leo lubrificante temperatura da gua de refrigera o alta ru do anormal excesso de fuma a ou vazamentos nos sistemas de refrigera o lubrifica o ou de combust vel Grupos geradores equipados com sistema de partida autom tica podem ser acionados por uma interrup o no fornecimento de energia el trica a qualquer momento Portanto quando ligados nesta condi o devem estar abastecidos de gua combust vel e leo lubrificante bem como sem nada nas proximidades que possa interferir com o seu funcionamento Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 90 18 MANUTEN O PREVENTIVA Em primeiro lugar atentar para as recomenda es do fabricante contidas na documenta o t cnica fornecida O grupo gerador n o deve visto como um equ
50. 271 para as defini es de pot ncias dos motores que fabricam enquanto as de origem americana tais como Caterpillar Cummins General Motors e outras adotam as normas S08528 3046 AS2 89 e SAE BS5514 As normas brasileiras que tratam dos motores s o a MB 49 NBR 06396 Motores alternativos de combust o interna n o veiculares e b NB 130 NBR 05477 Apresenta o do desempenho de motores de combust o interna alternativos de igni o por compress o Diesel De acordo com a nomenclatura brasileira NBR 06396 e Pot ncia efetiva continua n o limitada correspondente a DIN 6270 A a maior pot ncia efetiva garantida pelo fabricante que ser fornecida sob regime de velocidade conforme sua aplica o durante 24 horas di rias sem sofrer desgaste anormal e perda de desempenho A ajustagem dessa pot ncia no motor permite ainda uma sobrecarga Esta a ajustagem recomendada para grupos geradores A quantidade de inje o do combust vel bloqueada na bomba injetora para que uma sobrecarga em geral 10 da pot ncia efetiva continua do motor Diesel esteja dispon vel para a acelera o tal como requerido em caso de aplica o subita de plena carga el trica e Pot ncia efetiva continua limitada correspondente a DIN 6270 B a maior pot ncia efetiva garantida pelo fabricante e que ser fornecida sob regime de velocidade angular especificado conforme sua aplica o continuamente durante um tempo li
51. 5 amp L 15 31 46 metros AP Ap x L amp 6 63 x 46 305 mm de coluna d gua o valor encontrado necess rio adicionar a perda de carga inerente ao silencioso de escape quando for o caso e comparar com os valores admitidos de 600 a 1200 mm de coluna d gua para motores de aspira o natural e de 250 a 500 mm de coluna d gua para motores turbo alimentados Em geral os silenciadores para uso industrial com volume de 4 a 6 vezes a cilindrada do motor oferecem uma resist ncia de 150 a 200 mm de coluna d gua Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br 17 CUIDADOS PRINCIPAIS DE OPERA O Manter registro das horas de opera o e consumo de gua combust vel e leo lubrificante bem como das interven es de manuten o e ou reparos Quando for necess rio fazer solda el trica na base ou em local pr ximo ao grupo gerador desligar os cabos entre as baterias e o alternador de carga das mesmas para preservar os diodos retificadores do regulador N o operar o grupo gerador em marcha lenta a menos que o mesmo seja provido de um dispositivo para desligar o regulador autom tico de tens o do alternador ou a excitatriz est tica quando for o caso durante os per odos de opera o em marcha lenta Como a regula o da tens o independe da frequ ncia com o motor trabalhando em rota o baixa o regulador autom tico de tens o ir suprir corrente para o campo com o objetivo de alcan ar a tens o nom
52. 5 to E Tempo Com governadores digitais PID Proportional Integral Derivate as corre es s o semelhantes curva Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 33 s RPM Nominal 0 0 5 1 ta E Tempo Alguns exemplos de ajustes de governadores eletr nicos e digitais Corre o inadequada com sobrevelocidade YEU Adicionar na partida e oscila es de corre o Larga Ajuste de sensibilidade muito alto Uscila es a Remover Carga Tempo velocidade Performance tima com pequeno overshoot na partida Tempo velocidade Performance tima na partida com pequeno aumento do tempo de corre o das varia es Tempo velocidade Tempo de corre o muito longo Tempo Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 34 DROOP a varia o percentual entre as velocidades nominal em vazio e a final com aplica o Por exemplo Rota o nominal em vazio 1800 RPM Com 100 de carga 1740 RPM Droop 1800 1740 1800 0 0333 ou 3 3 100 Is crono 0 l Droop RPM Carga 50 100 E Para os motores das pr ximas gera es n o ser o mais necess rios governadores de rota es uma vez que bastar programar a ECU do sistema de inje o eletr nica para operar em rota o constante sob qualquer condi o de carga ou com o droop desejado 5 O COMBUST VEL Motores Diesel precisam para a auto igni o e queima perfeita de comb
53. 600 C que se d a auto igni o Uma parte do combust vel injetada em primeiro lugar queima rapidamente e o que injetado em seguida em maior quantidade queima a press o aproximadamente constante A combust o n o ocorre inteiramente caso n o se sucedam no tempo certo o aquecimento do combust vel e a igni o A inje o come a antes do pist o atingir o PMS no tempo de compress o S se consegue uma boa combust o quando h a melhor mistura poss vel entre as got culas de combust vel e o ar necess rio combust o Para tanto faz se necess rio entre outras coisas a adequa o do jato de combust vel forma da c mara de combust o com ou sem reparti es Outras possibilidades um ou mais jatos disposi o dos jatos comprimento dos jatos sua for a tamanho das got culas turbilhonamento mais intenso do ar de combust o Forma do pist o c mara de combust o repartida com c maras de ar pr c maras ou c maras de turbilhonamento e tamb m fluxo de ar tangencial e Igni o Pode n o se dar uma sens vel vaporiza o do combust vel Diesel de elevado ponto de ebuli o devido rapidez do processo As got culas de combustivel que s o injetadas inflamam se ap s terem sido levadas temperatura de auto igni o pelo ar pr aquecido e comprimido no cilindro O intervalo de tempo entre a inje o e a igni o deve estar sincronizada com a calagem da rvore de manivelas correspondente a elev
54. A Cummins desenvolveu um leo fortemente aditivado com componentes sint ticos que denominou de Premium Blue cuja licen a de fabrica o nos Estados Unidos j foi concedida Valvoline Sua principal caracter stica a alta durabilidade Atualmente a melhor indica o para lubrifica o dos motores Diesel que operam em temperaturas superiores a 14 F 10 C recai sobre os leos multiviscosos 15w40 ou 20w40 que mant m durante o funcionamento do motor a viscosidade praticamente constante e s o aditivados para preservar suas caracter sticas durante um maior numero de horas de servi o 8 REFRIGERA O OU ARREFECIMENTO O meio refrigerante na maioria dos casos gua com aditivos para rebaixar o ponto de congelamento por exemplo etileno glicol recomendado para utiliza o em regi es mais frias e para proteger contra a corros o leos emulsion veis ou compostos que em contato com a gua tendem a formar pel culas pl sticas A quantidade do meio refrigerante pequena de 3 a 6 litros para poder chegar rapidamente temperatura de servi o eventual reserva feita no radiador e tanque de expans o O rebaixamento da temperatura da gua no radiador da ordem de 5 C As bolhas de vapor que se formam nos pontos de press o mais baixa antes da bomba devem ser eliminadas atrav s da linha i e chegando ao tanque de expans o a se condensam A Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P
55. A a SDMO oferece os controles M50 M150 S2500 R3000 e A400 cujas figuras podem ser vistas a seguir S o controles opcionais com fun es de supervis o e controle pr definidas aplic veis em fun o de marca e modelo do motor a escolha do cliente conforme suas necessidades Os modelos M50 e M150 s o controles manuais A partir do controle S2500 a SDMO emprega tecnologia digital e a partida autom tica opcional no S2500 e standard nos demais modelos que podem ser implementados com diversos opcionais cobrindo todas as necessidades de monitoramento do grupo gerador Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 105 Al m dos controles vistos anteriormente a WOODWARD no decorrer do ano de 2001 disponibilizou para os montadores de grupos geradores a sua nova fam lia de controles digitais que de se esperar ir contribuir para que alguns montadores optem por utilizar estes produtos em detrimento da fabrica o pr pria WOODWARD GCP 11 Controle digital para unidades isoladas prov completo controle sobre o motor e alternador bem como controle l gico sobre um contactor principal Supervisiona partida e parada do motor e protege contra sobrevelocidade temperatura press o tens o corrente frequ ncia sobrecarga e outras falhas Inclui 12 entradas digitais 2 entradas de sinal do motor 1 entrada para pick up magn tico e 9 sa das de rel configur veis pelo cliente M DODMARO aj H ikk va i
56. As concession rias de energia determinam que os circuitos de emerg ncia supridos por grupos geradores devem ser instalados independentemente dos demais circuitos em eletrodutos exclusivos N o permitida qualquer interliga o destes circuitos com a rede Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 110 alimentada pela concession ria Os grupos geradores devem ser localizados em reas arejadas protegidos de intemp ries e isolados do contato com pessoas leigas principalmente crian as Recomendam ainda a observ ncia s normas t cnicas em especial a NBR 5410 da ABNT em conformidade com o Decreto 41019 de 26 02 57 do Minist rio das Minas e Energia e resolu o N 456 da ANEEL sobre as condi es gerais de fornecimento de energia O conceito b sico o Fonte 1 Rede Consumidores A o Fonte2 gerador Abaixo um diagrama t pico de instala o do grupo gerador DISTRIBUI O PRIM RIA DISTRIBUI O SECUND RIA R S A d gt A i NEUTRO TRANSFORMADOR CHAVE N A N N GERAL NEUTRO T T ATERRAMENTO O dane i o E Chave reversora manual de tr s REVERSORA posi es O Centro desligada Fonte 1 GRUPO GERADOR Fonte 2 ATERRAMENTO Na maioria das aplica
57. C e umidade relativa do ar de 60 H entretanto uma diferen a fundamental entre as normas DIN e ABNT que necess rio ressalvar a defini o dos acess rios que devem ser acionados pelo motor e cujo consumo de pot ncia n o deve ser calculado como pot ncia efetiva do motor difere de uma norma para a outra A norma ABNT mais rigorosa e prev que por exemplo as pot ncias de acionamento da bomba centr fuga e do ventilador dever o ser descontadas ao definir a pot ncia de um motor industrial normalmente equipado com estes acess rios As normas americanas estabelecem as condi es atmosf ricas padr o de acordo com a 1503046 em 29 61 in Hg de press o barom trica equivalente a uma altitude de 300 ft acima do n vel do mar e adotam o mesmo conceito de sobrecarga de 10 como nas normas DIN Para os motores Diesel estacion rios destinados a aplica o em grupos geradores estabelecem regimes de opera o considerando fatores de carga e definem tr s regimes de trabalho Stand by Prime Power e Continuous O regime Stand by o que definimos como emerg ncia e estabelecido sobre a pot ncia efetiva cont nua limitada o regime Prime Power o que chamamos de continuo e estabelecido sobre a pot ncia efetiva cont nua n o limitada e o Continuous um regime definido como sendo uma pot ncia em que o motor pode operar 24 horas por dia com carga constante Embora as normas recomendem o contr rio todos os montadores de
58. Como utiliza a tens o gerada pelo alternador necessita de um m nimo de tens o inicial gerada pelo magnetismo remanente do alternador durante a partida para iniciar o processo de retifica o e alimenta o do campo Este processo de in cio de gera o denominado escorva do alternador Excitatriz Carga gt ARMADURA nem oseciondio eng br O sistema de excita o est tica tem resposta de regula o mais r pida do que o sistema de excita o din mica uma vez que o regulador atua diretamente no campo do alternador o que lhe proporciona maior capacidade de partir motores el tricos de indu o Entretanto como o fluxo de corrente controlado por pulsos dos tiristores introduz deforma es na forma de onda da tens o gerada o que o torna contra indicado para alternadores que alimentam equipamentos sens veis EXCITA O BRUSHLESS No sistema de excita o din mica utiliza se um gerador de corrente continua montado no pr prio eixo do alternador O campo deste gerador alimentado por um regulador externo que modernamente eletr nico semelhante ao empregado na excita o est tica Nos alternadores antigos este gerador de corrente cont nua era um d namo com escovas e coletor de l minas de cobre Atualmente utiliza se um pequeno alternador de p los fixos cuja corrente alternada gerada no induzido rotativo retificada por uma ponte retificadora de onda completa tamb m girante que transfere a corre
59. Controle de partida Controle de marcha lenta nominal Monitora o de press o de leo Monitora o da temperatura da gua de refrigera o e Monitora o da tens o da bateria e e Monitora o da prote o de sobre velocidade Sincronismo e Processamento digital dos sinais imune interfer ncia de harm nicos ajuste de fase de tens o e de tempo de sincronismo e Identifica o de barra desenergizada e sincronismo autom tico e Sincroniza o com outros geradores e com a concession ria e Programa o de v rias tentativas de sincronismo com tempo ajust vel e e Opera o manual com ajuste de tens o e velocidade para sincronismo Controle de Pot ncia Ativa kW e C lculo de pot ncia real RMS e Rampa de tomada e retirada de carga program vel e Opera o em is crono ou base de carga com at 8 geradores em paralelo dividindo carga e Controle em base de carga com m xima efici ncia de controle de combust vel e Controle em base de importa o e exporta o para opera o em paralelo com a concession ria e Transfer ncia de carga suave e sem interrup o com a concession ria e Possibilidade de ajuste externo para opera o em carga de base ou controle de processo com taxas de varia o independentes e e Opera o em droop dispon vel para opera o e controle de carga manual Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br Controle de Pot ncia Reativa KVA
60. F a me Pahne i 7 Sopoio p lar B ta do esrin e Peden de carvan Diso da daong Motores Diesel antigos utilizam dispositivos auxiliares de partida Os motores modernos s necessitam desses dispositivos quando operando em ambientes de baixas temperaturas menos de zero C S o v rios os recursos auxiliares de partida a frio O mais utilizado atualmente a inje o de produtos vol teis ter por exemplo no coletor de admiss o Mas Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 46 h motores que s o dotados de eletrodos incandescentes que s o alimentados pela s bateria s durante a partida para auxiliar o in cio de funcionamento 9 1 BATERIAS A pot ncia e a capacidade dependem do motor de partida da dura o e frequ ncia das partidas e dos dispositivos auxiliares que permanecem ligados tais como l mpadas de sinaliza o aparelhos de r dio calefa o etc A capacidade das baterias para motores Diesel varia de 84 a 270 Ah com 12 V 1 000 a 3 000 Wh referidos a um per odo de 20 horas com 27 C As baterias de chumbo tem um conte do de energia de 35 Wh kg 30 kcal kg ou 10 kpm kg A capacidade e a tens o de descarga diminuem rapidamente com a temperatura em decl nio A descarga espont nea de 0 5 at 1 0 da capacidade nominal por dia A temperatura da bateria n o deve ultrapassar a 60 C A bateria deve ser colocada o mais pr ximo poss vel do motor de partida os cabos cu
61. I Medir a resist ncia de isola o do alternador Se necess rio fazer a secagem das bobinas XIV Lubrificar os rolamentos do alternador XV Reapertar cabos e conectores el tricos XVI Substituir mangueiras ressecadas XVII Completar o n vel do eletr lito das baterias XVIII Manter os bornes de baterias untados com vaselina neutra para evitar a forma o de crostas de xidos XIX Revisar bomba e bicos injetores e XX Inspecionar o amortecedor de vibra es Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 91 GRUPOS GERADORES SISTEMAS DE CONTROLE O mercado brasileiro n o era receptivo aos controles eletr nicos para grupos geradores at o advento da tecnologia digital neste segmento Havia um entendimento geral de que os controles para grupos geradores deveriam ser simples de operar e oferecer o m ximo em termos de facilidades de manuten o As inova es eletr nicas introduzidas pelos fabricantes eram limitadas j que a maior parcela do volume das suas vendas era gerada por encomendas sob especifica o as quais recusavam componentes desconhecidos Os montadores buscando competitividade ofereciam muitas alternativas resultando dai que os clientes usu rios de muitos equipamentos como as empresas de telecomunica es e outros n o conseguiam um n vel de padroniza o aceit vel para os seus equipamentos como ainda ocorre atualmente Na d cada de 70 come aram a surgir os primeiros con
62. Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 38 7 1 FILTROS Os filtros na maioria dos casos s o do tipo cartucho de papel descart vel e devem ser substitu dos a cada troca do leo lubrificante nos per odos recomendados pelo fabricante do motor Atualmente o tipo mais utilizado o spin on atarrachante O filtro de fluxo integral dotado de uma v lvula acionada por press o diferencial que em caso de entupimento do elemento abre se deixando circular o leo sem filtrar n o permitindo que o motor trabalhe sem circula o de lubrificante Nem sempre vantajoso utilizar o elemento de filtro mais barato Aparentemente todos os elementos de filtro dispon veis no mercado e s o muitos s o iguais Entretanto h diferen as impercept veis que devem ser consideradas Como n o poss vel para o consumidor fazer testes de qualidade dos filtros aplicados nos motores que utiliza recomend vel que se adquiram somente elementos de filtro que sejam homologados pelos fabricantes de motores os quais j efetuarem os testes de qualidade apropriados S o conhecidos como marcas de primeira linha e em geral equipam motores que saem da linha de montagem Filtro Centrifugo Elemento descart vel Filtros de lubrificante SCANIA 7 2 TROCADOR DE CALOR O trocador de calor ou radiador de leo tem a finalidade de transferir calor do leo lubrificante cuja temperatura n o pode ser superior a 130 C para
63. MOTORES E GERADORES PRINC PIOS DE FUNCIONAMENTO INSTALA O OPERA O E MANUTEN O DE GRUPOS DIESEL GERADORES 1 MOTORES DIESEL S o m quinas t rmicas alternativas de combust o interna destinadas ao suprimento de energia mec nica ou for a motriz de acionamento O nome devido a Rudolf Diesel engenheiro franc s nascido em Paris que desenvolveu o primeiro motor em Augsburg Alemanha no per odo de 1893 a 1898 Oficialmente o primeiro teste bem sucedido foi realizado no dia 17 de fevereiro de 1897 na Maschinenfabrik Augsburg Segundo sua aplica o s o classificados em 4 tipos b sicos ESTACION RIOS Destinados ao acionamento de m quinas estacion rias tais como Geradores m quinas de solda bombas ou outras m quinas que operam em rota o constante INDUSTRIAIS Destinados ao acionamento de m quinas de constru o civil tais como tratores carregadeiras guindastes compressores de ar m quinas de minera o ve culos de opera o fora de estrada acionamento de sistemas hidrost ticos e outras aplica es onde se exijam caracter sticas especiais espec ficas do acionador VEICULARES Destinados ao acionamento de ve culos de transporte em geral tais como caminh es e nibus MAR TIMOS Destinados propuls o de barcos e m quinas de uso naval Conforme o tipo de servi o e o regime de trabalho da embarca o existe uma vasta gama de modelos com caracter sticas apropriadas conforme
64. N VEIS DE RU DO S o quatro as fontes de ru dos no grupo Diesel gerador a Ru dos mec nicos Nas varia es r pidas de press o as frequ ncias pr prias s o levadas ao encontro da velocidade de deforma o dos componentes sujeitos a essas press es Os excitadores mais importantes s o as engrenagens de distribui o dos movimentos as v lvulas e seus mecanismos de acionamento os mbolos a bomba injetora os mancais da rvore de manivelas ao suportar oscila es cr ticas a Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 77 reverbera o da base e de pontos de contato e ainda as provenientes da for as de in rcia livres do acionamento da rvore de manivelas que excitam as partes do motor ou s o transmitidas base ou chassis b Ru dos da combust o s o causados pelo r pido aumento da press o na c mara de combust o ou vibra es de press o provocadas por combust o an mala batidas etc A frequ ncia de 0 5 at 2 5 kHz no primeiro caso ou 5 at 10 kHz no segundo Estes ru dos se tornam mais desagrad veis quando os ru dos mec nicos s o atenuados c Ru dos por varia o de carga s o provocados pela pulsa o do fluxo no sistema de suc o e de descarga Os amortecedores de ru do n o oferecem muita resist ncia ao fluxo cont nuo mas amortecem os picos das pulsa es O filtro de ar amortece os pulsos da admiss o e o silencioso de escape amortece os pulsos da descarga do
65. a estiver energizada Adicionalmente podemos acrescentar l mpadas de sinaliza o para indicar o estado da chave de transfer ncia Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P gina 112 Rede Gerador R ST R S T ESEIR KB o Lee Desliga E amp Desliga Liga Liga o o o Rede 0 2a Ika Gerador Alimentando TE 5 Alimentando Trava mec nica L1 L2 L3 Nos sistemas autom ticos as fun es liga e desliga rede e gerador s o executadas por contatos de rel s comandados pelo sistema de controle Na entrada do grupo gerador indispens vel um meio de desconex o e prote es contra curto circuito As empresas de telecomunica es exigem que tanto o lado da rede quanto o do grupo gerador sejam protegidos com blocos de fus veis de a o retardada Os disjuntores termomagn ticos quando utilizados devem ter tempo de desconex o de 5 Hz ou seja cerca de 80 ms Para tornar o sistema autom tico devemos acrescentar um dispositivo sensor da rede capaz de perceber as falhas de tens o ou frequ ncia e fechar um contato para comando da partida do grupo gerador Este s sensor es deve m ter seus par metros ajust veis incluindo um tempo de confirma o da falha para evitar partidas do grupo gerador em decorr ncia de picos instant neos de tens o Deve monitorar o retorno da rede normalidade e acionar um contato para retransfer ncia da carga devendo
66. a o adequada de press o O retardo da igni o deve ser o m nimo poss vel caso contr rio chega c mara de combust o uma quantidade excessiva de combust vel n o queimado que ir produzir aumento de press o no pr ximo tempo de compress o e reduzir a lubrifica o entre as camisas dos cilindros e os an is de segmento resultando com a continuidade do processo em desgaste que num primeiro momento conhecido como espelhamenito das camisas dos cilindros Combust veis Diesel com boa igni o tem um pequeno retardo proporcionam compress o uniforme para a combust o e opera o suave do motor O retardo da igni o depende do tipo de combustivel press o e temperatura na c mara de combust o e Retardo da inje o Medido pela calagem da rvore de manivelas o intervalo de tempo necess rio ao pist o da bomba de inje o para levar a quantidade de combust vel situada entre a canaliza o da bomba e o assento da v lvula de inje o bico injetor press o de inje o Infelizmente quase imposs vel especialmente nos motores de funcionamento r pido controlar de maneira satisfat ria o programa de combust o Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 20 Lei de aquecimento e a varia o da press o durante a combust o mediante o in cio e o desenvolvimento da inje o a n o ser com baixa compress o que por outro lado diminui o rendimento e se op e frontalmente ao princ
67. a por meio de uma fonte de corrente cont nua denominada excitatriz Para manter constante a tens o de sa da do alternador necess rio regular o sistema de excita o pois a intensidade do campo magn tico quem determina este valor Portanto necessitamos de um regulador de tens o que o elemento capaz de sentir as varia es de tens o de sa da do alternador e atuar diretamente na excitatriz para que esta aumente Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 69 ou diminua o fluxo de corrente no campo magn tico mantendo constante a tens o para qualquer solicita o de carga Quanto forma construtiva duas s o as configura es b sicas para o sistema de excita o do alternador EXCITA O DIN MICA e EXCITA O EST TICA O primeiro denominado excita o din mica montado no pr prio eixo do alternador O segundo denominado excita o est tica constitu do por um retificador de corrente que utiliza a pr pria energia gerada pelo alternador para alimentar o campo com corrente retificada Um circuito eletr nico acoplado ao retificador faz a fun o de regulador de tens o abrindo ou fechando o gate de um tiristor EXCITA O EST TICA No sistema de excita o est tica a corrente que alimenta o campo do alternador retificada e controlada por uma excitatriz eletr nica A condu o da corrente se faz por meio de um par de an is com escovas montado no eixo do alternador
68. a 45 C Em motores do Ciclo Otto o fator de redu o calculado pela express o 29 92 T 460 Para Pa em inHg e Ta em F ou P 520 a R 736 T 273 o 3 303 Para Pa em mmHg e Ta em C Pa Press o barom trica do ar seco press o barom trica observada press o parcial de vapor levantada com aux lio da carta psicrom trica Ta Temperatura absoluta do ar aspirado medida a 15 cm da entrada da admiss o Este fator permite a corre o do torque da pot ncia e da press o m dia efetiva observados durante o ensaio N o deve ser aplicado ao consumo espec fico de combust vel pois sup e se que o motor receba a quantidade correta de combust vel a ser queimado com o ar aspirado Em motores Diesel funcionando com rela o ar combust vel constante o fator de redu o dado pela express o 736 T 273 Po IB o Para Pa em mmHg e Ta em C ou a Ra Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 19 29 92 T 460 P 520 a Ri Para Pa em inHg e Ta em F NOTA Para motores Diesel em ensaios com fornecimento constante de combust vel limita o fixa da bomba injetora o m todo empregado para redu o dos resultados gr fico A descri o deste m todo pode ser encontrada na norma NBR 5484 da ABNT 2 5 COMBUST O NO MOTOR DIESEL e Processo por inje o O g s de combust o aspirado ou induzido sob press o t o comprimido temperatura entre 550 e
69. a com o eixo apoiado sobre dois mancais de buchas flutuantes que recebem lubrifica o tanto interna quanto externamente Ao parar o motor durante um certo intervalo de tempo o turbocompressor continuar girando por in rcia sem receber leo lubrificante uma vez que a bomba de leo parou de funcionar Neste per odo ocorre contato entre a bucha e a carca a e tamb m entre a bucha e o eixo provocando desgaste A dura o do per odo em que o turbocompressor permanece girando por in rcia depende da rota o em que operava o motor quando foi desligado bem como da carga a que estava submetido Nos grupos Diesel geradores onde habitualmente se desliga o motor em alta rota o imediatamente ap s o al vio da carga a durabilidade do turbocompressor fica sensivelmente reduzida podendo ser medida em numero de partidas ao inv s de horas de opera o Nas demais aplica es onde n o h paradas frequentes do motor em alta rota o a durabilidade do turbocompressor pode chegar a at 4 000 horas contra o m ximo de 1 000 partidas nos grupos Diesel geradores Por isso recomenda se n o parar o motor imediatamente ap s o al vio da carga deixando o operar em vazio por um per odo de 3 a 5 minutos Existe um Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 16 dispositivo acumulador de press o para ser instalado na linha de lubrifica o do turbocompressor que ameniza os efeitos das paradas por m n o fornecido de f brica pel
70. a partir da o sistema de controle permitir o funcionamento do grupo gerador em vazio para resfriamento antes de acionar o dispositivo de parada Quando n o inclu dos no sistema de controle sensores de tens o e frequ ncia para o grupo gerador tamb m devem ser previstos O monitoramento ideal sobre as tr s fases sendo frequente o uso de sensores monof sicos no lado do grupo gerador principalmente Em geral ajusta se os sensores para varia es de 20 de tens o e 5 de frequ ncia para mais ou para menos e um tempo de confirma o de dois a cinco segundos Por defini o os sensores de tens o e frequ ncia executam as seguintes fun es de rel s ANSI Subtens o Rel que atua quando a sua tens o de entrada inferior a um valor predeterminado Sobretens o Rel que atua quando a sua tens o de entrada for maior que um valor predeterminado Rel de frequ ncia Dispositivo que opera quando a frequ ncia ou sua taxa de varia o est fora de limites determinados A maioria dos fornecedores de grupos geradores utiliza estes dispositivos como parte integrante dos seus sistemas de controle ou USCA s de fabrica o pr pria No mercado podem ser encontrados diversos fornecedores destes dispositivos tanto anal gicos quanto digitais alguns dotados de m ltiplas fun es integradas Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 113 Rede Gerador
71. a press o barom trica existente no local da instala o sejam conhecidas 580 Ei U Coeficiente de corre o da ss quantidade de ar para diferentes condi es atmosf ricas A linha ligando a temperatura 00 ambiente de 20 C press o de 610 mm Hg encontra a linha de k em 1 25 valor utilizado no 5 exemplo dado 720 Sd a 670 El Valor de k id 730 Temperatura ambiente Press o barom trica local 10 www goseciaudioeng br Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 84 16 4 1 4 AR DE ARREFECIMENTO PARA RADIADOR DE GUA O tipo de arrefecimento utilizado na maioria dos grupos geradores por radiador com circuito fechado Outros tipos de arrefecimento como torre trocador de calor arrefecimento a ar e circuito aberto com gua perdida n o ser o abordados no presente trabalho No sistema com radiador o calor transferido do motor para a gua e desta para o ar que pressionado por um ventilador Se necess rio o ventilador poder ser acionado por um motor el trico e instalado independentemente do motor Diesel montagem remota O abastecimento de gua efetuado apenas uma vez sendo que somente pequenas quantidades de gua dever o ser adicionadas em virtude das eventuais perdas por vazamento evapora o No caso de arrefecimento por ventilador o consider vel fluxo de ar serve tamb m para a ventila o da sala de m quinas e a dissipa o do calor irradiado
72. a remotos Tamb m dispon vel rel gio em tempo real e hist rico de eventos Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 107 Me rurreaso co em egg Em fe Meg bep em rA r E 1 E E ts EE WOODWARD A Rel s multifun o MFR 1 Erdia n is lt ann Uma fam lia composta por 5 modelos de rel s com as fun es de prote o de rede e gera o distribu da Cada um dos 5 modelos dispon veis protege contra determinada falha monitora e exibe os sinais de corrente alternada da rede ou do grupo gerador Inclui um rel de alarme ANSI 74 3 sa das de contatos secos e s o facilmente configur veis via interface RS 232 O modelo MFR 13 GP protege o grupo gerador contra sub e sobre tens o sub e sobre frequ ncia pot ncia inversa sobrecarga desbalanceamento de carga perda de excita o fator de pot ncia e sobre corrente independente de tempo O modelo MFR 15 SYN oferece prote o similar ao modelo MFR 13 GP mas adiciona controles de sincroniza o para atuar um contactor nos casos de pot ncia ativa fator de pot ncia e divis o de cargas ativa e reativa Tem ponto de ajuste externo e 3 sa das anal gicas configur veis Modelo MFR 12 CP prote o para o alternador contra sobre corrente independente de tempo corrente de tempo inverso e falta de terra calculada Modelo MFR 11 MP Prote o da rede contra sub e sobre tens o sub e sobre frequ ncia falta assim
73. a ser P quando a press o considerada for pe e analogamente P quando se tratar de p e P para p A press o m dia efetiva uma vari vel muito expressiva no julgamento da efic cia com que um motor tira proveito do seu tamanho Cilindrada sendo por isso muito usada para fins de compara o entre motores O torque por exemplo n o se presta muito para comparar motores porque depende das dimens es do motor Os motores maiores produzir o maiores torques A pot ncia tamb m n o um bom elemento para permitir a compara o de motores pois depende n o somente das dimens es mas tamb m da velocidade de rota o Assim num projeto tem se sempre em mente construir motor de press o m dia efetiva elevada Para obter os valores de p em Ib in ou kg cm para motores de 4 tempos quando s o conhecidos P em BHP n em rpm e Vy em cm ou in s o v lidas as rela es Px2x12x33 000 792000 x P e V xn V x lb in e Para P em HP Vy em in e n em rpm ou ent o 900000 x P Ke cm V xn Kg e Para P em CV Vy em cm e n em rpm 2 4 2 CONSUMO DE COMBUST VEL RENDIMENTO T RMICO Independentemente do m todo empregado a medi o do consumo de combust vel fundamental para que se conhe a a efici ncia com que o motor transforma a energia qu mica do combust vel em trabalho util De posse dos valores de massa de combust vel consumido pot ncia medida e tempo pode se calcul
74. ade da press o na antec mara e insufla o na parte principal da c mara de combust o mediante um canal injetor b tubula o de combust vel c igni o auxiliar para partidas a frio d passagem da gua de refrigera o para o cabe ote e Inje o direta Antec mara tipo esf rica A c mara de turbul ncia a cont m quase toda a carga de ar que no percurso de compress o penetra tangencialmente pelo canal b come ando um movimento circular c tubula o de combust vel O combust vel injetado diretamente sobre a cabe a do pist o mediante um bico injetor com um ou v rios pequenos furos di metros de 0 1 a 0 3 mm direcionados segundo um ngulo apropriado Funciona com press es elevadas at 400 at para conseguir uma pulveriza o muito fina e uma distribui o adequada do combust vel no ar de carbura o O jato nico forma uma neblina composta de gotas min sculas que costuma se inflamar em primeiro lugar na proximidade da entrada A forma o da mistura acelerada e melhorada quando o ar de carbura o executa um movimento r pido em rela o n voa de combust vel Para isto o movimento circular e turbulento do ar se produz de v rias formas j com o processo de suc o ou com a compress o A maioria dos motores modernos utiliza o processo de inje o direta de combust vel em virtude do seu melhor rendimento t rmico a inje o direta no ar parado Cummins b jato sobre a ca
75. ador partida com tens o reduzida Em caso de partida direta a corrente de partida poder superar em at 6 ou mais vezes a corrente nominal dependendo da constru o adotada Neste caso o alternador pode estar sujeito a uma carga de corrente t o elevada que a tens o atingir a ruptura Como consequ ncia disto os contactores e rel s que comp em o sistema deixam de funcionar e o suprimento de energia interrompido 12 1 4 1 PARTIDA DE MOTORES DE INDU O Al m da determina o da pot ncia nominal deve se observar que a partida de motores assincronos sobretudo motores com rotor em curto circuito resulta em maiores correntes de partida incrementadas com elevada percentagem de corrente reativa que pode superar a O vezes a corrente nominal As altas correntes de partida exigidas pelos motores de rotor em curto circuito podem ser absorvidas por alternadores superdimensionados ou dotados de sistema especial de excita o recomend vel a liga o escalonada dos motores el tricos iniciando pelos de maior pot ncia Os motores el tricos s o constru dos obedecendo a normas segundo o uso a que se destinam que os padronizam conforme defini es da NEMA ou da ABNT Dever constar na plaqueta de identifica o a letra correspondente ao seu padr o construtivo A NEMA define os c digos de letras conforme a tabela abaixo Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 53 DO 4000449 E CL 4508499 FO 5008559
76. alizar o carregamento das molas de abertura Contatos auxiliares Bloqueio da chave at que o defeito seja sanado s podendo voltar a operar assim que seja dado o RESET manual Dispositivo eletr nico de retardo 200 ms e Rel antibombeamento OPCIONAIS OFERECIDOS A PEDIDO e Rel de subtens o Bloqueio mec nico tipo Yale e cadeado Bloqueio da chave at que o defeito seja sanado s podendo voltar a operar assim que seja dado RESET el trico Contador mec nico de manobra Prote o terra 51N Ground Sensor Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P gina 114 FUN ES DO SISTEMA DE TRANSFER NCIA AUTOM TICA 1 Falha da Rede 2 Detectar dam o grupo ENTO q Falha Re 3 3 s ag partida Transfer nci G STUPo Q gerador para a rede 6 4 etorno da Rede Checar tens o e Checar tens o e freqii ncia freqii ncia 5 Transfer ncia da carga para o gerador Nos controles digitais estas fun es inclusas e apenas os pontos de liga o dos contatos de comando s o acess veis Considerando a possibilidade de manuten o ou reparos no sistema de transfer ncia conveniente a instala o tamb m de uma chave de bypass Esta chave permite que as cargas sejam alimentadas diretamente pela rede ou pelo grupo gerador sem utilizar a chave de transfer ncia permitindo que esta possa ser desativada temporariamente ou removida para reparos A utiliza
77. am boa absor o das irregularidades de montagem nivelando grandes diferen as de alinhamento radial axial e angular e s o isentos de manuten o A fixa o r gida dos elementos flex veis pelas partes met licas do acoplamento e das partes met licas deste com os conjuntos agregados elimina todo e qualquer atrito causador de folgas e desgaste evitando assim ajustes peri dicos Os alternadores modernos s o dotados de carca a padr o SAE que permite montagem monobloco garantindo a manuten o do alinhamento entre os eixos das m quinas ap s a montagem Entretanto na primeira montagem necess rio conferir a concentricidade dos eixos em rela o s suas respectivas carca as com um microcomparador para se assegurar de que n o haver desalinhamento Nas montagens diretas sem carca as padronizadas o alinhamento necessita ser feito criteriosamente e conferido ap s a fixa o definitiva das m quinas Embora os acoplamentos el sticos permitam desvios relativos todavia aconselh vel procurar obter o m ximo alinhamento poss vel Isto prolongar a vida util do acoplamento As medi es de alinhamento se fazem como nas figuras abaixo e os valores das toler ncias dever o ser informados pelo fabricante do acoplamento 14 1 ALINHAMENTO www joseclaudio eng br Medi o com extremidades expostas Medi o do ngulo de desvi
78. antidade de cilindros de disp e o motor T Volume do cilindro As aa Volume da c mara de compress o C MARA p VOLUME DE go o COMBUST O Volume total de um cilindro V V CILINDRADA TOTAL Volume total de todos os cilindros do motor z Vn Tamb m denominada de raz o ou taxa de compress o a rela o entre o volume total do RELA O DE cilindro ao iniciar se a compress o e o volume no fim COMPRESS O da compress o constitui uma rela o significativa para os diversos ciclos dos motores de combust o interna Pode ser expressa por Vn VolVe gt 1 4 Vn V yV VH a pot ncia dentro dos cilindros Abreviadamente POT NCIA denominada de IHP Indicated Horsepower consiste INDICADA na soma das pot ncias efetiva e de atrito nas mesmas condi es de ensaio POT NCIA Pot ncia dissipada sob carga inclusive engrenagens DISSIPADA internas DISSIPA O Dissipa o de pot ncia pela carga Consumo de pot ncia por atrito bem como do ppa equipamento auxiliar para funcionamento do motor parte a carga P Pi Pe Pi Pop Pi sp P Pot ncia te rica calculada por compara o de POT NCIA m quina ideal Hip teses para este c lculo aus ncia TE RICA de gases residuais queima completa paredes isolantes sem perdas hidrodin micas gases reais a press o hipot tica constante que seria necess ria PRESSAO no interior do cilindro durante o curso de expa
79. ar o consumo especifico de combust vel em g CVh g kWh g HPh ou Ib HPh Tomando se medi es em diferentes condi es de carga e rpm poss vel plotar em gr fico os diversos resultados e tra ar uma curva de consumo para o motor em prova Em geral a curva de consumo espec fico do motor apresenta os pontos mais favor veis de menor valor com carga em torno de 80 da pot ncia nominal e onde s o medidos os valores de torque mais elevados O consumo hor rio dado por Massa a Tempo Em Kg h ou Ib h Medindo se o consumo hor rio sob regime conhecido de carga pode se determinar o consumo espec fico que uma vari vel importante a ser considerada na aplica o do motor De posse desses valores a Massa ser igual ao produto do Volume pela sua Densidade M pv Para o leo Diesel o valor da densidade tomado habitualmente como p 0 854 kg litro embora algumas varia es para mais ou para menos possam ser verificadas Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 12 o Massa EN Pxv Pot ncia x Tempo Pxt Onde p Densidade do combust vel v Volume de combustivel consumido P Pot ncia do motor em HP t Tempo O consumo espec fico de combust vel um par metro de compara o muito usado para mostrar qu o eficientemente um motor est transformando combust vel em trabalho O emprego deste par metro tem maior aceita o que o rendimento t rmico porque todas as vari veis envolv
80. as completamente descarregadas A regula o de tens o feita por um regulador autom tico transistorizado A pot ncia do alternador determinada pelos receptores ilumina o ventilador parada etc e tamb m pelo tamanho da bateria a frequ ncia de faixas desvantajosas de velocidades no programa de marcha do motor no tr nsito urbano mais que 50 do tempo pode ser em marcha em vazio e ainda a frequ ncia de partidas Nos motores de m dio porte a pot ncia do alternador situa se entre 800 e 1 300 W 35 e 55 A Deve se evitar o funcionamento do alternador em vazio desconectado dos terminais das baterias pois nessas situa es o regulador autom tico de tens o n o atua e o alternador poder gerar picos de tens o capazes de danificar os retificadores Em alguns motores o alternador funciona como esticador da correia que aciona tamb m a bomba d gua Em outros casos o alternador acionado por uma correia independente Em todos os casos a tens o da correia deve ser verificada periodicamente e ajustada sempre que necess rio Sua pot ncia m xima est diretamente relacionada com a temperatura das bobinas do estator que n o deve ser superior a 90 C A l mpada piloto indicadora de carga da s bateria s existente no painel de instrumentos com o motor parado e a chave ligada permanece acesa Quando o alternador come a a gerar corrente ela se apaga Durante o per odo em que se encontra acesa a pouca corrente el trica que
81. atrav s de um transformador de potencial podendo ser monitorados em duas ou tr s fases tamb m opcionalmente em fun o do projeto adotado pelo fabricante O regulador autom tico de tens o identificado acima como AVR abreviatura de Automatic Voltage Regulator difere do regulador de tens o utilizado num alternador convencional auto excitado na medida em que n o supre o campo da excitatriz com a mesma energia que alimenta os consumidores Isto particularmente vantajoso nas aplica es onde o Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 71 alternador aciona grandes motores el tricos porque possibilita a manuten o de valores elevados de corrente durante a partida destes motores sem as grandes quedas de tens o que se verificam nos alternadores que n o utilizam excita o independente Tamb m oferecem melhor desempenho do alternador quando alimentando cargas n o lineares tais como motores de corrente continua alimentados por tiristores motores de corrente alternada com chaves de partida Soft Start ou sistemas UPS Uninterruptible Power Supply tamb m conhecidos como No Breaks est ticos a op o desej vel para todos os casos onde se requer melhor qualidade da energia gerada O regulador de tens o AVR compara a tens o de sa da do alternador com o padr o ajustado no potenci metro de ajuste de tens o e efetua as corre es atuando no campo da excitatriz 14 ACOPLAMENTO A liga o
82. autom tica em hor rio de ponta Indica o digital de tens o L L e L N frequ ncia paralelismo com outras unidades e ou com a rede n mero de partidas horas de opera o Transfer ncia ininterrupta em rampa temperatura do fluido de arrefecimento do motor Controle de demanda rejei o inclus o de horas para manuten o e tens o de bateria cargas Prote o contra alta temperatura baixa press o de Opera o autom tica em picos de demanda peak leo tens o frequ ncia anormais falha na shave e partida parada Regulagem eletr nica digital de velocidade Controle do pr aquecimento Funcionamento manual autom tico teste e a op o ST2000C destinada a sistemas de Comunica o serial opcional paralelismo e conta com op o ST2000B al m das fun es acima inclui Funcionamento em manual autom tico teste indica o digital para pot ncia ativa e fator de pot ncia Opera o gerenciada atrav s de PLC mestre para e prote es contra sobrevelocidade sobrecorrente e paralelismo com outras unidades paralelismo com sobrecarga a rede e transfer ncia de carga em rampa para uma ou mais chaves de transfer ncia e ou entradas de rede Comunica o serial Indica o digital de pot ncia reativa e Watt hora Controle autom tico do pr aquecimento Prote o contra baixo n vel do combust vel Regulagem eletr nica digital de velocidade e opcional Possibilidade de controle de quantidade de grupos S
83. be a do pist o com c mara de mistura t rmica processo MAN M Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 22 Muitas pesquisas t m sido desenvolvidas sobre o processo da combust o em motores Diesel Inicialmente acreditava se que ocorria uma explos o no interior do cilindro raz o pela qual os motores de combust o interna eram tamb m chamados de motor a explos o Por meio de observa es testes diversos tentativas erros e acertos os componentes do sistema de inje o v m sendo aperfei oados nos seus desenhos preservando no entanto o que de melhor se alcan ou em termos de resultados com o processo de inje o direta Recentemente descobriu se mais detalhes do processo de combust o e isto certamente trar novos desenvolvimentos Com o aux lio de um equipamento de raios x de alta velocidade foi poss vel registrar os diversos instantes em que a combust o se processa At ent o todas as observa es feitas eram por meio de ilumina o estrobosc pica que permitia visualizar uma fra o de cada tempo de combust o e formando uma sequ ncia de imagens tinha se uma id ia do processo 2 5 1 1 SISTEMA DE INJE O Desde a constru o do primeiro motor Diesel o principal problema tem sido o processo de inje o do combust vel para a combust o ideal Os sistemas existentes n o sofreram grandes modifica es no correr dos anos As principais altera es que resultaram em evolu o signi
84. clo de trabalho estende se por duas rota es da rvore de manivelas ou seja quatro cursos do pist o EFICI NCIA No primeiro tempo com o pist o em movimento descendente d se a admiss o que se verifica na maioria dos casos por aspira o autom tica da mistura ar combust vel nos motores Otto ou apenas ar motor Diesel Na maioria dos motores Diesel modernos uma ventoinha empurra a carga de ar para o cilindro turbocompress o No segundo tempo ocorre a compress o com o pist o em movimento ascendente Pouco antes de o pist o completar o curso ocorre a igni o por meio de dispositivo adequado no motor Otto ou a auto igni o no motor Diesel No Terceiro tempo com o pist o em movimento descendente temos a igni o com a expans o dos gases e transfer ncia de energia ao pist o tempo motor No quarto tempo o pist o em movimento ascendente empurra os gases de escape para a atmosfera Durante os quatro tempos ou duas rota es transmitiu se trabalho ao pist o s uma vez Para fazer com que as v lvulas de admiss o e escapamento funcionem corretamente abrindo e fechando as passagens nos momentos exatos a rvore de comando de v lvulas Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 6 ou eixo de cames gira a meia rota o do motor completando uma volta a cada ciclo de quatro tempos nuwjoseciaundio eng br 1 Tempo 2 Tempo 3 Tempo 4 Tempo Curso de Curso de Cu
85. d gua ventilador alternador de carga das baterias e para sincronismo da bomba de combustivel e da rvore de comando de v lvulas Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 2 e Se o traseira Onde se encontram o volante e respectiva carca a para montagem do equipamento acionado Todos os cuidados de manuten o preventiva se concentram sobre os sistemas do motor O mecanismo principal s recebe manuten o direta por ocasi o das revis es gerais de recondicionamento ou reforma quando totalmente desmontado ou se eventualmente necessitar de interven o para manuten o corretiva em decorr ncia de defeito ou acidente Os componentes internos est o sujeitos a desgastes inevit veis por m sua durabilidade e performance dependem unicamente dos cuidados que forem dispensados aos sistemas Turbocompressor 5 P Mat Coletor do gt S V lvulas de Admiss o e Balancins Coletor de Admiss o Filtro de Pist o Biela Carter lt rvore de Cames Camisa Comando de v lvulas Motor Diesel CUMMINS modelo 6CT8 3 visto em corte rvore de Manivelas Damper 2 PRINC PIOS DE FUNCIONAMENTO Os motores de combust o interna segundo o tipo de combust vel que utilizam s o classificados em motores do ciclo Otto e motores do ciclo Diesel nomes devidos aos seus descobridores Motores do ciclo Otto s o aqueles que aspiram a mistura ar combust vel preparada ante
86. de horas de opera o 9 SISTEMA DE PARTIDA Os dispositivos de partida do motor Diesel podem ser el tricos pneum ticos ou a mola A partida el trica empregada na maioria dos casos Utiliza se se a partida pneum tica ou a mola onde por qualquer motivo n o seja vi vel a utiliza o de partida el trica que o meio de menor custo A partida a mola s aplic vel em motores Diesel de menor porte abaixo de 100 CV Para motores Diesel de grande cilindrada a partida a ar comprimido feita por meio da descarga de certa quantidade de ar sob alta press o em um cilindro Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 45 predefinido cujo mbolo posicionado pr ximo ao PMS para receber o primeiro impulso Ao deslocar se rapidamente em sentido descendente faz com que em outros cilindros os mbolos atinjam o PMS do tempo de compress o e recebam inje o de combust vel iniciando o funcionamento Nos motores de menor porte pode se instalar um motor de partida a ar comprimido que funciona de modo similar ao motor el trico Geralmente esta solu o adotada em ambientes onde por motivo de seguran a n o se permitam o uso de componentes el tricos que possam produzir fa scas A pot ncia do motor de partida para os motores Diesel varia de 0 6 a 1 2 CV por litro de cilindrada do motor Diesel Valores mais baixos para motores de maior cilindrada e vice versa Devido ao consumo de energia durante as partidas
87. demos encontrar no mercado brasileiro diversos controles para os grupos geradores comercializados Dentre os principais destacamos os seguintes NOTA As caracter sticas est o sujeitas a altera es sem aviso pr vio pelo fabricante e em fun o de evolu o tecnol gica podem estar desatualizadas Durante a elabora o deste levantamento certamente novos produtos est o sendo desenvolvidos e em breve ser o disponibilizados trazendo inova es de conceitos e de tecnologia Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 93 Detector e PowerCommand Cummins Power Generation EMCP Ile EMCP Il Caterpillar DEC340 Decision Maker Kohler ST2000 Stemac SMART GEN Atos Automa o Industrial LSM2001 Light Service M50 M150 S2500 R3000 A400 e MICS Process SDMO RGAM LOVATO USCAMAQ Maquigeral H606 DPC 560 e DPC 750 Leon Heimer e Novos Produtos Woodward CUMMINS POWER GENERATION Sistema de Controle Detector12 e Partida Autom tica Remota e Componentes de controle projetados para suportar os n veis de vibra o t picos de grupos geradores e Controla Partida e Parada do Grupo Gerador Descri o do Controle Detector 12 L mpadas NFPA 110 Monitor do motor com 12 Bot o de Teste de L mpadas l mpadas N vel NFPA 110 Man metro do leo Lubrificante Contato de Alarme Comum Partida Remota 12 V 2 fios Term metro da gua Bot o de Reset Controle d
88. dica o luminosa do status dos 105 mm Tem duas entradas RS 232 uma contatores de rede e grupo do lado esquerdo e indica o macho e uma f mea para utiliza o de luminosa de defeitos do lado direito Junto ao LCD abaixo software de telemetria em microcomputador ficam as teclas de navega o do menu de op es remoto Uma sa da RS 485 atualmente n o utiliz vel podendo ser implementada em desenvolvimentos futuros Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 102 Est dotado das fun es e controles abaixo AVISOS Condi es de alarmes n o cr ticas Falha de carga da bateria Baixa tens o da bateria Tens o alta da bateria Baixo n vel de combust vel N vel alto de combust vel Circuito aberto do sensor de combust vel Falha de carga do gerador alternador Falha de carga da rede Interruptor de press o de leo Entradas auxiliares PARADA DO MOTOR Falha na partida Parada de emerg ncia Baixa press o do leo Alta temperatura da gua do motor Sobrevelocidade Subvelocidade Alta frequ ncia do alternador Baixa frequ ncia do Alternador Circuito aberto do sensor de press o de leo i Falta de aterramento do alternador e DESARMES ELETRICOS e Entradas auxiliares configuradas pelo cliente Para todas as condi es de parada acima poss vel configurar um Ppr alarme para aviso antes da parada do motor e Sobre corrente no alternador e Pot nc
89. do i Sobrecarga Sobrecorrente de neutro v Indica o de Troca de leo Lubrificante e j Frequ ncia Anormal do Grupo Filtros do Lubrificante e Combust vel 250 k Vago hs I Vago w Indica o de Troca ou Limpeza do Filtro m Falha no Retificador de Ar 500 hs x Pot ncia Inversa CARACTER STICAS T CNICAS COMANDOS VIA M DULO LSM2001 eDimens es e Partida Manual e Alimenta o e Parada Manual e Rel gio de tempo real e Reposi o de defeitos e Sa da a transistor com prote es e Silencia Alarme e Entradas OPTO ACOPLADAS e Listagem de eventos e alarmes com data e hor rio e Conex o externa por meio de conector e pinagem ajust vel e Teclado de contato por membrana e Frontal em policarbonato e Display em cristal l quido com Duas linhas com 16 caracteres cada Display iluminado verde Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 100 RGAM LOVATO Controle microprocessado para grupos geradores produzido pela LOVATO electric da It lia e vendido no mercado brasileiro aos diversos montadores que n o disp em de tecnologia pr pria E totalmente program vel e dispon vel em 12 ou 24 Volts e em tr s vers es o RGAM Standard o RGAM 12RC ou 24RC Vers o com porta serial RS 485 em 12 ou 24 VDC e o RGAM SW Vers o completa com microcomputador e software para opera o remota atrav s de porta de comunica o RS 232 RS 485 ou modem comum ou GSM Inclui as fu
90. do a partida e parada conforme o caso i Outros sensores a pedido do cliente outros sensores podem ser adicionados ao sistema tais como n vel do tanque de combust vel presen a de gua no filtro de combust vel filtro de ar obstru do sobrecarga no alternador bateria com defici ncia de carga press o do sistema de arrefecimento temperatura do leo lubrificante etc os quais podem fun es de alarme visual ou sonoro no local ou a dist ncia ou outras fun es especificadas pelo usu rio j Painel local de instrumentos para avaliar a performance do motor Diesel um painel de instrumentos dotado de man metro para o leo lubrificante term metro para o sistema de refrigera o chave de partida comando de parada manual indicador de carga de bateria e outros instrumentos tais como volt metro e amperimetro para a bateria tac metro term metro para o leo lubrificante e hor metro conforme o caso instalado junto ao motor Diesel Em algumas aplica es componentes do governador eletr nico de rota es s o tamb m instalados no painel local k Quadro de comando abriga os componentes el tricos afetos ao alternador rede local e s cargas conforme o caso Normalmente dotado de uma chave seccionadora com fus veis ou disjuntor para a entrada dos cabos provenientes do alternador voltimetro frequencimetro amper metros chave seletora de voltimetro para selecionar as fases cujas tens es se quer
91. do circuito tais como as de curto circuito CHAVES EST TICAS Resultado da tecnologia dos semicondutores atualmente s o comercializadas chaves de transfer ncia sem contatos m veis baseadas em retificadores controlados de sil cio SCR S o utilizadas principalmente nos sistemas UPS Uninterruptible Power Suppliers ou no breaks est ticos e atualmente come am a encontrar aplica es nas instala es de grupos geradores A transfer ncia com chave est tica ocorre em transi o aberta isto com Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 118 interrup o de 2 a 4 ms Esta interrup o impercept vel e n o detectada pelos equipamentos consumidores O SCR um diodo que opera como um circuito aberto quando nenhuma corrente aplicada ao GATE Um sinal aplicado ao GATE fecha o circuito e faz com que ele se mantenha fechado conduzindo do ANODO para o CATODO enquanto permanecer o sinal Uma vez removido o sinal ele ir parar de conduzir quando a corrente circulante atingir o valor zero Usando esta propriedade possivel construir um sistema com controle eletr nico gerando O sinal para o gate e montar uma chave comutadora de fontes onde poss vel determinar o momento em que uma ou outra fonte ser ativada ou desativada GATE FONTE 1 ANODO CATODO CARGA FONTE 2 TE FT Sistemas microprocessados adicionados aos controles adotados implementam a utiliza
92. dores atualmente disp em de sistemas digitais que podem ser configurados para atender s necessidades do cliente O grupo gerador poder tamb m ser utilizado em paralelo com a rede para gera o de pot ncia reativa KVAr Neste caso o sistema de controle dever ser programado para operar sob fator de pot ncia constante e fazer variar a excita o do alternador gerando mais ou menos pot ncia reativa Para a gera o de pot ncia ativa o sistema atua sobre o governador de rota es fornecendo mais ou menos combust vel mantendo a rota o constante e variando a quantidade de kW fornecidos as cargas Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 121
93. dos 300 litros As mudan as de temperatura di rias favorecem a condensa o de gua no tanque de leo Diesel Para minimizar os riscos de contamina o necess rio manter o tanque cheio Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 79 quando o motor estiver parado Diariamente antes de dar a primeira partida necess rio drenar a gua que se acumula no fundo do tanque Existem bact rias que proliferam no leo Diesel formando dep sitos pastosos esbranqui ados que podem obstruir o filtro A ocorr ncia de col nias dessas bact rias mais frequente em grupos geradores de emerg ncia que permanecem parados por longos per odos sem que o leo do tanque seja renovado Quando for o caso conveniente utilizar um filtro magn tico na linha de alimenta o 16 4 CIRCULA O DE AR Motores Diesel para grupos geradores refrigerados por radiador utilizam ventilador tipo soprante ao contr rio dos motores utilizados em outras aplica es com o objetivo de retirar o calor irradiado para o ambiente ao mesmo tempo em que retira o calor acumulado na gua de refrigera o O alternador trabalha com um ventilador aspirante montado no pr prio eixo para retirar calor das bobinas transferindo o ao ambiente Al m disso o motor necessita de ar limpo e fresco para o seu bom funcionamento O ar que passa atrav s da colm ia do radiador n o deve retornar A recircula o do ar aquecido produz perda de rendimento d
94. duz a for a eletromotriz Os alternadores pertencem categoria das m quinas s ncronas isto m quinas cuja rota o diretamente relacionada ao n mero de p los magn ticos e a frequ ncia da for a eletromotriz N o h basicamente diferen as construtivas entre um alternador e um motor s ncrono podendo um substituir o outro sem preju zo de desempenho Assim um alternador quando tem seu eixo acionado por um motor produz energia el trica nos terminais e ao contr rio recebendo energia el trica nos seus terminais produz energia mec nica na ponta do eixo com o mesmo rendimento A indu o magn tica ocorre sempre que h movimento relativo entre um condutor e um campo magn tico O gerador elementar concebido por Michael Faraday em 1831 na Inglaterra e mais ou menos na mesma poca por Joseph Henry nos Estados Unidos era constitu do por uma espira que girava entre os p los de um m semelhante figura Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 57 goi Polares GERADOR ELEMENTAR Aneis caia SER Uma espira de fio girando em um campo O POr magn tico forma um gerador elementar Es S que ligado ao circuito externo por meio WHH joseciaudio eng hr dos an is coletores Pe as Polares CoOEtores 2 WHH joseclhaudio eng br A Ro WHH oscelaudia eng br Pe as Polgres AN IS TE Je Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 58 Curva de Tens o
95. e de defeitos 3 l mpadas de reserva e 4 entradas program veis pelo cliente para parada ou alarmes OPCIONAIS Controles diversos Prote es Governador eletr nico e Baixo n vel do fluido de arrefecimento Controle de rota o Is crono e Temperatura do leo lubrificante Divisor de carga fornecido avulso M dulos de alarme local com buzina e bot o silenciador Controle de frequ ncia Alarme comum contato seco para qualquer tens o Sinal de alternador gerando contato seco Auxiliar de partida a frio ter M dulo anunciador de alarme a dist ncia Link de comunica o digital para computador e Painel luminoso Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 96 USCAMAQ MAQUIGERAL Dispon vel nas vers es standard e STR para transfer ncia de carga em transi o fechada em rampa A vers o standard oferece as fun es de USCA microprocessada certificada pela Anatel para aplica es em telecomunica es dotada de interface serial RS 232 e RS 485 protocolo de comunica o aberto e gerenciamento remoto via Internet A vers o STR tem m dulo de comando microprosessado com as fun es Transfer ncia em rampa bidirecional sem interrup o das cargas Tempo de transfer ncia entre as fontes menor que 15 segundos Comunica o serial RS 232 e RS 485 Supervis o remota atrav s de PC com softwares comerciais Protocolo de comunica o aberto modbus opcional C
96. ecida em futuro pr ximo Os DETRAN j est o equipados com os equipamentos de medi o de emiss es e nos pr ximo anos n o mais ser o licenciados ve culos com altos n veis de emiss es Os motores Diesel produzidos atualmente necessitam atender a limites estabelecidos em normas internacionais sendo esses limites periodicamente reduzidos a fim de obrigar os fabricantes a desenvolverem motores capazes de produzirem pot ncia com o m ximo aproveitamento do combust vel e o m nimo de emiss es Como ilustra o vide abaixo tabela de emiss es de um motor Diesel novo em boas condi es de opera o e aprovado em testes de emiss es PM Material particulado _ O o o oa 0 50 SO Anidrido Sul uroso 062 CO G s carb nico 510 E E E HO Vapord gua _ 180 Os valores s o expressos em gramas HPh Para saber mais sobre as limita es de emiss es consulte a Resolu o CONAMA n 001 de 08 03 90 e veja a norma brasileira NBR14489 Motor Diesel An lise e determina o dos gases e do material particulado emitidos por motores do ciclo Diesel ciclo de 13 pontos publicada pela ABNT em 04 2000 7 LUBRIFICA O DO MOTOR DIESEL O sistema de lubrifica o do motor Diesel dimensionado para operar com um volume de leo lubrificante de 2 a 3 litros por litro de cilindrada do motor e vaz o entre 10 e 40 litros por Cavalo hora conforme o projeto do fabricante Os componentes b sicos do
97. eis entradas sa das anal gicas e digitais e demanda bem como monitoramento remoto configur veis pelo cliente e comunica o serial opcional A op o ST20008S al m das fun es encontradas nas anteriores acrescenta Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 99 LSM 2001 LIGHT SERVICE A Ea M DULO DE SUPERVIS O LSM2001 M DULO DIGITAL DE MEDI O DE GRANDEZAS MMG2001 Na frontal da USCA existe um m dulo de medi o com as e Comando Teste de Led s e Display seguintes fun es e comandos e Comando Manual de Sele o de Grandeza e Barra minima para a opera o do conjunto contendo Tens o de Linha da Rede Tens o de Linha de Grupo Dia E a E Indica o de tens o presente do Grupo OENE GE VAJAR ki Indica o de tens o presente da Rede Tens o de Bateria GMG alimentando BOTOEIRAS SINALIZA ES E COMANDOS Interruptor geral tipo cogumelo O LSM2001 um modulo de comando e supervis o frontal a USCA que tem como fun o comandar e supervisionar o Grupo Gerador MENSAGENS VIA TELA DE CRISTAL L QUIDO a Falha Partida n Emerg ncia Acionada b Tens o anormal do Grupo o GMG em Autom tico c Press o Baixa p GMG em Manual d Temperatura Alta q GMG Operando e Sobrevelocidade r GMG em Resfriamento f Falha na Parada s Rel gio 9 Fluxo de gua Industrial opcional t Vago h N vel de gua opcional u Indica o de Grupo Paran
98. emplo o n vel m ximo do tanque n o pode ultrapassar a altura dos cabe otes do motor pois h risco de inunda o dos cilindros com o combust vel de retorno quando o motor estiver parado com graves riscos de acidente na ocasi o da pr xima partida Em situa es onde obrigatoriamente o tanque necessita ser colocado em posi o mais alta necess rio instalar um tanque auxiliar com sistema de b ia para amortecimento da press o est tica Por outro lado quando o tanque tem que ficar numa posi o muito abaixo necess rio prever um sistema de bombeamento auxiliar para o combust vel A capacidade do tanque de combust vel deve ser dimensionada em fun o do consumo espec fico do motor e da autonomia que se pretende em horas de funcionamento a plena carga Para efeito deste c lculo podemos considerar um consumo espec fico m dio de 170 g CV h e calcular a quantidade necess ria de combust vel por hora de opera o do grupo gerador Exemplo Dimensionar um tanque de combust vel para 6 horas de opera o de um grupo gerador de 200 KVA CV 1 0878 x KVA in vide 3 1 Se tomarmos m 0 9 teremos CV 1 0878 x 200 0 9 lt gt CV 241 73 e o consumo de combust vel 241 73 x 170 lt gt consumo 41 084 10 g ou 41 08 kg Como 1 litro de leo Diesel pesa 0 85 kg o consumo em litros ser de 41 08 0 85 48 33 litros hora Para 6 horas a capacidade do tangue ser de 48 33 x 6 289 98 ou em n meros redon
99. enor capacidade entretanto com press es nesta faixa as juntas e veda es ficam submetidas a solicita es mais elevadas necess rio manter a pressuriza o adequada do sistema de refrigera o de acordo com as recomenda es do fabricante do motor pois baixas press es proporcionam a forma o de bolhas e cavita o nas camisas dos cilindros Os cabe otes devem receber um volume adequado de gua mesmo com temperaturas baixas para n o comprometer o funcionamento das v lvulas de admiss o e escapamento Normalmente a press o de trabalho do sistema de arrefecimento encontra se estampada na tampa do radiador Ao substituir a tampa necess rio utilizar outra de mesma press o Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 44 V LVULA TERMOST TICA PARA REGULA O DO FLUXO DE GUA DE REFRIGERA O a afluxo b sa da fria c sa da quente d prato da v lvula do lado quente com frestas de veda o para deixar escapar o ar durante o abastecimento e prato da v lvula lado frio f enchimento de cera g veda o de borracha o curso da v lvula depende da varia o de volume do material el stico cera durante a fus o ou solidifica o g m m u e e a e ap a a _ ad rm cs o E Err o d a a o NE Cro al aalt as Ea q TAMPA DO RADIADOR COM V LVULAS DE SOBRE PRESS O E DE DEPRESS O a v lvula de sobre press o b molas de a c tubo de descarga d
100. ente alternada aqui denominado alternador convenientemente montados dotado dos componentes de supervis o e controle necess rios ao seu funcionamento aut nomo e destinado ao suprimento de energia el trica produzida a partir do consumo de leo Diesel Em fun o dos consumidores de energia el trica a que se destinam os grupos geradores s o constru dos com caracter sticas especiais que os tornam apropriados para diversas aplica es S o muitos os fatores a serem considerados antes da aquisi o do equipamento adequado Os fornecedores de grupos geradores tendem a padronizar os seus produtos evitando os fornecimentos especiais sob encomenda o que na pr tica invi vel pois h situa es em que alguns requisitos do ambiente e dos consumidores n o podem deixar de ser atendidos o caso por exemplo dos equipamentos de telecomunica es que necessitam de tens o e frequ ncia sem oscila es com baixos fatores de interfer ncia que somente se consegue em grupos geradores com alternadores especialmente fabricados para esta finalidade Outro exemplo os grupos geradores para uso naval fabricados sob fiscaliza o das sociedades classificadoras que em tudo diferem do que seria considerado um grupo gerador de uso industrial Outros fatores como n vel de ru do capacidade de operar em paralelo com outro grupo ou com a rede local tempo de partida capacidade de partida e parada autom tica telemetria e controle remoto durabil
101. entes KVA O resultado da divis o da soma dos kW pela soma dos KVA o fator de pot ncia do setor considerado Com um fator de pot ncia menor a pot ncia do motor Diesel poder ser reduzida correspondentemente enquanto que com um fator de pot ncia maior esta deve ser elevada o que ser imprescind vel levar em conta no projeto 12 1 4 TIPOS DE CARGA Carga brusca significa a aplica o s bita de uma parte consider vel da carga nominal ou ainda a aplica o tempor ria de sobrecarga A aplica o da carga ativa kW ocasiona uma queda tempor ria din mica da velocidade Se isto n o implicar em carga no motor Diesel al m da sua pot ncia m xima pr ajustada de bloqueio a velocidade subir novamente at a velocidade nominal dentro de um tempo de recupera o relativamente breve dependendo das caracter sticas do governador utilizado no motor Diesel Em caso de uma sobrecarga moment nea de pot ncia ativa pode ser eventualmente poss vel compensar o pico de pot ncia por meio de um volante particularmente pesado do motor Diesel n o sendo portanto necess rio um superdimensionamento do motor e alternador em fun o de sobrecargas tempor rias o dimensionar o grupo gerador tamb m preciso observar se os motores el tricos trif sicos de maior porte s o ligados diretamente partida direta ou se por meio de dispositivos auxiliares de partida como chave estrela tri ngulo ou compensadora por auto transform
102. er maior por exemplo no caso de alternador superdimensionado A corrente nominal do alternador essencial para a queda de tens o no caso de partida de motores el tricos trif sicos ou seja com alternador superdimensionado a queda de tens o pode ser mantida dentro de limites restritos Para grupos geradores sujeitos a uma carga inicial aplica se tamb m a rela o de correntes de 1 33 ou 2 0 se corrente inicial for adicionada a corrente de partida No caso de alternadores trif sicos a corrente nominal pode ser ligada quando da partida de motores el tricos trif sicos sem que haja uma queda de tens o superior a aproximadamente 18 0 Aumentando se a corrente de partida em mais 25 da corrente nominal do alternador deve se contar com mais uma queda de tens o da ordem de 4 0 Isto significa que a um alternador em vazio podem ser ligados diretamente motores el tricos at uma ordem de grandeza de aproximadamente 20 0 da sua capacidade nominal sem que o motor Diesel sofra uma queda de velocidade anormal nem que haja queda de tens o transit ria do alternador al m de 20 0 entre 0 1 e 0 5 segundo Quando se necessita partir motores cuja corrente de partida ultrapassa os limites das rela es acima necess rio estabelecer o limite de queda de tens o admiss vel pelos demais consumidores A queda de tens o que se verifica durante as partidas de motores el tricos depende tamb m do tipo de excita o do alternador Excita
103. ereira Www joseclaudio eng br P g 15 Turbo alimentador acionado pelos gases de escape para motor Diesel Turbina de g s de escapamento com fluxo de fora para dentro a admiss o do g s de escapamento b sa da do gas de escapamento c admiss o do ar d sa da do ar e entrada do leo lubrificante f sa da do leo lubrificante g roda motriz da turbina h rotor da turbina i rotor da ventoinha k bucha flutuante de mancal Constitu do por um conjunto de dois rotores montados nas extremidades do mesmo eixo o turbocompressor acionado pela energia cin tica dos gases de escape que impulsiona o rotor quente ou turbina fazendo com que o rotor frio compressor radial na outra extremidade impulsione o ar para os cilindros O turbocompressor trabalha em rota es elevadas 80 000 a 100 000 RPM temperatura m xima do g s de escape at 790 C proporciona um ganho de pot ncia nos motores Diesel da ordem de 30 a 40 e redu o do consumo espec fico de combust vel no entorno de 5 Devido ao aumento da press o m xima de combust o exige se uma veda o s lida e uma maior press o da inje o O fluxo do leo para as guias das v lvulas deve ser garantido devido a sobrepress o do g s nos canais e o primeiro anel de segmento do pist o motor deve ser instalado em canaleta refor ada com suporte especial de a o ou ferro fundido O turbocompressor devido s altas rota es de opera o trabalh
104. es o grupo gerador utilizado como fonte de emerg ncia para atender apenas cargas essenciais casos em que h um circuito de emerg ncia em separado dos consumidores n o essenciais Rede da Concession ria Medi o e Grupo Prote es Gerador Chave reversora ou de transfer ncia Consumidores essenciais Circuito de Emerg ncia Consumidores n o essenciais Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P gina 111 Tamb m podemos dividir o circuito de emerg ncia de forma que havendo disponibilidade de energia da fonte de emerg ncia estabelecemos prioridades para os circuitos alimentados Rede da Concession ria Consumidores essenciais ircuit E nci Medi o e Circuito de Emerg ncia Prote es Grupo E Gerador Chaves reversoras ou de transfer ncia Prioridade 1 Consumidores n o essenciais Prioridade 2 Prioridade 3 Usualmente adota se como base do sistema de transfer ncia a solu o do par de contatores montados lado a lado Rede Gerador R S T R S T o o o o o K1 7 KR Trava mec nica L1 L2 L3 Sistema desenergizado contatores abertos A trava mec nica impede que os dois contatores possam ser fechados simultaneamente Al m disso as bobinas dos contatores K1 e K2 s o intertravadas eletricamente por meio de contatos ou rel s auxiliares de forma que impossibilite a alimenta o de uma se a outr
105. es Diesel ao longo dos ltimos cem anos foram encontradas v rias solu es que em parte coexistem ainda em nossos dias e Inje o indireta Uma pequena parte da c mara de combust o antec mara separada da parte principal mediante um estreitamento O combust vel que em sua totalidade injetado na antec mara mediante uma bomba dosificadora a mbolo com funcionamento de exc ntrico com uma press o entre 80 e 120 at dependendo do projeto do motor inflama se e queima parcialmente ali a sobre press o instant nea assim formada sopra a mistura inflamada com um efeito de pulveriza o e turbul ncia violentas atrav s do canal de disparo at a c mara principal rica de ar As paredes da antec mara sobretudo o ponto de impacto do jato entrante s o mantidas com a temperatura mais elevada poss vel pois desta forma auxiliam na prepara o e igni o do combust vel Embora tenha a vantagem de produzir menos componentes de g s de escape prejudiciais sa de produz maiores perdas de calor devido a multiplica o de superf cies de permuta o o que resulta em maior consumo espec fico de combust vel e atualmente um processo pouco utilizado nos motores modernos Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 21 Antec mara no cabe ote de um motor Diesel de 4 tempos A parte inferior da antec mara a quente porque se encontra separada das paredes refrigeradas pelo entreferro Descontinuid
106. es de escape de uma forma mais pr tica O m todo mais simples consiste em a medir o comprimento geom trico da tubula o b calcular as perdas de carga devidas s curvas ou outros acidentes com o aux lio de tabelas aplic veis c somar o comprimento geom trico ao comprimento equivalente das perdas de carga para encontrar o comprimento total d conhecendo se a vaz o dos gases de escape dever ser informada pelo fabricante do motor Diesel calcula se um di metro para a perda de carga desejada ou adota se um valor de di metro conhecido e testa se pelas f rmulas se a perda de carga produzida atende aos requisitos da instala o A tabela abaixo fornece os comprimentos equivalentes para as curvas de 90 de tubula es de escape As curvas de 45 devem ser consideradas como a metade das de 90 N o utilizar curvas joelhos com raio menor do que 2 5 vezes o di metro do tubo Evitar a utiliza o de curvas de gomos sempre que poss vel N o havendo outra alternativa considerar os valores de perda de carga em dobro dos indicados na tabela abaixo Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 87
107. ficativa foram primeiramente o advento da bomba rotativa em linha desenvolvida por Robert Bosch em 1927 que permitiu aos motores alcan arem rota es mais elevadas e consequentemente mais pot ncia Depois no decorrer da d cada de 80 surgiram os primeiros sistemas de gerenciamento eletr nicos EDC de Electronic Diesel Control O desenvolvimento dos sistemas EDC embora trazendo consider veis resultados esbarrava na limita o mec nica dos sistemas em uso que n o podiam prescindir de um meio de comprimir o leo Diesel pela a o de um pist o comandado no instante adequado Assim mantinham se os componentes b sicos dos sistemas de inje o utilizando se os recursos eletr nicos para monitoramento e controle sem possibilidade de interven es importantes no processo de inje o O in cio dura o e t rmino da inje o permaneciam acoplados posi o da rvore de manivelas uma vez que as bombas injetoras n o permitiam varia es por serem acionadas por engrenagens conduzidas pela rota o do motor Diferentemente dos motores do ciclo Otto que j utilizavam a inje o eletr nica de combust vel e sistema de igni o transistorizado independentes os motores Diesel ainda esperavam por novas tecnologias Em 1997 a Alfa Romeu lan ou o seu modelo 156 equipado com um motor Diesel dotado de um sistema de inje o revolucion rio que ela denominou de JTD Tal sistema aumentava a pot ncia e o torque com redu o do
108. flui atrav s do filamento alimenta o campo do alternador para que seja poss vel iniciar o processo de gera o de tens o uma vez que o magnetismo remanente do alternador muito baixo Portanto com a l mpada queimada o alternador n o ter a fonte externa de excita o inicial e poder n o funcionar A seguir esquemas do alternador Bosch tipo K1 Pontas das 3 7 bobinas defasadas o eletricamente a 120 Bobina de Excita o Rolamento Fa u An is Coletores Circuito de Excita o Estator Carca a ROTOR DE P LOS TIPO GARRA Alternador BOSCH K1 Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 48 Alternador K1 S vista explodida seo NA Ef i lia s f l f Pta Tao o I Lib hi Rd Kd Ne o 5 at N p i ATE ass AE f na o ad m T iea e d a CT A L LIA ll f E L y ai i E Sil RA t i i E a B TN Po i i m a de E me tg i i i Aa i i ar O Ui gt me e 1 m ma P k to T m Te o To mah d 3 ze Pr im F j j r S gT r e ni E i P E e E a T a Mn E E i ER dad A 10 ELEMENTOS PARA AN LISE DE DESEMPENHO COMPARA O DE MOTORES Para se comparar os desempenhos dos motores os seguintes elementos s o geralmente considerados 1 Consumo espec fico de combust vel Ilb HP h ou g CV h 2 Press o m dia efetiva Ib in ou Kg cm 3 Rela o peso pot ncia peso do motor BHP 4 Pot ncia
109. gina 117 Chave de transfer ncia autom tica ASCO s rie 7000 microprocessada e com bypass de isola o montagem extraivel mei D Ti Em p a a e mii apti Hit EI Transfer ncia em transi o fechada dentro do intervalo de 5 graus el tricos No o O N K O O L O p lt E Podem ser exigidas as seguintes prote es ANSI al m de outras consideradas desej veis pela concession ria N ANSI FUN O Rel de Subtens o Rel que atua quando a sua tens o de entrada menor do que um valor predeterminado Rel Direcional de Pot ncia Rel que atua quando um fluxo de pot ncia circula no sentido contr rio ao predeterminado Rel de Sequ ncia de Fase de Tens o Rel que atua para um valor de 81 tens o polif sica na seq ncia de fase estabelecida Rel de Sobretens o Rel que atua quando sua tens o de entrada for maior do que um valor predeterminado Rel de frequ ncia Dispositivo que opera quando a frequ ncia ou taxa de varia o est fora de limites predeterminados Os contatores ou disjuntores recebem a designa o ANSI 52 Disjuntor de Corrente Alternada Dispositivo de manobra e prote o capaz de estabelecer conduzir e interromper correntes alternadas em condi es normais do circuito assim como estabelecer conduzir por tempo especificado e interromper correntes alternadas em condi es anormais especificadas
110. grupos geradores especificam seus produtos pela pot ncia intermitente ou de emerg ncia pot ncia efetiva continua limitada Se o usu rio pretender adquirir um grupo gerador deve conhecer bem suas necessidades e especificar de forma clara o regime de opera o Na maioria dos casos os grupos geradores s o de emerg ncia por m quando solicitados a operar na aus ncia do suprimento de energia da rede el trica local devem atender os consumidores pelo tempo que for necess rio suprindo a energia que for exigida A pot ncia que definimos como efetiva cont nua n o limitada permite um regime de trabalho com possibilidade de sobrecarga de 10 durante uma hora em cada 12 horas de opera o enquanto a pot ncia efetiva cont nua limitada n o admite sobrecargas Para medir a pot ncia do motor utiliza se o DINAM METRO O dispositivo mais antigo utilizado at os dias de hoje para medir a pot ncia do motor constitu do por um volante circundado por uma cinta conectada a um bra o cuja extremidade se ap ia sobre a plataforma de uma balan a O volante acionado pelo motor tem o seu movimento restringido pela press o aplicada cinta que transmite o esfor o ao bra o apoiado sobre a balan a A partir das leituras da balan a calcula se o esfor o despendido pelo motor Este dispositivo conhecido como FREIO DE PRONY nome devido ao seu inventor Gaspard Clair Francois Marie Riche De Prony 1755 1839 Embora atualmente existam
111. gua de refrigera o sendo reguladas pelas v lvulas reguladora de press o e termost tica como visto anteriormente Se ocorrer uma defici ncia de funcionamento nos sistemas de lubrifica o ou de refrigera o o motor Diesel poder sofrer s rias avarias antes que seja poss vel uma interven o do operador Para prevenir estas falhas os motores Diesel para aplica o em grupos geradores s o dotados de sistemas de prote o que dependendo das especifica es do cliente incluem a Pressostato do leo lubrificante tem a finalidade comandar a parada do motor Diesel quando a press o do leo lubrificante cai abaixo de um valor predeterminado Em algumas aplica es utilizam se dois pressostatos ou sensores de press o sendo um para alarme quando a press o do leo atinge determinado valor e o outro para comandar a parada calibrado para um valor imediatamente abaixo b Termostato para a gua de refrigera o com fun o id ntica acima tamb m em algumas aplica es s o utilizados dois sensores para atuarem quando a temperatura do meio refrigerante ultrapassa valores predeterminados c Sensor de sobrevelocidade para comandar a parada do motor Diesel quando a velocidade de rota o ultrapassa valores predeterminados geralmente 20 acima da rota o nominal Em algumas aplica es onde h o risco de aspira o de gases inflam veis o sensor de sobrevelocidade interligado a um dispositivo de
112. ia reversa no alternador e e Entradas auxiliares configur veis pelo cliente O LCD configurado em p ginas selecion veis por meio das teclas de navega o podendo se ter acesso P GINA DE STATUS P GINA DE EVENTOS e a p gina padr o e indica motor operando controle em e Mostra os eventos registrados autom tico ou manual etc permitindo visualizar o hist rico de P GINA DE ALARME Spa so Sisto l nape CONFIGURA AO DAS PAGINAS e Mostra a natureza de alguma condi o de alarme na qual tenha ocorrido como por exemplo parada por baixa press o e O LCD mostra as v rias configura es de leo de p ginas usadas para ajustar o P GINA DE INSTRUMENTA O m dulo As configura es n o podem ser alteradas pelo operador e Mostra os v rios par metros mensur veis conforme configurado permitindo ao operador a monitora o da performance do grupo gerador LEON HEIMER DPC 750 M dulo de controle digital compat vel com a pr tica TELEBR S Dotado de um teclado alfanum rico de 24 teclas e um LCD de duas linhas de 40 d gitos As mensagens s o em portugu s ao contr rio do modelo anterior Conecta se ao sistema por meio de 7 conectores padronizados de 8 pinos e n o inclui recursos de comunica o Al m dos itens tradicionais tais como press o de leo temperatura do motor e par metros el tricos de rede e grupo supervisiona bomba de pr lubrifica o ventila o da sala ruptura de correias fl
113. idade estendida do leo lubrificante em muitos casos s o exig ncias inerentes aos Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 50 consumidores a serem atendidas pelo equipamento Em todas as situa es uma avalia o criteriosa deve ser feita como parte do projeto da instala o de um grupo gerador Na maioria das vezes o grupo gerador de prateleira oferecido pelo fornecedor n o a melhor solu o Para o dimensionamento correto do grupo gerador algumas perguntas devem ser respondidas antecipadamente tais como a Qual o tipo de carga ilumina o motores de indu o fornos canteiro de obras retificadores de corrente equipamentos de telecomunica es b Qual o local de servi o mar terra ambientes com atmosfera explosiva c Quais as caracter sticas do local temperatura ambiente dominante altitude n vel de contamina o do ar por part culas s lidas d Qual o regime de opera o o grupo gerador a nica fonte de energia el trica E reserva da rede local ou de outro grupo gerador Quantas horas de opera o por dia e Quanto tempo os consumidores podem ficar desligados f Quais os riscos envolvidos no caso de uma interrup o do fornecimento de energia por defeito no equipamento Uma vez definidas as necessidades o momento de calcular a pot ncia do grupo gerador 12 1 DETERMINA O DA POT NCIA Depois de definidas as ca
114. idas s o medidas em unidade padr o Tempo Pot ncia e Peso Tipicamente para uma dada rota o o consumo espec fico apresenta se como na curva abaixo onde se pode ver que para cargas inferiores a 30 da capacidade nominal do motor h um crescimento acentuado do consumo em kg HPh www joseclaudio eng br CONSUMO ESPEC FICO DE COMBUST VEL T PICO 0 35 0 30 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 Consumo em kg HPh 0 20 40 60 80 100 120 PERCENTUAL DE CARGA Para os grupos geradores frequentemente o usu rio quer saber o consumo espec fico de combust vel em rela o aos kWh gerados da mesma forma como para o ve culo importante saber o consumo em termos de quil metros com um litro de combust vel Neste caso basta considerar o consumo espec fico de combust vel em g kWh do motor e dividir pelo rendimento do alternador 2 4 2 1 RENDIMENTO T RMICO a rela o entre a pot ncia produzida e a pot ncia calor fica entregue ou seja a efici ncia de transforma o de calor em trabalho para um ciclo nm Pot ncia Produzida Pot ncia Calor fica Por defini o 1 HPh 2545 BTU A pot ncia calor fica do combust vel dada em Kcal kg BTU g ou unidades semelhantes sempre em quantidade de calor em rela o massa Chamando se o poder calor fico de Q em BTU g e o consumo espec fico de combust vel de b em g HPh tem se Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudi
115. ido ao aumento das perdas de carga e a in rcia da massa de ar fazendo cair o rendimento volum trico 2 4 7 EFEITO DO TURBOCOMPRESSOR Normalmente denominado por turbina supercharger turbocompressor sobrealimentador supercarregador turboalimentador ou simplesmente turbo o que mais importa s o os seus efeitos sobre o desempenho do motor No caso dos motores Diesel tem a finalidade de elevar a press o do ar no coletor de admiss o acima da press o atmosf rica fazendo com que no mesmo volume seja poss vel depositar mais massa de ar e consequentemente possibilitar que maior quantidade de combust vel seja injetada resultando em mais pot ncia para o motor al m de proporcionar maior press o de compress o no interior do cilindro o que produz temperaturas de igni o mais altas e por consequ ncia melhor aproveitamento do combust vel com redu o das emiss es de poluentes Para melhorar os efeitos do turbo alimentador adiciona se ao sistema de admiss o de ar um processo de arrefecimento do ar admitido normalmente denominado de aftercooler ou intercooler dependendo da posi o onde se encontra instalado com a finalidade de reduzir a temperatura do ar contribuindo para aumentar ainda mais a massa de ar no interior dos cilindros A tend ncia para o futuro que todos os motores Diesel sejam turbo alimentados Nos motores turbo alimentados o rendimento volum trico em geral maior que 1 Eng Jos Claudio P
116. ilit rios e motores estacion rios chegando at a locomotivas e navios com press es de inje o para motores de at cerca de 160 kw por cilindro Os diferentes requisitos para a utiliza o dos motores Diesel levaram ao desenvolvimento de diversos sistemas de inje o adequados s respectivas exig ncias O sistema de inje o de press o modulada Common Rail para motores de inje o direta abre perspectivas completamente novas e Ampla rea de aplica o para ve culos de passeio e utilit rios leves com pot ncia de at 30 kw cilindro para utilit rios pesados chegando at a locomotivas e navios com pot ncia de at 200 kw cilindro e Alta press o de inje o de at cerca de 1400 bar e In cio de inje o vari vel e Possibilidade de pr inje o inje o principal e p s inje o e Volume de inje o press o no Rail e in cio da inje o adaptados a cada regime de funcionamento assim como e Pequenas toler ncias e alta precis o durante toda a vida til O sistema de inje o de press o modulada Common Rail produ o de press o e inje o s o acoplados A press o de inje o produzida independente da rota o do motor e do volume de inje o e est no Rail acumulador de combust vel de alta press o pronta para a inje o Momento e qualidade de inje o s o calculados na unidade de comando eletr nica e transportados pelo injetor unidade de inje o em cada cilindr
117. imento que pode resultar da temperatura ambiente ou da altitude Os alternadores de linha normal de produ o s o fabricados para operar com temperatura ambiente m xima de 40 C e altitude de 1 000 m acima do n vel do mar Para servi o em condi es mais adversas necess rio corrigir para menos a pot ncia do alternador 13 4 CONCEITOS B SICOS SOBRE CORRENTE ALTERNADA Como visto no gerador elementar diz se que a corrente alternada quando muda de valor em fun o da posi o das espiras em rela o ao campo magn tico Fisicamente essas mudan as de valores instant neos ocorrem segundo a lei de Faraday matematicamente definida como veremos em seguida Sendo a posi o relativa da espira uma fun o de velocidade e tempo podemos substituir 6 por wt e B I v por Vp na equa o definida para a lei de Faraday e estabelecer que um alternador produz corrente el trica cujos valores instant neos obedecem a uma forma senoidal de onda determinada pelas seguintes equa es Corrente i lp sen wt Tens o v V sen w t q e a pot ncia instant nea p vi O ngulo yp conhecido como ngulo de fase varia em fun o dos consumidores alimentados pelo alternador E portanto uma caracter stica das cargas e seus valores se revestem de grande import ncia no dimensionamento dos componentes dos circuitos alimentados bem como sua corre o pode se tornar necess ria para evitar cobran a adicional pela concessio
118. inal elevando a corrente de excita o a valores que poder o danificar os seus circuitos N o se deve parar o motor imediatamente ap s um per odo de opera o sob carga pois o calor armazenado nas massas de ferro provocar ebuli o da gua em volta das camisas e nas passagens do cabe ote se o fluxo for interrompido repentinamente Nos grupos geradores com sistema de partida e parada autom ticas este tempo de trabalho em vazio deve ser ajustado para 3 a 5 minutos Nos motores turbo alimentados este procedimento particularmente importante para evitar que turbo alimentador permane a girando sem lubrifica o ap s a parada do motor Diariamente necess rio verificar os n veis do leo lubrificante e da gua do radiador N o permitir que o motor trabalhe sem a tampa do radiador ou do tanque de expans o conforme o caso Quando as veda es das tampas se danificam necess rio substitu las por novas A aus ncia de press o no sistema de refrigera o do motor propicia cavita o nas camisas dos cilindros podendo danific las com poucas horas de servi o Ao dar partida n o acionar o motor de partida por mais de 30 segundos continuamente Ap s cada per odo de 30 segundos de acionamento aguardar de 3 a 5 minutos para tentar nova partida Este procedimento necess rio para preservar o motor de partida uma vez que a temperatura do enrolamento do mesmo se eleva rapidamente quando em servi o Na medida do poss
119. instala o do equipamento sobre a laje de um pavimento elevado de um pr dio esses valores devem ser considerados pelo calculista da edifica o Uma maneira pr tica de avaliar a resist ncia das funda es para suportar o peso isolar vibra es e assegurar o alinhamento do conjunto calculando a espessura da base de concreto armado necess ria para o equipamento considerando que o peso da base deve ser igual ao peso do Grupo Gerador e P 7182 1 c Onde e espessura da base de concreto m P Peso total do grupo gerador kg 7182 Densidade do concreto kg m largura da base m e c Comprimento da base m Os valores de le de c devem ser os da base do grupo gerador acrescidos de 12 0 30 cm para cada lado Se o grupo gerador utiliza amortecedores de vibra o Vibra Stop por exemplo considerar o peso da base igual ao do grupo gerador Multiplicar pela unidade o valor de e encontrado Multiplicar o valor de e calculado por 1 25 quando n o utilizar amortecedores de vibra o e por 2 quando se tratar de grupos geradores que operam em paralelo A ferragem para a arma o do concreto pode ser feita com uma malha tran ada de vergalh es com espa amento de 3 00 A base met lica do grupo gerador deve ser conectada ao sistema de aterramento geral da subesta o local Em algumas instala es o neutro da rede local separado do aterramento da instala o Neste caso conectar o neutro do alternado
120. ipamento isolado mas sim como o item principal do sistema alternativo de abastecimento de energia el trica que como um todo merece aten es espec ficas dependendo de cada instala o Em linhas gerais o grupo gerador al m dos cuidados di rios de opera o exige pouca manuten o Os fabricantes recomendam primordialmente l Efetuar as trocas de leo lubrificante e filtros Utilizar leo e filtros adequados e se poss vel de boa qualidade II Inspe o di ria quanto a vazamentos de leo lubrificante gua e combustivel II Antes de colocar o grupo gerador em servi o verificar n veis de gua do radiador e de leo lubrificante IV Durante o funcionamento do grupo gerador observar se h ru dos anormais V Drenar diariamente o sistema de combust vel tanque e filtros para evitar o ac mulo de gua que possa danificar os componentes do sistema de inje o VI Limpeza e substitui o dos elementos de filtro de ar VII Inspe o peri dica do sistema de admiss o de ar VII Limpeza do radiador e troca da gua de refrigera o nos per odos recomendados IX Regulagem das folgas de v lvulas X Inspe o da tens o das correias e ajuste quando necess rio XI Inspe o do cubo e demais componentes de acionamento do ventilador XII Revis o do turbo alimentador com substitui o das veda es internas e balanceamento din mico dos rotores melhor substituir o turbo a base de troca XII
121. is o de Corrente alternada QTM Quadro de Transfer ncia Manual QTA Quadro de transfer ncia Autom tica QGD Quadro Geral de Distribui o QDCA Quadro de Distribui o de Corrente Alternada e outras siglas aplic veis aos dispositivos de corrente continua Conceitualmente h diferen as entre as pr ticas adotadas nos mercados americano e europeu N s no Brasil assimilamos os padr es europeus com maior facilidade provavelmente porque as nossas normas t cnicas derivam em muitos casos das normas europ ias e porque somos familiarizados com o sistema m trico Assim definimos os nossos sistemas em KVA enquanto nos Estados Unidos o padr o definir as pot ncias em kW independentemente de fator de pot ncia Para n s o entendimento de que o QUADRO DE COMANDO do grupo gerador um componente parte afeto parte el trica do sistema Entendemos que o quadro de comando deve ser separado onde todos os dispositivos de supervis o e controle s o instalados dist ncia do motor Diesel Padr o Telecomunica es Na maioria dos casos n o aceit vel o que se denomina de QUADRO Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 92 DE COMANDO INTEGRADO ou INCORPORADO conceito j h muito difundido nos Estados Unidos e Europa Decorrente da pr tica ao longo do tempo para a maioria dos usu rios QUADRO DE COMANDO AUTOM TICO ou USCA inclui a Chave de Transfer ncia Autom tica de Carga Some
122. iva de energia necessita obrigatoriamente de uma chave reversora ou comutadora de fonte Somente nos casos onde o grupo gerador utilizado como fonte nica de energia pode se prescindir da utiliza o deste dispositivo Tem a finalidade de comutar as fontes de alimenta o dos circuitos consumidores separando as sem a possibilidade de liga o simult nea Para isso as chaves comutadoras de fonte s o constru das de diversas formas e dotadas de recursos que v o desde o tipo faca manual at as mais sofisticadas constru es com controles eletr nicos digitais comandos e sinaliza es locais e remotas passando pelos tipos de estado s lido de a o ultra r pida A concep o mais simples de chave reversora seria o contato revers vel conhecido como SPDT Single Pole Double Trhrow utilizado nos rel s Nos grupos geradores a chave reversora geralmente de tr s p los nos grupos geradores trif sicos A op o manual tipo faca aberta fabricada para opera o sem carga ainda encontra aplica es seguindo se os modelos para montagem em painel e as de acionamento el trico autom ticas constitu das por pares de contatores ou disjuntores motorizados com comandos dist ncia para abertura e fechamento As chaves reversoras com comandos el tricos na sua extensa maioria s o constitu das por pares de contatores ou disjuntores motorizados As chaves dedicadas isto construidas com a finalidade especifica de efe
123. izador autom tico controla tens o e frequ ncia do grupo gerador e verifica a sequ ncia de fases No caso de falha da rede e entrada do grupo gerador na condi o de emerg ncia teriamos a sequ ncia Pot ncia no grupo gerador Sincronismo com a Rede l Abre 52G Parada Partida Tempo Falha da Carga Retorno Transfer ncia Resfriamento Rede da Rede da carga do motor No caso da partida do grupo gerador com a rede presente hor rio de ponta Pot ncia no grupo gerador Abre Fecha Fecha 52G Partida i E Sincronismo Transfer ncia Sincronismo Transfer ncia Resfriamento com a Rede da Carga com a Rede da carga do motor Abre 52G Parada Tempo O sistema deve supervisionar o fluxo de corrente e manter a dosagem do combust vel para que no momento do fechamento de 52G o grupo gerador n o entre em carga nem seja motorizado pela rede Uma vez fechado 52G tem in cio o processo de transfer ncia de carga numa taxa programada com incremento em kW por segundo e o limite n o pode exceder a pot ncia do grupo gerador Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P gina 120 Em geral o mesmo sistema pode ser utilizado para suprimento de energia em regime de peak shaving Isto o grupo gerador permanece em paralelo com a rede suprindo a energia que exceder demanda prefixada para a rede As configura es de opera o s o oferecidas em diversas modalidades e praticamente todos os fornece
124. joseclaudio eng br P g 82 16 4 1 2 CALOR DEVIDO S PERDAS DO ALTERNADOR O calor devido s perdas do alternador calculado como segue Ow P cos Ee js kCal h Ha Se o rendimento do alternador n o conhecido adotar 85 para alternadores at 100 KVA e 90 para alternadores maiores que 100 KVA AR DE COMBUST O A quantidade de ar de combust o s poder ser adicionada demanda total de ar se ele for aspirado da sala das m quinas Para um c lculo aproximado das quantidades de ar de combust o vy 4 m CV h pode ser admitido para motores de aspira o natural e cerca de 4 5 m CV h para motores turbo alimentados A quantidade de ar de combust o por hora V Pb vy m h A quantidade total de ar como segue Vi V Vsa Vse k Ou e a O sp O sra k em m h Co A V Z O ap 7 O ca q E Convers o de unidades kW CV kCal 1 kW 860 kCal h 1 36 CV 1 CV 632 kCal H 0 74 kW 1 000 kCal h 11 575 CV 1 16 kW Exemplo de c lculo Pot ncia nominal do motor 400 HP turbo alimentado 400 x 1 014 405 6 CV Pot ncia do alternador 330 KVA coso 0 8 Ma 0 92 t1 25 C tio 40 C Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 83 Consumo espec fico de combust vel 180 g CV h Condi es atmosf ricas 25 C e 610 mm Hg C lculos Calor irradiado pelo motor Qs 405 6 x 0 185 x 10 000 x 4 100 Qst 30 014 4 kCal h Calor devido
125. lidade Neste ponto necess rio retroceder um pouco at que a rota o se estabilize Uma vez obtido o melhor tempo de resposta a quantidade de RPM que pode variar dentro deste tempo depende da solicita o da carga Uma grande varia o brusca na carga induz uma varia o Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 32 proporcional da RPM Al m da sensibilidade necess rio ajustar o valor m ximo que se pode permitir de queda ou de aumento de RPM entre vazio e plena carga que nem sempre pode ser zero RPM Esta varia o conhecida como droop e necess ria especialmente para grupos geradores que operam em paralelo mais de um grupo Diesel gerador alimentando a mesma carga Todos os governadores de rota o atualmente ajustam a quantidade de combust vel por meios mec nicos Utiliza se sempre um dispositivo atuador que nos governadores eletr nicos acionado eletricamente para fazer variar a quantidade de combust vel injetada e corrigir a rota o para o valor nominal CARACTER STICAS DE REGULA O O problema de manter constante a velocidade do motor o mesmo de qualquer sistema submetido a um controle para corre o Entrada Sa da Feedback Corre o Controle No grupo gerador teriamos Combust vel RPM Governador Com reguladores ou governadores ditos proporcionais as corre es das varia es acontecem de forma semelhante curva s RPM Nominal T 0
126. lizam bombas individuais para cada cilindro e h outros que utilizam uma bomba de press o e vaz o vari veis fazendo a inje o diretamente pelo bico injetor acionado pela rvore de comando de v lvulas H ainda aqueles que utilizam bombas rotativas que distribuem o combust vel para os cilindros num processo semelhante ao do distribuidor de corrente para as velas utilizado nos motores de autom veis As bombas injetoras rotativas ou em linha para que funcionem s o instaladas no motor sincronizadas com os movimentos da rvore de manivelas Ao processo de instala o da bomba injetora no motor d se o nome de calagem da bomba Cada Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 25 fabricante de motor adota segundo o projeto de cada modelo que produz um processo para a calagem da bomba injetora Na maioria dos casos a coincid ncia de marcas existentes na engrenagem de acionamento da bomba com as marcas existentes na engrenagem acionadora suficiente para que a bomba funcione corretamente Em qualquer caso por m absolutamente necess rio consultar a documenta o t cnica fornecida pelo fabricante sempre que se for instalar uma bomba injetora pois os procedimentos s o diferentes para cada caso E SISTEMA DE INJE O BOSCH aa Tubo de prond N lvula z Cilindra P Elemento gt Maio Cremalheiro Er Manga de regulagem Aida do pist o p a Mota de pist
127. m tipo de chave dedicada similar por m com o mecanismo de acionamento diferente 1 Contatos da entrada de rede F pa Y 2 Contatos da entrada de grupo E E gerador 3 Terminais de liga o da entrada de a gerador O E 4 Terminais de sa da para a carga 5 Conex es de campo O 6 Controle de transfer ncia 7 Contatos auxiliares de grupo gerador Ty 8 Rel de controle de transfer ncia 9 Conjunto de acionamento 10 Contatos auxiliares de rede 11 Dispositivo de teste opcional 12 Conex es de campo 13 Terminais de entrada da rede Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P gina 116 PROBLEMAS DA TRANSFER NCIA Cada circuito consumidor tem caracteristicas pr prias resultantes dos dispositivos alimentados Um edif cio comercial difere fundamentalmente de uma ind stria com a mesma capacidade instalada Enquanto no edif cio predominam cargas de ilumina o elevadores pequenos no breaks computadores e ar condicionado na ind stria a carga predominante provavelmente ser de motores el tricos Quando ocorre uma falta de energia o grupo gerador de emerg ncia dotado de sistema de transfer ncia autom tica acionado e no intervalo m dio de 10 a 15 segundos assume as cargas Este intervalo suficiente para que os motores em funcionamento parem de girar e todos os circuitos se desenergizem Entretanto quando do retorno da concession
128. medir regulador autom tico de tens o do alternador e demais componentes el tricos tas como partida autom tica sensores de tens o e frequ ncia chaves de transfer ncia autom tica de carga interface para comunica o e transmiss o de dados carregador flutuador de baterias volt metro e amperimetro do sistema de excita o ou outros instrumentos conforme requerido para a aplica o Nos grupos geradores de emerg ncia dotados de sistema de partida autom tica para assumir a carga em caso de falha da rede local o motor Diesel est equipado com um sistema de pr aquecimento constitu do por um resistor imerso numa deriva o do circuito de refrigera o geralmente de 2 a 4 kW dependendo do porte do grupo gerador para que a gua seja mantida em temperatura acima da ambiente e pr xima da de trabalho A temperatura controlada por um ou dois termostatos que ligam ou desligam a corrente que alimenta o resistor segundo valores pr ajustados Isto auxilia no sentido de possibilitar que o grupo gerador seja acionado e assuma a carga em 10 a 15 segundos ap s a aus ncia da energia da rede local O circuito do sistema de pr aquecimento deve ser ligado ao motor de tal forma que o aquecimento provoque termo sif o fazendo a tomada de gua fria em um ponto mais baixo que a conex o de sa da da gua aquecida Nas regi es frias um sistema semelhante instalado no circuito de lubrifica o para manter aquecido tamb m
129. mesmo intervalo de tempo Para determinar a rela o ar combust vel necess rio conhecer as quantidades de combust vel e de ar consumidas pelo motor Entretanto medir a vaz o de ar n o muito f cil Existem processos que permitem medir quando necess rio a quantidade de ar consumida pelo motor Um processo normalmente utilizado o emprego de um reservat rio sob press o controlada que fornece ar ao motor atrav s de orif cios calibrados Sabendo se a vaz o permitida por cada orif cio sob a press o medida poss vel calcular a massa de ar que o motor aspira O m todo tem o inconveniente de permitir quedas de press o no coletor de admiss o na medida em que os orif cios somente s o abertos ap s constatada a necessidade de suprir mais ar ao motor uma vez que necess rio manter a press o de coletor constante Se um nico elemento medidor for usado a queda de press o no sistema e a press o no coletor de admiss o estar o sujeitas a varia es dependendo da velocidade de escoamento fun o direta da rpm do motor A utiliza o de v rios orif cios em paralelo seria um atenuante eficaz para as dificuldades citadas Para pequenas quantidades de ar um elemento apenas seria aberto sendo os demais progressivamente colocados na linha propor o que a quantidade de ar aumentasse tendo se aten o queda total de press o no sistema que deve ser mantida aproximadamente constante O tanque ou reservat rio de e
130. mitado ou intermitentemente sob indica o do fabricante sem sofrer desgaste anormal e perda de desempenho A ajustagem dessa pot ncia no motor n o permite uma sobrecarga Como esta pot ncia para liga o de plena carga do consumidor n o possui reserva suficiente para o processo de recupera o do governador de rpm em princ pio ela n o deveria ser utilizada para grupos geradores Caso contr rio grandes quedas de velocidade em que em casos extremos a velocidade normal n o mais possa ser alcan ada tem que ser previstas para o caso de uma aplica o s bita da carga no limite de pot ncia por exemplo devido a altas correntes de partida de motores el tricos As pot ncias acima definidas ser o consideradas pot ncias teis se todos os dispositivos auxiliares necess rios opera o do motor por exemplo bomba injetora ventilador e bomba d gua estiverem sendo acionados pelo pr prio motor Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 8 A norma brasileira NBR 00396 n o somente estabelece os conceitos de pot ncia e consumo de motores de combust o interna mas indica tamb m como as pot ncias e os consumos de combust veis devem ser convertidos para condi es atmosf ricas particulares As normas DIN e ABNT tomam como padr o as mesmas condi es atmosf ricas isto uma press o barom trica de 76 mm Hg equivalente a uma altitude de cerca de 270 m acima do n vel do mar temperatura ambiente de 20
131. n es de supervis o de funcionamento do grupo gerador e da rede e nas vers es com recursos de comunica o inclui a fun o Autocall para servi os de mensagens SMS Short Message Service e e mail via Internet Supervisiona as tr s fases da rede e comanda a partida do grupo gerador e transfer ncia autom tica de carga em caso de falha da rede Leitura digital de tens o frequ ncia e corrente da rede e do grupo gerador tens o da bateria e horas de opera o Dimens es de 144 x 144 mm e peso aproximado de 1 1 kg dotado de controles e alarmes para as seguintes fun es Baixa press o de leo lubrificante Superaquecimento do motor Baixo n vel de combust vel Falha na partida Tens o da bateria baixa Tens o da bateria alta Falha no alternador de carga da bateria Falha de tens o do alternador Frequ ncia do alternador alta Frequ ncia do alternador baixa Sobrecarga no alternador Falha de parada do motor Parada de emerg ncia Parada inesperada Manuten o requerida Falha no contator disjuntor principal do alternador e Quatro alarmes definidos pelo cliente O O O O O O O O O O O O O O O O O Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 101 LEON HEIMER DPC 560 NR 7 M dulo de controle digital para instala o no quadro de comando Comandos externos para Controla partida parada transfer ncia e retransfer ncia Como padr o
132. n ria de energia quando se verifica valores de cosy abaixo do limite contratual Nas figuras a seguir uma vis o dos valores instant neos Legenda v Tens o instant nea Corrente instant nea ngulo de fase Per odo 2n w 1 f 50 4 FER goseciandio eng br i Vp Tens o de pico lp Corrente de pico f Freq ncia w Frequ ncia angular 2 n f t Tempo P T T 2 n u wt 50 d WH goseciandio eng br Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 64 i Pot ncia Instant nea p vi Quando a corrente percorre um circuito de resist ncia pura a corrente se mant m em wi fase com a tens o e o ngulo de fase zero p 0 Todos os valores de pot ncia s o positivos p gt 0 nen goseciaundio eng br Ned nem goseciaundio eng dr Quando a corrente percorre um circuito com carga indutiva ou capacitiva h uma defasagem da corrente em rela o tens o e p gt 0 Neste caso surge pot ncia wi instant nea negativa Quanto maior o ngulo de fase maior o valor negativo instant neo j a nungoseciaudio eng br gs Para o valor do ngulo de fase igual a 90 as o somas das pot ncias instant neas se anulam E e a pot ncia m dia zero Embora com os E ut mesmos valores de tens o e corrente 150 circulando n o h utiliza o de energia a kBBHaBao nHBnkEh Tens o trif sica No mesmo periodo os valores de tens o variam defasad
133. nador de rota o do motor integrados e A Prote o AmpsSentry garante a integridade el trica do alternador e do sistema de energia el trica contra os efeitos resultantes de condi es de excesso de corrente pico queda de voltagem queda de frequ ncia e sobrecarga e Componentes de controle projetados para suportar os n veis de vibra o t picos de grupos geradores e de Corrente amps e Painel com ilumina o traseira anal gico e Partida remota 12 ou 24 V 2 cabos e Frequencimetro CA anal gico e Tecla de reinicializa o Reset e Volt metro CA anal gico e Chave do modo de Funcionamento e de Carga kW Autom tico Manual Desligado e Controle do ciclo de partida e Painel dianteiro vedado porta com guarni o e Tela digital de Indica o e Autodiagn stico e Bot o de parada de emerg ncia e Caixa para interconex es do cliente em e Controle de marcha lenta separado e Tecla de menu e Seletor de fase do Voltimetro Amper metro Alertas Paradas Dados do Alternador CA e Alta Temperatura da gua do e Parada de Emerg ncia e Corrente por Fase Radiador e Falha na Partida e Quilowatts e Tens o CC Alta e Alta Tens o CA e Quilowatt Hora e Baixa Temperatura da gua do e Temperatura Alta da gua e Fator de Pot ncia Radiador e N vel Baixo do Radiador alarme e Voltagem entre Linhas e Tens o CC Baixa e Baixa Tens o CA e Voltagem entre a Linha e o Neutro e Baixa Press o de Oleo Lubrificante e Baixa Press o de leo Dados do M
134. nas el tricas Atualmente o valor limite estabelecido como m nimo admitido pelas concession rias de energia el trica de cos q 0 92 Instala es com fator de pot ncia inferior a 0 92 tem tarifas mais elevadas multas pois para consumir uma determinada quantidade de kWh colocam em circula o uma corrente mais elevada do que a que seria suficiente com um fator de pot ncia mais alto A corrente el trica que percorre os circuitos consumidores produz tamb m a POT NCIA REATIVA Indutiva ou Capacitiva que ser considerada em outro cap tulo Assim a pot ncia em HP do motor Diesel pode ser calculada em fun o da pot ncia em KVA e fator de pot ncia do alternador pela rela o HP x 0 7457 x KVA x 0 8 onde N rendimento do alternador Ou HP 1 0728 x KVA N Para o c lculo em CV basta substituir 0 7457 por 0 7354 resultando CV 1 0878 x KVA 1 O rendimento do alternador 77 n o constante e se aproxima do seu valor m ximo com a carga entre 80 e 100 da pot ncia m xima Alternadores pequenos tem rendimento mais baixo do que os alternadores maiores at 0 93 acima de 250 KVA Deve ser informado pelo fabricante para c lculos mais seguros Quando se tratar de c lculos estimativos pode ser tomado igual 90 ou 0 9 que o valor adotado pelos montadores de grupos geradores em geral 12 GRUPO DIESEL GERADOR Denominamos grupo Diesel gerador ao conjunto de motor Diesel e gerador de corr
135. ns o MEDIA EFETIVA para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia no eixo Q a press o hipot tica constante que seria necess ria no interior do cilindro durante o curso de expans o para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia nominal PRESS O M DIA NOMINAL Ss Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 5 a press o hipot tica constante que seria necess ria no interior do cilindro durante o curso de expans o para desenvolver uma pot ncia igual pot ncia de atrito Bo CONSUMO Consumo hor rio de combust vel Consumo espec fico de combust vel B P com o Esta asia indice e refere se pot ncia efetiva e com o ndice 1 refere se pot ncia nominal PRESS O M DIA DE ATRITO E a raz o entre a pot ncia medida no eixo e a RENDIMENTO Pot ncia total desenvolvida pelo motor ou seja MEC NICO Nm P P l P P ou ent o N P P P P Po RENDIMENTO Ou rendimento econ mico o produto do rendimento TIL nominal pelo rendimento mec nico N Nm cm SNDIADO E o rendimento nominal Rela o entre a pot ncia CNDICADO indicada e a pot ncia total desenvolvida pelo motor om enoo TE RICO o rendimento calculado do motor ideal a rela o entre os rendimentos nominal e te rico nn ENDMENTO VE E a rela o entre as massas de ar efetivamente VOLUMETRICO aspirada e a te rica 2 2 MOTOR DE QUATRO TEMPOS Um ci
136. nte em casos excepcionais em fun o das dist ncias envolvidas na instala o visando a economia de cabos admite se a utiliza o de QTA Quadro de Transfer ncia Autom tica dist ncia em separado da USCA A grande maioria das especifica es t cnicas elaboradas pelas empresas de engenharia para aquisi o de grupos geradores prev a utiliza o de um nico quadro de comando auto suportado onde se encontram controles instrumentos e chave de transfer ncia autom tica Somente a partir do advento dos controles digitais observa se a tend ncia de mudan a destes conceitos Por entender que esta tecnologia mais confi vel o consumidor tende aceitar mais facilmente o Quadro de Comando Integrado H ainda a dificuldade de aceita o do fato de alguns dispositivos serem inerentes exclusivamente Chave de Transfer ncia em arm rio dist ncia como os sensores de tens o e frequ ncia por exemplo Portanto o conceito de montagem dos grupos geradores importados ainda encontra algumas resist ncias no mercado brasileiro resultantes de pr ticas enraizadas no passado de ressaltar tamb m que durante muitos anos os grupos geradores na sua maioria eram fornecidos sob encomenda fazendo com que os montadores n o pudessem manter um padr o construtivo Os produtos considerados de linha n o correspondiam exatamente as exig ncias dos clientes Ainda hoje frequentemente vemos especifica es t cnicas q
137. nte retificada diretamente ao campo do alternador sem a necessidade de escovas Este sistema denominado Brushless e largamente utilizado Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 70 Carga Rotor da Excitatriz ARMADURA Campo da Excitatriz Ponte retificadora rotativa num oseciandio eng br EXCITA O POR M PERMANENTE Sistema de excita o por magneto ou im permanente tamb m conhecido por excita o PMG abreviatura da denomina o em ingl s de Permanent Magnet Generator Trata se de um sistema de excita o onde uma excitatriz auxiliar constitu da por um campo magn tico constante produzido por uma pe a magnetizada antes da montagem a qual funciona como indutor girando no interior de um enrolamento fixo este trabalhando como induzido Esquematicamente tal sistema pode se representar da seguinte forma Transformador de Potencial para refer ncia de Tens o opcional Rotor da Excitatriz Carga m Permanente Rotativo PMG Te Armadura Armadura o PMG Campo da Excitatriz Ponte retificadora rotativa www joseciaudio eng br Neste tipo de alternador a energia fornecida ao campo da excitatriz campo fixo proveniente do PMG e independe da energia fornecida carga Constitui se portanto num sistema de excita o independente Os valores de tens o nos terminais do alternador que alimentam a carga s o usados apenas como refer ncia opcionalmente
138. nto do motor atrav s de contato NA ou NF de termostato externo e Sobrevelocidade atrav s do sinal de rota o do alternador e Falha na partida motor n o parte ap s numero pr programado de tentativas de partida e Falha na parada motor n o para depois de terminada temporiza o correspondente e N vel anormal de combust vel atrav s de contato NA ou NF de dispositivo externo Modos de Opera o OPERA O AUTOM TICA Rede Normal Se o grupo estiver desligado e com a tens o da rede normal o mesmo permanece desligado sendo ativado o sinal para fechar o contator da rede Rede Anormal Se o grupo j estiver ligado e em carga ao passar para autom tico o mesmo permanecer ligado se a tens o de rede estiver anormal Caso contr rio desativado o sinal de fechamento do contator do grupo e ativado o sinal de fechamento do contator da rede o grupo entra na temporiza o de arrefecimento Caso a tens o da rede fique fora da faixa permitida a rede retirada de carga imediatamente sendo ent o iniciada uma temporiza o de Confirma o de rede Anormal TCRA Finda esta temporiza o caracterizada a condi o de REDE ANORMAL sendo iniciada a sequ ncia de partida do grupo S o efetuadas 3 tentativas de partida com intervalo de 15 segundos entre cada tentativa Caso o grupo n o parta sinalizado USCA ANORMAL Ap s o grupo partir iniciada uma temporiza o de E
139. o ciclo de partida Chave Volt metro CC Operando Desligado Autom tico Disjuntor do Campo Indicador de horas de opera o Sinais Individuais de Rel 1 2 A Caracter sticas Standard Potenci metro para Ajuste de at 5 Parada por Falha na Partida Alarme Sonoro da tens o L mpada Vermelha Parada de Emerg ncia Amper metro Escala dupla Parada por Sobrevelocidade Alarme de Baixa Tens o da Volt metro CA Escala dupla L mpada Vermelha Bateria Frequencimetro Tac metro em dupla Pr alarme de Alta Alarme ou Parada por Baixo escala Temperatura da gua N vel do L quido de Instrumentos do motor L mpada Amarela Arrefecimento Parada por Alta Temperatura Pr alarme de Baixa Press o Conjunto de sinaliza o Remota L mpada Vermelha do Oleo Lubrificante L mpada de Defeito Alarme de Baixa Temperatura Amarela Potenci metro de Ajuste de L mpada Amarela Indicador de Funcionamento Rota o Parada por Baixa Press o do leo L mpada Verde Temporizador de Partida Parada Lubrificante L mpada Vermelha Dois Contatos de Defeito Parada Por Baixo N vel de Definidos pelo Cliente Combust vel L mpada Vermelha Alarme de Vazamento no Chave Seletora de Fases para Tanque de Combust vel amper metro e Volt metro O O O O O O O O O oO HENIN Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 94 CUMMINS POWER GENERATION Controle PowerCommand com Prote o AmpSentry e Regulador autom tico de tens o e gover
140. o da viscosidade em SSU Segundos Saybolt Universal As temperaturas padronizadas para o teste s o 70 100 130 ou 210 F que correspondem respectivamente a 21 1 C 37 8 C 54 4 C e 89 9 C Em ess ncia consiste de um tubo de 12 25 mm de comprimento e di metro de 1 77 mm por onde deve escoar os 60 ml de leo 7 3 1 CLASSIFICA ES A SAE estabeleceu a sua classifica o para leos de c rter de motor segundo a tabela Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 40 VISCOSIDADE 5w 4000 10w 6 000 12 000 20 w 12 000 48 000 5 A letra w Winter inverno indica que a viscosidade deve ser medida a zero grau Farenheit Observa se que o n mero SAE n o um ndice de viscosidade do leo mas sim uma faixa de viscosidade a uma dada temperatura exemplificando um leo SAE 30 poder ter uma viscosidade a 210 F entre 58 e 70 SSU O API classificou os leos lubrificantes designando os segundo o tipo de servi o As classifica es API encontradas nas embalagens dos leos lubrificantes s o ML Motor Light leos pr prios para uso em motores a gasolina que funcionem em servi o leve tais motores n o dever o ter caracter sticas construtivas que os tornem propensos forma o de dep sitos ou sujeitos corros o dos mancais MM Motor Medium leos pr prios para motores a gasolina cujo trabalho seja entre leve e severo tais motores pode
141. o din mica tem um tempo de resposta ligeiramente superior do que a excita o est tica Em resumo para um projeto normal de grupo gerador a sua pot ncia ativa n o dever exceder a pot ncia m xima admiss vel do motor Diesel levando se em conta o rendimento do alternador A corrente de partida de motores el tricos trif sicos n o dever inclusive a carga inicial do alternador ser superior a 1 2 vezes a corrente nominal do alternador Para efetuar um c lculo preciso da queda de tens o do alternador durante a partida de motores el tricos utilize os valores de reat ncia do alternador informados pelo fabricante e aplique a f rmula ip Aal P a to O ai Ap S20 Ar E do 100 Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 56 Onde Av Queda de tens o lp Corrente de Partida Ig Corrente nominal do alternador e Xd Reat ncia transit ria do alternador 12 1 5 TIPOS DE CORRENTE TENS O FREQU NCIA Uma rede el trica caracterizada pela indica o do tipo de corrente tens o e frequ ncia Os grupos geradores Diesel adaptados s redes p blicas de consumo para que todos os consumidores possam ser supridos tanto pela rede como pelo grupo gerador A tens o de 400 ou 231 V a tens o de alimenta o usual para consumidores de 380 ou 220 V A sobretens o de 5 servir para compensar as perdas de energia nas linhas A corrente continua que n o sendo con
142. o do motor atrav s de uma v lvula magn tica ativada Com o injetor e a alta press o sempre iminente obt m se uma curva de inje o muito precisa Com a ajuda dos sensores a unidade de comando pode captar a condi o atual de funcionamento do motor e do ve culo em geral Ela processa os sinais gerados pelos sensores e recebidos atrav s de cabos de dados Com as informa es obtidas ela tem condi o de exercer comando e regulagem sobre o ve culo e principalmente sobre o motor O sensor de rota o do eixo de comando determina com o aux lio do efeito Hall se o cilindro se encontra no PMS da combust o ou da troca de g s Um potenci metro na fun o de sensor do pedal do acelerador informa atrav s de um sinal el trico unidade de comando com que for a o condutor acionou o pedal acelera o O medidor de massa de ar informa unidade de comando qual a massa de ar atualmente dispon vel para assegurar uma combust o possivelmente completa Havendo um turbocompressor atua ainda o sensor que registra a press o de carga Com base nos valores dos sensores de temperatura do agente de refrigera o e de temperatura do ar De acordo com o ve culos s o conduzidos ainda outros sensores e cabos de dados at a unidade de comando para fazer cumprir as crescentes exig ncias de seguran a e de conforto Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 24 p g d 5 7 g 3 medidor de massa de ar 6 sensor de
143. o eng br P g 13 Calor recebido bQ e o rendimento t rmico resulta 2545 do O 2 4 3 RELA O AR COMBUST VEL Para a combust o completa de cada part cula de combust vel requer se da mistura de acordo sua composi o qu mica uma determinada quantidade de oxig nio ou seja de ar o ar te rico necess rio Armin A falta de ar mistura rica produz em geral um consumo demasiado alto de combust vel e forma o de CO mon xido de carbono ou fuligem A combust o nos motores exige um excesso de ar Se estabelece se a rela o entre a quantidade real de ar Ar a e a te rica Ar in tem se a rela o Ara Armin que no motor Otto fica entre 0 9 e 1 3 No motor Diesel a plena carga normalmente n o inferior a 1 3 e com o aumento da carga pode subir bastante Depende da qualidade da mistura do combust vel da forma da c mara de combust o do estado t rmico carga e de outras circunst ncias A quantidade de ar te rico Armn pode ser calculada em fun o da composi o qu mica do combust vel Os filtros de ar tubula es passagens e turbocompressor s o dimensionados em fun o da quantidade de ar necess ria combust o e devem ser mantidos livres e desobstru dos a fim de n o comprometer o funcionamento do motor A rela o ar combust vel real definida como a rela o entre a massa de ar e a massa de combust vel em um intervalo de tempo t M RAC 1 comb Referidas a um
144. o ent o um tratamento especial em alguns componentes Alternadores para Telecomunica es S o m quinas especiais com caracter sticas determinadas para n o causar interfer ncia nas telecomunica es e tamb m para atender ao tipo de carga que bastante severa Em geral os alternadores destinados a atender equipamentos de telecomunica es alimentam retificadores de alta capacidade que produzem deforma es da forma de onda da tens o gerada o que levado em considera o no projeto e na constru o do alternador especial Alternadores a prova de explos o Destinam se ao servi o em reas saturadas principalmente petrol feras e qu micas onde h risco de materiais inflam veis sendo totalmente blindados para impedir que qualquer centelhamento entre em contato com a atmosfera ambiente tendo por isso um sistema de refrigera o especial tipo trocador de calor de modo que o ar existente no interior da m quina n o transmitido ao exterior 13 2 NUMERO DE FASES Pode se ainda distinguir os alternadores segundo o numero de fases que no caso presente s o Alternadores monof sicos S o aqueles que possuem as bobinas do enrolamento induzido de tal forma que a tens o de sa da obtida em dois pontos terminais Alternadores trif sicos Possuem tr s grupos independentes de bobinas montadas defasadas em 120 entre si sendo ligadas de tal maneira que podemos ter tr s ou quatro pontos de liga o para os con
145. o grupo caso este apresente algum defeito Reposi o de alarmes Tanto em modo Manual ou Autom tico caso aconte a alguma falha grave por ex temperatura alta o grupo ser desligado Para que o grupo possa partir novamente preciso que a falha tenha sido eliminada e que o operador pressione a tecla de Reposi o de Alarmes dando assim ci ncia do ocorrido A partir deste momento o SmartGen aceitar comando de partida do grupo modo Manual ou partir o grupo automaticamente modo autom tico P gina 98 STEMAC ST2000 Op o MANUAL i i Doea BELECIO MA iomo ff CURSOR pm v OPER FALHA l 0 o Eee Sistema de controle microprocessado para grupos geradores de opera o manual com medi es de tens o corrente e frequ ncia prote o contra sobrecorrente com atua o sobre a bobina de disparo do disjuntor principal vu ETIE 10 i a ALARME STEMAC ST2000 Op o AUTOMATICO SUPERVIS O SELE OCHA gama CLES CR O o Q O D Dispon vel nas op es ST2000A ST2000B ST2000S ST2000P e ST2000C Para aplica es em telecomunica es a STEMAC oferece a unidade Stelecom para atender os requisitos das normas Telebr s Na vers o ST2000A encontram se A op o ST2000P tem a mesma configura o da Supervis o de rede op o ST20008 acrescida das fun es de Partida parada e transfer ncia autom tica Opera o
146. o motor e eleva o da temperatura da gua de refrigera o Quando houver risco de recircula o de ar quente no ambiente a sa da do radiador pode ser canalizada para o exterior por meio de um duto cuja interliga o com o radiador deve ser flex vel usualmente de lona com rea interna pelo menos 1 3 vezes a area da colm ia do radiador As entradas de ar n o devem restringir o fluxo Quando for necess rio instalar o grupo gerador em ambiente fechado deve se prover meios de circula o de ar sem queda de press o superior a 2 0 50 mm de coluna d gua Algumas vezes se verifica a necessidade de ventila o for ada O fluxo de ar necess rio varia em fun o da pot ncia e demais caracter sticas do equipamento e deve ser informado pelo fabricante O radiador utilizado em motores destinados a grupos geradores assim como o ventilador projetado para uma capacidade 30 superior as necessidades do motor prevendo que o calor irradiado para o ambiente ser removido pelo ar circulante Muitos fabricantes de motores Diesel disponibilizam ventiladores diferentes em di metro e n mero de p s para atender necessidades espec ficas inerentes instala es especiais A montagem do ventilador segundo recomenda es dos fabricantes deve ser feita em um defletor de ar direcionada colm ia do radiador de forma que para os ventiladores de press o soprante 2 3 da p fiquem fora do defletor para captar o ar Para os ven
147. o r zanz 1 Metade do acoplamento g Medi o da centraliza o 2 Rel gio comparador Ao montar um acoplamento necess rio certificar se de que o mesmo n o interfere na folga axial da rvore de manivelas do motor Diesel Os acoplamentos de duas metades separadas estabelecem uma dist ncia a ser mantida entre as faces das duas metades ap s Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 73 a montagem que precisa ser observada As extremidades dos eixos das m quinas necessitam guardar alguma dist ncia entre si para n o interferir com a folga axial O conjunto motor alternador montado sobre uma base met lica r gida constru da com perfilados laminados de a o ou chapa dobrada capaz de suportar o funcionamento do motor Diesel sem sofrer deforma es assegurando o posicionamento das m quinas de forma a permitir livre acesso aos componentes para manuten o e deve dispor de um ponto de liga o ao aterramento geral da subesta o local Quando a montagem do tipo monobloco o conjunto motor gerador assentado sobre coxins de borracha Neste caso uma liga o de aterramento entre o conjunto e a base deve ser prevista 15 COMPONENTES DE SUPERVIS O E CONTROLE Os grupos Diesel geradores trabalham sem a supervis o constante dos operadores fornecendo energia el trica aos consumidores e automaticamente corrigindo a tens o e a frequ ncia fornecidas A press o do leo lubrificante a temperatura da
148. olu o introduzida na sua produ o utiliza um tipo de bico injetor at um determinado n mero de s rie e outro a partir de ent o sem que sejam intercambi veis entre si necess rio ter aten o especial quando for o caso de substituir bicos ou bombas injetoras para que sejam utilizados os componentes corretos Porta injetor e Bico Injetor A agulha do bico b que fecha com o aux lio de uma forte mola a levantada pela elevada press o do combust vel bombeado em c d linha de press o e parafuso de ajuste para a regula o da press o de inje o f linha de retorno do combust vel utilizado para lubrifica o e refrigera o do bico injetor Injetor Common Rail BOSCH 4 REGULA O DA VELOCIDADE A rota o de trabalho do motor Diesel depende da quantidade de combustivel injetada e da carga aplicada rvore de manivelas pot ncia fornecida m quina acionada Tamb m necess rio limitar a rota o m xima de trabalho do motor em fun o da velocidade m dia do pist o Cm s n 30 que n o deve induzir esfor os que superem os limites de resist ncia dos materiais bem como da velocidade de abertura e fechamento das v lvulas de admiss o e escapamento que a partir de determinados valores de rota o do motor come am a produzir efeitos indesej veis Nas altas velocidades come a haver dificuldade no enchimento dos cilindros devido ao aumento das perdas de carga e a in rcia da massa
149. ontrole de demanda Opera o autom tica em picos de demanda peak shave Frequ ncia 50 60 Hz e Transfer ncia em baixa ou m dia tens o O O O O O O O O O KOHLER DEC340 DECISION MAKER N o tem configura o padronizada O cliente escolhe o n vel de tecnologia que deseja adquirir Oferece uma fam lia de op es que permite configurar o controle conforme as necessidades da instala o A partir de um sistema econ mico b sico at as mais sofisticadas fun es de monitoramento dist ncia as op es incluem fun es para Monitorar as fun es do motor e todas as sa das do alternador Armazenar e mostrar o hist rico do sistema do grupo gerador Monitorar grupos geradores chaves de transfer ncia autom tica e quadros de distribui o remotamente comunicando se por meio de software de computador pessoal e Rede para at 128 grupos geradores a partir de um s tio de monitoramento Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 97 S rie SMART GEN Atos Automa o Industrial SUPERVISIONA e Tens o Alta Baixa e Falta de fase da rede e do GMG atrav s da leitura do sinal anal gico das tr s fases e Frequ ncia Alta e Baixa do GMG atrav s do sinal de rota o do alternador e Sobrecarga atrav s do contato NA ou NF de t rmico externo e Press o Baixa de leo lubrificante atrav s de contato NA ou NF de pressostato externo e Temperatura alta da gua de arrefecime
150. opera o do motor c digos de falhas para diagn stico do sistema tens o AC corrente e frequ ncia no alternador principal Amperimetro e Volt metro com chave seletora de fases Bot o de parada de emerg ncia de soco tipo cogumelo Potenci metro de ajuste de tens o e Gabinete fechado NEMA 1 prote o IP 22 P gina 95 CATERPILLAR EMCP Il Electronic Modular Control Panel Indica o Digital LCD e Tens o AC 3 fases L L e L N e Corrente AC 3 fases e total e KW totale por fase Controles e KVA total e Partida e parada autom tica e KVAR total e Parada de emerg ncia e KWh total e Teste de l mpadas e KVARh total e Ciclo de partida e Fator de Pot ncia m dio e por fase e Controle de tens o e do nominal total e Tempo de resfriamento e Frequ ncia e Chave seletora de fase e Tens o DC e Rel de demanda de carga e e Temperatura do fluido de arrefecimento e Rel program vel sobressalente e Press o do leo lubrificante e e Rota o do motor rpm Prote o e Horas de opera o e e NEMA 1 IP 22 e Diagn stico do sistema e Porta tampa protetora e Baixa press o do leo lubrificante e Rel s program veis e Alta temperatura do fluido de arrefecimento o Sobre e sub tens o e Sobre velocidade o Rel de pot ncia inversa e Falha na partida o Sobre e sub frequ ncia e e Parada de emerg ncia o Sobre corrente e Parada por defeito e Alarm
151. os contendo enxofre ativo f sforo ou preventivos da nitrog nio tais como sulfetos sais met licos do cido corros o ou trifosf rico e ceras sulfuradas venenos catal ticos Atioxidantes ou inibidores de oxida o Compostos organo met licos tais como fosfatos Detergentes alcoolatos fenolatos Sab es de elevado peso molecular contendo metais como magn sio b rio e estanho Compostos organo met licos tais como naftenatos e Dispersantes sulfonatos Sais org nicos contendo metais com c lcio cobalto e estr ncio Compostos de f sforo como fosfato tricres lico leo de banha sulfurado compostos halogenados Sab es de chumbo tais como naftenato de chumbo Aminas leos gordurosos e certos cidos graxos Derivados halogenados de certos cidos graxos Sulfonatos Agentes de press o extrema Preventivos contra a ferrugem Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 42 Produtos de condensa o de alto peso molecular tais como fen is condensados com cera clorada Pol meros de metacrilato Redutores do ponto de fluidez Refor adores do O Olefinas ou iso olefinas polimerizadas Pol meros ndice de viscosidade but licos steres de celulose borracha hidrogenada Inibidores de espuma Silicones Como a viscosidade a caracter stica mais importante do leo lubrificante natural que os centros de pesquisas do ramo dedicassem especial aten o a essa propriedade
152. os das massas Quando ocorre a igualdade das frequ ncias dos excitadores principais com a frequ ncia natural O q acontece o que se conhece como resson ncia com todas as manifesta es perigosas que costumam acompanh la A velocidade em que Q conhecida como velocidade cr tica Nos grupos geradores modernos esta velocidade est abaixo de 1000 rpm Para evitar que vibra es indesej veis sejam transmitidas s edifica es entre a base e o piso de apoio s o utilizados amortecedores de borracha ou de molas que devem ser adquiridos juntamente com o equipamento pois no caso de molas estas s o calculadas pelo fabricante em fun o de peso e frequ ncia de trabalho poss vel que em determinadas aplica es seja necess rio conhecer a frequ ncia natural de algum componente do ambiente da instala o para saber dos riscos de resson ncia com a frequ ncia dos excitadores principais do grupo gerador Havendo necessidade de estudos mais profundos pode se solicitar ao fabricante do motor mediante pagamento um c lculo de vibra es torsionais para um determinado acoplamento H casos em que o grupo gerador foi fabricado sob encomenda e o acoplamento empregado foi objeto de estudo e c lculo de vibra es torsionais como por exemplo um grupo gerador de uso naval classificado Quando for este o caso a substitui o do acoplamento se necess ria somente dever ser feita por outro id ntico 16 2
153. os de 120 nas fases R S e T ou U V e W HFH Jor ud es p Er Valor eficaz o valor da pot ncia m dia equivalente ao valor de corrente cont nua que aplicada ao circuito produz a mesma quantidade de calor Sendo R a resist ncia do circuito calculado pela f rmula P 1 T hr R dt que uma vez resolvida d os resultados 7 7 ido p F i2 que s o conhecidos como valores RMS de Root Mean Square Os valores RMS s o os que s o lidos nos instrumentos de medi o Note que tais instrumentos indicam valores RMS de grandezas que se comportam de forma senoidal ao longo do tempo Para medi o de grandezas com outras formas de onda s o necess rios instrumentos TRUE RMS Eng Jos Claudio Pereira www joseclaudio eng br P g 65 13 4 1 TENS O POT NCIA E FREQU NCIA NO ALTERNADOR Nos sistemas trif sicos a tens o entre fases determinada pelas liga es de fechamento que forem executadas Normalmente os alternadores s o fornecidos com 12 terminais de bobinas do induzido para serem ligados de forma a gerar tens o em 220 127 V 380 220 V ou 440 254 V A tens o entre fase e neutro o quociente da divis o da tens o entre fases pela raiz quadrada de 3 Os diferentes valores poss veis de tens o s o o resultado do arranjo das bobinas que s o constru das em grupos resultando para cada fase um conjunto de 2 bobinas que podem ser ligadas como se v nas figuras seguintes FECHAMENTO EM ESTRELA
154. os fabricantes de motores Diesel devendo quando for o caso ser instalado pelo usu rio Os reparos no turbocompressor devem ser feitos de prefer ncia pelo fabricante A maioria dos distribuidores autorizados disponibiliza para os usu rios a op o de venda de remanufaturado a base de troca que al m de ser r pida tem a mesma garantia da pe a nova Em geral as oficinas que se dizem especializadas utilizam buchas de bronze em substitui o das buchas sinterizadas e usinam as carca as quando da realiza o de recondicionamentos e na maioria dos casos n o disp em do equipamento para balanceamento do conjunto rotativo fazendo com que a durabilidade de um turbocompressor recondicionado nessas condi es fique ainda mais reduzida O defeito mais frequente o surgimento de vazamentos de leo lubrificante que quando ocorre pelo lado do rotor frio compressor pode consumir o leo lubrificante do c rter sem que seja percebido Em geral o mau funcionamento do turbocompressor percebido pela perda de pot ncia do motor sob plena carga e pela presen a de leo lubrificante e fuma a preta na tubula o de escapamento Em alguns casos pode se perceber ru do anormal Filtro de ar obstru do tamb m uma causa frequente de defeito do turbocompressor O efeito da suc o do rotor do compressor no interior da carca a puxa leo lubrificante atrav s das veda es do eixo provocando defici ncia de lubrifica o e consumo exces
155. os motores Diesel atualmente at cerca de 200 CV utilizam sistema el trico de 12 Volts Para os motores maiores utiliza se sistemas de 24 Volts O motor de partida dotado de um pinh o na extremidade do eixo geralmente com 9 10 ou 11 dentes montado sobre ranhuras helicoidais que permitem o seu movimento no sentido axial Este mecanismo normalmente denominado Bendix Quando o motor de partida acionado o pinh o avan a sobre as ranhuras helicoidais e acopla se uma engrenagem instalada na periferia do volante conhecida como cremalheira do volante que na maioria dos motores tem 132 dentes Existem motores com rela o cremalheira pinh o de at 20 1 O movimento do pinh o arrasta o volante fazendo com que a rvore de manivelas do motor comece a girar Nos motores Diesel em boas condi es entre 80 e 120 rpm j h press o de compress o suficiente para a auto igni o e o in cio de funcionamento embora existam motores que necessitam de at 350 rpm para partir Ao iniciar o funcionamento o motor aumenta a rota o por seus pr prios meios e tende a arrastar o motor de partida por m como o pinh o est encaixado nas ranhuras helicoidais ele for ado a recuar desacoplando se da cremalheira do volante e at que o operador libere a chave de partida o motor de partida ir girar em vazio Chore mogn fico Alemanio de ligo e Ereotgurm da kaming irngefidi PE ii Ui E Ai m a E
156. otor e Sobrecorrente Lubrificante e Voltagem da Bateria e Falha do Sensor de Press o de leo e Falha do Sensor Magn tico e Temperatura do Refrigerante e Contato Seco para comando de e Sobrevelocidade do motor de e Horas de Funcionamento do Motor rejei o de Carga em caso de partida e Contador de Partidas do Motor sobrecarga e Sobrecorrente e Press o de leo e Falha do Sensor de Temperatura e Sobrevelocidade e Temperatura do leo e At 4 Falhas Definidas pelo Cliente e Curto circuito e RPM e Bateria Fraca e Queda de frequ ncia r E i Tas CATERPILLAR EMCP Il 4j ideias HH ces E MD cai inaa Electronic Modular Control Panel Fun es de controle autom tico do motor com seguran a program vel para baixa press o de leo lubrificante alta temperatura do fluido de arrefecimento sobre velocidade falha na partida e bot o de parada de emerg ncia acompanhados de indica o luminosa por LED s intermitentes Ciclo de partida ajust vel de 1 a 60 segundos Chave de controle do Autom tico Manual T este Bot o de teste do display Tempo de resfriamento do motor ajust vel de 0 a 30 minutos motor Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br Controle energizado para funcionamento ou corte de combust vel Visor de Cristal L quido LCD com leitura de press o de leo do motor temperatura do fluido de arrefecimento rota es por minuto do motor tens o DC do sistema horas de
157. para n veis de ru do abaixo de 75 dB A regulamenta o quanto a n veis de ru do em reas urbanas da compet ncia das prefeituras locais que na maioria das cidades brasileiras adotam o que estabelece a norma ABNT NBR10151 Avalia o do ru do em reas habitadas visando o conforto da comunidade 16 3 TANQUE DE COMBUST VEL Deve ter indicador externo de n vel tubo de respiro para equil brio da press o interna com a atmosfera boca de enchimento com tampa separador de gua e borra com dispositivo de drenagem total pescador com filtro de tela com a admiss o posicionada 50 mm acima da parte mais baixa do fundo conex o para retorno de combust vel e capacidade adequada ao consumo do motor Diesel Pode ser constru do em chapa de a o P V C alum nio fibra de vidro ou a o inoxid vel conforme as necessidades do cliente Usualmente utilizam se tanques de chapa de a o carbono soldada Neste caso recomenda se o tratamento da chapa com decapagem e pintura externa ep xi preferencialmente N o pintar o tanque internamente Para a preserva o das superf cies internas contra corros o a melhor pr tica manter as paredes tratadas com leo imperme vel gua enquanto o tanque n o estiver em servi o Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 78 recomend vel ainda que o tanque tenha uma escotilha ou tampa de visita que permita sua limpeza interna O respiro deve ser feito de forma que impe
158. pio do motor Diesel No tempo de alguns cent simos de segundo entre o come o da inje o e a igni o uma parte importante da quantidade injetada penetra na c mara de combust o e se inflama r pida e simultaneamente com o s bito aumento de press o Al m disto durante a igni o na fase fluida se formam per xidos com um indesej vel car ter explosivo Estas batidas d o aos carburantes um maior retardamento de igni o impr prio para motores Diesel A temperatura dos gases tem como limite superior a resist ncia das pe as alta temperatura e a qualidade do leo lubrificante e como limite inferior a temperatura da atmosfera O limite superior de press o dado pelo fato de que um aumento de compress o mesmo que pequeno acarreta um aumento nas for as do motor e conseq entemente um aumento de resist ncia s seria poss vel com um aumento no seu peso As limita es de Volume s o conseq ncia da necessidade de se evitar expans es demasiado grandes pois s se consegue uma pequena vantagem de pot ncia com a desvantagem de um motor muito grande e pesado Para avaliar o n vel da convers o de energia no motor h processos de c lculo que permitem determinar as limita es acima 2 5 1 TIPOS DE INJE O O ponto mais importante a forma o da mistura mediante a inje o do combust vel antes e durante a auto igni o e combust o na carga de ar fortemente comprimida No desenvolvimento dos motor
159. por unidade de cilindrada BHP in ou BHP cm A compara o depende do fim a que se destina o motor Para motores de avia o por exemplo os elementos 1 e 3 podem ser os mais significativos enquanto para um motor estacion rio o consumo espec fico de combust vel de import ncia fundamental 11 POT NCIA MEC NICA X POT NCIA EL TRICA Quando se fala de pot ncia el trica necess rio ter em mente a diferen a entre POT NCIA APARENTE e POT NCIA ATIVA A pot ncia aparente aquela necess ria para que com determinados valores de tens o e fluxo de corrente um certo consumidor funcione corretamente A pot ncia ativa a pot ncia efetivamente consumida ou transformada pelo mesmo consumidor A rela o entre as duas pot ncias definida como fator de pot ncia e conhecida como coso kW KVA Ou kW KVA x coso Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 49 A pot ncia do grupo Diesel gerador definida em KVA pot ncia aparente est em rela o direta com a pot ncia em HP ou CV do motor Diesel No c lculo para definir a pot ncia do grupo gerador s o consideradas as perdas rendimento do alternador e a pot ncia mec nica do motor Diesel convertida diretamente em kW sabendo se que 1 HP 0 7457 kW ou 1 kW 1 3598 CV e que kW KVA x cosq O fator de pot ncia Cos uma fun o da carga Universalmente utiliza se COS q 0 8 de acordo com a norma VDE 0530 para a constru o de m qui
160. power ou em CV Cavalo vapor dependendo das unidades empregadas Assim o 21F Rn a o FRn WO 33 000 WO 5252 Para F em libras R em p s e n em rpm ou o 2mFRn o ERn cn gs0 62 Para F em Kg R em metros e N em rpm Como FR Torque podemos ainda adotar outras variantes para as f rmulas acima considerando as unidades envolvidas T Ib x Rota Poin 7 Riad PL ii Rs e td 5252 1 R x Ponad a o fas Tec 974 Pot ncia kW Cito 1 KW 1 341 HP e inversamente 1 HP 0 746 kW Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 10 A pot ncia medida como acima resulta da expans o dos gases de combust o no interior dos cilindros do motor que impulsiona o pist o fazendo girar a rvore de manivelas contra a resist ncia oposta pelo freio Portanto resulta da press o exercida sobre a superf cie da cabe a do pist o Essa press o no motor Diesel constante na primeira parte do tempo motor mais se reduz ao longo da segunda parte do curso de pot ncia dado que h uma varia o de volume com o deslocamento do pist o Por essa raz o considera se para efeito de estudo a press o m dia efetiva como definida no item 2 1 para os c lculos como veremos a seguir O diagrama P V press o x volume do ciclo Diesel ideal mostrado abaixo nos d uma vis o das transforma es que ocorrem durante um ciclo de trabalho do motor Diesel V gt Va www joseclaudio eng br Das defini es do
161. que denominamos ALTERNADOR Este mecanismo se subdivide nos seguintes componentes principais a Bloco de cilindros Onde se alojam os conjuntos de cilindros compostos pelos pist es com an is de segmento camisas bielas rvores de manivelas e de comando de v lvulas com seus mancais e buchas Na grande maioria dos motores constru do em ferro fundido e usinado para receber a montagem dos componentes Grandes motores navais tem bloco constru do em chapas de a o soldadas e alguns motores de pequeno porte t m bloco de liga de alum nio b Cabe otes Funcionam essencialmente como tamp es para os cilindros e acomodam os mecanismos das v lvulas de admiss o e escape bicos injetores e canais de circula o do l quido de arrefecimento Dependendo do tipo de constru o do motor os cabe otes podem ser individuais quando existe um para cada cilindro ou m ltiplos quando um mesmo cabe ote cobre mais de um cilindro c C rter o reservat rio do leo lubrificante utilizado pelo sistema de lubrifica o constru do em ferro fundido liga de alum nio ou chapa de a o estampada Em alguns motores o c rter do tipo estrutural formando com o bloco uma estrutura r gida que funciona como chassis da m quina como se v em alguns tratores agr colas d Se o dianteira a parte dianteira do bloco onde se alojam as engrenagens de distribui o de movimentos para os acess rios externos tais como bomba
162. quil brio indispens vel pois se o ar for aspirado diretamente o escoamento ser pulsante levando a grandes erros nas medidas de press o atrav s dos orif cios calibrados Em geral como o conhecimento da quantidade de ar consumida pelo motor s tem import ncia para o dimensionamento de filtros de ar turbocompressores e elementos conexos prefere se avaliar a quantidade de ar por meio de c lculos O resultado Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 14 obtido por c lculos Ar te rico a quantidade m nima de ar que cont m as mol culas de oxig nio suficientes para a combust o 2 4 4 RELA O COMBUST VEL AR oi da rela o ar combust vel inverso da rela o ar combustive RCA l RAC 2 4 5 RENDIMENTO VOLUM TRICO a rela o entre a massa de ar aspirado por um cilindro e a massa de ar que ocuparia o mesmo volume nas condi es ambientes de press o e temperatura Sendo Ma M Massa de ar nas condi es atmosf ricas presentes necess ria para preencher o volume da cilindrada de um cilindro o rendimento volum trico ser Massa de ar aspirado por hora lb h dividida pelo n mero de aspira es por hora e h t A express o rendimento volum trico na realidade define uma rela o entre massas e n o entre volumes como sugere a denomina o 2 4 6 EFEITO DA VELOCIDADE Nas altas velocidades come a haver dificuldade no enchimento dos cilindros dev
163. r e Divis o de carga reativa emtre os gerradores para opera o isolada e Controle de fator de pot ncia atrav s da refer ncia interna e e Controle de pot ncia reativa ajust vel atrav s de sinal externo Sequ ncia autom tica de partida e Partida autom tica baseada na demanda de carga ou processo e Configura o de partida e parada conforme necessidade de carga temporizada e e Sequ ncia de prioridade de geradores configur vel via painel do EGCP ou remotamente por computador PC Prote o do gerador Prote o de subtens o 27 Prote o de sobretens o 59 Prote o de sub e sobrefrequ ncia 81 Prote o de pot ncia reversa 32P Prote o de perda de excita o Prote o de sobrecorrente Prote o de perda da concession ria Prote o de escorregamento de velocidade e frequ ncia e e Prote o de surto de pot ncia no gerador Prote o do Motor e Prote o de baixa e alta temperatura da gua de refrigera o e Prote o de baixa e alta press o do leo Prote o de sobrevelocidade e e Prote o de falha na partida Comunica o e Protocolo aberto ModBus ou DDE comunica o atrav s de porta serial padr o RS 422 e e Rede de comunica o remota de upload download via computador PC interface program vel P gina 109 CHAVES DE TRANSFER NCIA AUTOM TICA Sistemas de Baixa Tens o Toda instala o onde se utiliza o grupo gerador como fonte alternat
164. r e que cosp kW KVA E f cil perceber que mantendo se constante o valor de kW quanto maior for o valor de KVAr menor ser coso e maior ser KVA Por isso o fator de pot ncia universalmente kW denominado coso Se estabelec ssemos uma compara o com um copo de chope ter amos algo KVAr semelhante figura Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 67 nem oseciaudio engbr A pot ncia ativa kW a exemplo do que foi visto no cap tulo sobre partida de motores el tricos calculada para circuitos trif sicos com cargas equilibradas conhecidos os valores de tens o E corrente 1 e fator de pot ncia cosq pela rela o o EIN3 cosq g 1 000 13 4 2 1 RENDIMENTO MEC NICO DO ALTERNADOR O Rendimento do Alternador definido em termos percentuais pela rela o entre a pot ncia el trica por ele fornecida aos consumidores e a pot ncia mec nica absorvida do motor acionador E sempre menor que 1 k W eri 1 KW ortec O rendimento do alternador h n o constante e se aproxima do seu valor m ximo com a carga entre 80 e 100 da pot ncia m xima Alternadores pequenos tem rendimento mais baixo do que os alternadores maiores at 0 93 acima de 250 KVA Deve ser informado pelo fabricante para c lculos mais seguros Quando se tratar de c lculos estimativos pode ser tomado igual 90 ou 0 9 que o valor adotado pelos montadores de grupos geradores em geral
165. r o ser sens veis forma o de dep sitos e corros o de mancais especialmente quando a temperatura do leo se eleva casos em que se torna indicado o uso de leos motor medium MS Motor Severe leos indicados para uso em motores a gasolina sob alta rota o e servi o pesado com tend ncia corros o dos mancais e forma o de verniz e dep sitos de carbono em virtude n o s de seus detalhes de constru o como ao tipo de combust vel DG Diesel General leos indicados para uso em motores Diesel submetidos a condi es leves de servi o nos quais o combust vel empregado e as caracteristicas do motor tendem a n o permitir o desgaste e a forma o de res duos DM Diesel Medium S o leos pr prios para motores Diesel funcionando sob condi es severas usando al m disso combust vel tendente a formar res duos nas paredes dos cilindros sendo por m as caracter sticas do motor tais que o mesmo menos sens vel a o do combust vel do que aos res duos e ao ataque do lubrificante DS Diesel Severe Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 41 leos pr prios para motores Diesel especialmente sujeitos a servi o pesado onde tanto as condi es do combust vel quanto as caracter sticas do motor se somam na tend ncia de provocar desgaste e formar res duos Com a finalidade de facilitar a escolha dos leos pelo consumidor leigo o API com a colabora
166. r ao neutro da rede e o terra da base ao aterramento geral Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 76 Tratando se de instala o em que o grupo gerador a nica fonte de energia um sistema de aterramento deve ser constru do caso existam consumidores que demandem energia com tens o entre fase e neutro do alternador Observar que as cargas que ser o alimentadas pelo grupo gerador devem estar distribu das entre as fase do alternador de modo que n o resulte desequil brio superior a 15 Os cabos el tricos para interliga o do alternador ao quadro de comando e deste aos consumidores devem ser dimensionados obedecendo s recomenda es das normas t cnicas aplic veis Sobrecarga em cabos el tricos produz aquecimento dos mesmos com consequente risco de danos ao isolamento e possibilidade de curto circuito Outros cuidados principais de instala o dizem respeito s vibra es ao n vel de ru do sistema de combust vel circula o de ar e exaust o dos gases de escape 16 1 VIBRA ES Um motor Diesel de quatro tempos e 6 cilindros por exemplo trabalhando a 1800 rpm ter 3 tempos motor a cada volta completa da rvore de manivelas Estes impulsos para efeito de c lculos de frequ ncia s o chamados excitadores principais e sua frequ ncia O 3 x 1 800 x 27 60 A frequ ncia natural ou pr pria do sistema w uma composi o de harm nicos e subharm nicos resultante dos moviment
167. r utilizado em aplica es de peak shaving Inclui prote o de sequ ncia de fases um total de 14 entradas digitais 4 entradas de sinal do motor 1 entrada de pick up magn tico e 4 sa das de rel s configur veis pelo cliente Como opcionais oferece entradas e sa das adicionais bem como ajuste remoto de tens o e frequ ncia AL DD A E SEP 2 z YER Ai ALA aLi WOODWARD GCP 22 Controle digital para grupos geradores como o modelo GCP 21 por m dotado da capacidade adicional de controlar dois contatores principais detec o de falha da concession ria e controle de chave de transfer ncia autom tica Inclui tamb m a capacidade de transfer ncia com transi o fechada em rampa 1 Na Cada ra a S p We z eere COC WOODWARD E a GCP 31 e GCP 32 o controle eletr nico digital mais poderoso da fam lia GCP Woodward As unidades GCP 31 e GCP 32 s o similares aos controles GCP 21 e GCP 22 por m com a adi o das fun es de divisor de carga capacidade de alimenta o de reativos e para opera o de unidades m ltiplas em paralelo Tamb m adicionam um sincronosc pio no painel frontal Como padr o disponibilizam 16 entradas digitais 7 entradas de sinal do motor ou alternador 1 entrada de pick up magn tico e 7 sa das de rel s configur veis pelo cliente Opcionalmente pode incluir entradas e sa das adicionais ajustes remotos grupo gerador remoto e ajustes anal gicos de tens o e frequ nci
168. racter sticas da aplica o o mais importante determinar a pot ncia do grupo gerador Ao mesmo tempo deve se considerar a conveni ncia da subdivis o da pot ncia total requerida em v rios grupos geradores de menor porte Os fatores determinantes do tamanho do grupo gerador s o Soma das pot ncias de todos os consumidores Para grupos geradores de emerg ncia devemos fazer distin o entre consumidores essenciais e consumidores n o essenciais e seus respectivos tempos de interrup o admiss veis Nem todos os consumidores est o ligados simultaneamente ou atingem ao mesmo tempo seu consumo m ximo de energia fator de simultaneidade Alguns consumidores absorvem exclusivamente pot ncia ativa enquanto outros absorvem pot ncia aparente fator de pot ncia cosq Consumidores especiais por exemplo com caracter sticas de carga brusca golpe ou requisitos extremos em rela o const ncia da tens o e frequ ncia devem ser levados em conta O tipo de corrente tens o e frequ ncia dever o corresponder aos valores nominais da rede publica local No caso de condi es clim ticas especiais no local de instala o grande altitude temperaturas e umidade do ar elevadas o motor e alternador n o poder o apresentar sua pot ncia normal e dever o ter seus valores reduzidos de acordo com as normas DIN 6270 e VDE 0530 Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 51 12 1 1 CONSUMIDORES EL TRICOS
169. ria O sistema aciona o desligamento do gerador e o ligamento da rede um ap s o outro num intervalo m dio de 100 a 200 ms Isto faz com que ao ser religada a rede os motores por in rcia ainda est o girando praticamente na mesma rota o O mesmo ciclo acontece nas transfer ncias onde se utilizam grupos geradores nos hor rios de ponta quando no in cio se transfere a carga da rede para o gerador e no final quando ocorre a transfer ncia inversa Os motores em movimento sem receber energia geram tens o que percorre o circuito em sentido inverso no intervalo de transfer ncia que ir se contrapor fornecida pela fonte que assume a carga produzindo um surto capaz de trazer perturba es e queima de equipamentos Quando h este tipo de problema a solu o fazer a transfer ncia num intervalo de tempo programado desligando se uma fonte e aguardando um tempo suficiente para que todos os motores parem antes de efetuar o ligamento da fonte substituta A isto habitualmente chamamos de transfer ncia com transi o programada Para os edif cios comerciais com muitos elevadores uma alternativa frequentemente adotada incluir no sistema um rel programado para fechar um contato durante o tempo suficiente para que todos os elevadores sejam desligados no andar t rreo ou no mais pr ximo de onde se encontram permanecendo desligados at que a transfer ncia se realize Esta provid ncia interessante porque no caso da transfer
170. rocesso de combust o uma rea o qu mica de oxida o que se processa em altas temperaturas Nos motores em geral o processo de combust o oxida uma parcela dos componentes que s o admitidos no interior do cilindro O combust vel principalmente os derivados de petr leo na realidade uma mistura de hidrocarbonetos que cont m tamb m outros materiais tais como enxofre van dio s dio pot ssio etc Por outro lado o ar utilizado como comburente uma mistura de gases diversos como sabemos O oxig nio contido no ar o que realmente interessa ao processo de combust o Os demais gases como o nitrog nio ao se combinarem com alguns outros componentes do combust vel podem produzir compostos indesej veis os quais s o lan ados na atmosfera misturando se ao ar que respiramos Alguns desses compostos como o SO s o prejudiciais e atualmente s o objeto de preocupa o mundial As organiza es internacionais como a EPA nos Estados Unidos o CONAMA do Brasil e outras entidades vem estabelecendo padr es para controle Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 36 dos n veis de emiss es desses poluentes e se considerarmos os milh es de motores que existem no planeta emitindo milh es de toneladas desses produtos diariamente veremos que realmente existem motivos para preocupa es Para os autom veis na Europa j obrigat rio o uso de catalisadores e no Brasil essa obriga o ser estabel
171. rota o do eixo da unidade de comando manivela bomba de alta press o acumulador de alta press o Rail injetores sensor de temperatura do motor filtro de combust vel sensor do pedal do acelerador a e a so po Esta nova tecnologia ainda n o est dispon vel para os motores utilizados nos grupos geradores Tudo indica que brevemente tamb m os motores estacion rios e industriais ser o incrementados com novos desenvolvimentos tecnol gicos Um indicativo importante do sucesso do sistema por exemplo o an ncio da Delphi Diesel de investimento de 2 bilh es de d lares no desenvolvimento das suas linhas de produ o para fabricar componentes Common Rail Com o advento destas inova es muda sensivelmente o perfil do profissional de manuten o de motores que dever adquirir conhecimentos tamb m de sistemas digitais e da utiliza o de ferramentas computadorizadas para diagn stico de falhas e corre o de defeitos 3 COMPONENTES DO SISTEMA DE INJE O Bomba injetora A inje o do combust vel Diesel controlada por uma bomba de pist es respons vel pela press o e dosagem para cada cilindro nos tempos corretos Na maioria dos motores Diesel utiliza se uma bomba em linha dotada de um pist o para cada cilindro e acionada por uma rvore de cames que impulsiona o combust vel quando o mbolo motor pist o atinge o ponto de in cio de inje o no final do tempo de compress o Alguns motores uti
172. rso de Curso de Admiss o Compress o Pot ncia Escapamento 2 3 MOTOR DE DOIS TEMPOS O ciclo motor abrange apenas uma rota o da rvore de manivelas ou seja dois cursos do pist o A exaust o e a admiss o n o se verificam e s o substitu das por 1 Pela expans o dos gases residuais atrav s da abertura da v lvula de escape ao fim do curso do pist o 2 Substitui o da exaust o pelo percurso com ar pouco comprimido Os gases s o expulsos pela a o da press o pr pria 3 Depois do fechamento da v lvula o ar que ainda permanece no cilindro servir combust o a exaust o tamb m pode ser feita por v lvulas adicionais 4 O curso motor reduzido O g s de exaust o que permanece na c mara misturado com o ar admitido nos motores de carbura o s usados em m quinas pequenas o g s de exaust o j apresenta a mistura em forma de neblina www joseclaudio eng br m o ns e A NE INN A E j p f FS Rs o O oa F ed 7 es J 1 A N f ND N i r DN J A IN A f WS dO e JT O NA e A q j a E A ne J Lj Z p NDA N q a E O N CU e N JU q o Za N A PRIMEIRO TEMPO SEGUNDO TEMPO Admiss o Compress o Pot ncia Escapamento Vantagens O motor de dois tempos com o mesmo dimensionamento e rpm d uma maior pot ncia
173. s de ser comprimida no interior dos cilindros A combust o da mistura provocada por centelha produzida numa vela de igni o o caso de todos os motores a gasolina lcool g s ou metanol que s o utilizados em geral nos autom veis Motores do ciclo Diesel s o aqueles que aspiram ar que ap s ser comprimido no interior dos cilindros recebe o combust vel sob press o superior aquela em que o ar se encontra A combust o ocorre por auto igni o quando o combustivel entra em contato com o ar aquecido pela press o elevada O combust vel que injetado ao final da compress o do ar Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 3 na maioria dos motores do ciclo Diesel o leo Diesel comercial por m outros combust veis tais como nafta leos minerais mais pesados e leos vegetais podem ser utilizados em motores constru dos especificamente para a utiliza o destes combust veis O processo Diesel n o se limita a combust veis l quidos Nos motores segundo o processo Diesel podem ser utilizados tamb m carv o em p e produtos vegetais Tamb m poss vel a utiliza o de g s como combust vel no processo Diesel nos motores conhecidos como de combust vel misto ou convers veis que j s o produzidos em escala consider vel e vistos como os motores do futuro Para os combust veis l quidos as diferen as principais entre os motores do ciclo Otto e do Ciclo Diesel s o Motores de Combust o Interna
174. s gases As restri es m ximas admiss veis s o de 200 mm de coluna d gua para o filtro de ar e de 1 500 mm de coluna d gua para o silencioso de escape motores de aspira o natural O silencioso deve ter volume de 4 a 6 vezes a cilindrada do motor Para motores turbo alimentados a restri o m xima da descarga n o deve ultrapassar 400 mm de coluna d gua d Ru do dos ventiladores ou ventoinhas o ventilador do alternador aliado ao movimento do rotor bem como o ventilador do radiador do motor Diesel e ainda nos motores turbo alimentados o ru do dos rotores do turbo alimentador que se agu am com o aumento da carga O n vel de ru do a sete metros de dist ncia do grupo gerador chega a 95 dB Os recursos dispon veis para amortecimento desses ru dos s o poucos dada a dificuldade de se lidar com uma gama de frequ ncias e intensidade variadas A solu o mais adotada o enclausuramento do equipamento em container com as paredes revestidas com material atenuador o que possibilita uma redu o do n vel de ru do para at 75 dB Esta provid ncia implica no dimensionamento adequado das passagens para o fluxo de ar de alimenta o do motor Diesel e para a refrigera o do radiador e do alternador para n o incorrer em perda de pot ncia ou possibilidade de superaquecimento Quando a aplica o assim o exigir podem ser adquiridos grupos geradores silenciados montados em containeres com tratamento ac stico
175. s gases de escape a contrapress o no coletor de escape ou a temperatura do ar de admiss o inadmissivelmente alta Os valores de resist ncia m ximos admiss veis do sistema de escapamento total s o os seguintes Para motores com aspira o natural 600 a 1 200 mm de coluna d gua Para motores turbo alimentados 250 a 500 mm de coluna d gua A resist ncia ao fluxo medida imediatamente na extremidade do tubo de escape ou na parte posterior o turbo alimentador A tubula o deve ser constitu da por um tubo de a o carbono com espessura m nima da parede de 3 0 mm pois deve ser considerado um desgaste acentuado devido ao calor e umidade Para tubula o com comprimento al m de 5 metros aproximadamente dever ser previsto um tubo de di metro maior de acordo com as instru es do fabricante do motor O aumento dever corresponder ao comprimento total da tubula o incluindo os cotovelos e deve ter in cio imediatamente na sa da do coletor ou da pe a de conex o flex vel Tubos de maiores comprimentos e di metros menores do que os recomendados pelo fabricante do motor aumentar o a resist ncia e a temperatura do motor diminuindo portanto sua vida til Para a conex o do coletor de escape do motor com a tubula o instalada rigidamente dever ser empregada uma pe a de conex o flex vel instalada diretamente no motor a fim de compensar as vibra es e a expans o t rmica A tubula o n o poder
176. siderada neste trabalho ser utilizada t o somente em casos especiais Todavia o suprimento de corrente alternada trif sica diferente nos diversos pa ses do mundo Na Europa Ocidental prevalecem redes de corrente trif sicas com 380 220 V e frequ ncia de 50 Hz enquanto que na Am rica do Norte o normal 60 Hz Muitos pa ses da Am rica do Sul utilizam 230 133 V e 60 Hz Mas h ainda outras tens es e frequ ncias O Brasil at a d cada de 60 utilizava a frequ ncia de 50 Hz Atualmente embora a frequ ncia seja padronizada em 60 Hz h regi es que utilizam a rede p blica em 220 127 V e outras em 380 220 V como Bras lia para citar um exemplo A determina o de tens o e frequ ncia necess rias aos consumidores portanto um fator imprescind vel Enquanto a tens o importante apenas para o projeto do gerador a velocidade de rota o do grupo a ser escolhida depender essencialmente da frequ ncia 13 ALTERNADOR Denominamos alternador ao gerador de corrente alternada assim como denominamos d namo ao gerador de corrente continua Os geradores s o m quinas destinadas a converter energia mec nica em energia el trica A transforma o de energia nos geradores fundamenta se no princ pio f sico conhecido como Lei de Lenz Esta lei afirma que quando existe indu o magn tica a dire o da for a eletromotriz induzida tal que o campo magn tico dela resultante tende a parar o movimento que pro
177. sistema de lubrifica o encontrados em todos os motores Diesel s o e C rter de leo montado sob o bloco dotado de capacidade adequada pot ncia do motor e Bomba de circula o for ada geralmente do tipo de engrenagem acionada pela arvore de manivelas do motor e Regulador de press o geralmente uma v lvula na pr pria bomba e Trocador de calor do leo lubrificante e Filtro s de fluxo integral e de desvio e e Acess rios tais como sensores de press o pressostatos e man metro Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 37 k Sistema de lubrifica o h g a c rter de leo b pescador com filtro de tela c bomba d linha de press o e v lvula para limita o da press o f filtro de fluxo total g linha dr hu A n q de deriva o bypass para o filtro auxiliar h A E indicador de press o ou comutador de seguran a G e E A trocador de calor e k linha para o motor a PED u Sistema de Lubrifica o do motor Cummins S rie N NT NTA 855 Bomba de leo Para o arrefecedor de leo Saindo do arrefecedor de leo Bico pulverizador de arrefecimento do pist o Galeria principal de leo Buchas da rvore de comando Lubrifica o para a parte superior do motor Mancais principais OPNA e Passagem para lubrifica o das bielas 10 Linha sinalizadora da press o do leo na galeria principal Eng
178. sivo de lubrificante NOVAS TECNOLOGIAS Para as pr ximas gera es de motores Diesel est o sendo desenvolvidos turbocompressores dotados de recursos para interatividade com gerenciamento eletr nico assistidos por sensores e atuadores a comandos hidr ulicos el tricos e ou pneum ticos J se utilizam atualmente turbocompressores com capacidade para girar at 240 mil rpm Estes desenvolvimentos incluem novos sistemas de mancais com a utiliza o de rolamentos de esferas especiais e mancais a ar A plataforma de desenvolvimento principal ser o conceito atualmente conhecido como geometria vari vel VGT em que dependendo das varia es da carga aplicada ao motor faz se variar o fluxo de gases de escape sobre a turbina variando assim a energia fornecida e por consequ ncia a quantidade de ar enviada pelo compressor para os cilindros Al m do conceito de geometria vari vel h op es de multiest gios e a combina o de compressores centr fugos com compressores radiais O objetivo principal manter a rela o ar combust vel em qualquer situa o operacional do motor em propor es que propiciem o melhor aproveitamento poss vel da energia t rmica do combust vel reduzindo as emiss es de poluentes e produzindo ru dos em n veis reduzidos Nos motores atuais para grupos geradores as respostas s solicita es das cargas para manter constante a rota o do motor s o baseadas unicamente na dosagem do combust vel
179. spera de Estabiliza o do grupo TEG Ao final desta temporiza o o grupo colocado em carga Quando a tens o da rede retornar a condi o normal iniciada uma temporiza o de Retorno de rede Normal TRRN Finda esta temporiza o transferida a carga do grupo para rede sendo iniciada uma temporiza o de Arrefecimento do grupo gerador TARR Se durante a temporiza o de arrefecimento a tens o da rede voltar a ficar anormal a carga transferida da rede para o grupo sendo a temporiza o de Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br arrefecimento cancelada Finda a temporiza o de arrefecimento o grupo desligado O Smart Gen permite que o operador efetue o ajuste de algumas destas temporiza es O valor default de cada temporiza o mostrado abaixo Tempo de Arrefecimento 180 segundos Tempo de Confirma o de Rede Anormal 5 seg Tempo de Retorno de Rede Normal 60 segundos Tempo de Estabiliza o 30 segundos Tempo de Espera de Parada do GMG 30 segundos OPERA O MANUAL Ao se ativar o modo de opera o manual atrav s do teclado do painel frontal o Smart Gen entra no processo de espera de comando do operador Neste modo de opera o o operador tem total controle sobre o sistema podendo ligar ou desligar o grupo colocar rede ou GMG em carga Os sensores ficam ativos retirando a rede de carga automaticamente caso esta fique anormal e desligando
180. sperdi ada de v rias formas Motores Diesel de grande porte e baixa rota o tem melhor aproveitamento da energia obtida na combust o O calor gerado pelo poder calor fico do leo Diesel se dispersa e apenas uma parcela transformada em pot ncia til Para os motores Diesel de pequeno porte e alta rota o em m dia o rendimento t rmico se situa entre 36 e 40 o que para m quinas t rmicas considerado alto Abaixo vemos um diagrama de fluxo t rmico para um motor Diesel de grande cilindrada diagrama Sankey onde se pode ter uma id ia de como o calor aproveitado Pot ncia Efetiva 41 5 Gases de Escape 36 1 Pad Grupo de Alimenta o 2 65 leo Lubrificante 0 35 Refrigera o dos pist es 4 0 Refrigera o das camisas 14 0 Diagrama de fluxo t rmico de um motor Diesel a ine de grande cilindrada com turbocompressor Ea acionado pelos gases de escape e refrigera o for ada Calor aduzido de 1508 Kcal CVh com pe 8 kp cm V se que 41 5 do calor transformado em pot ncia til 22 4 trocado com a gua de refrigera o e 36 1 sai com os gases de escape 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 1 508 Kcal CVh www joseclaudio eng br 2 4 9 CORRE ES POR INFLU NCIAS DE CONDI ES ATMOSF RICAS O desempenho dos motores Diesel afetado pelas condi es ambientais de temperatura press o e umidade Se o motor estiver trabalhando em local de bai
181. stam caro deve haver possibilidade de elimina o dos vapores cidos A densidade do cido sulf rico dilu do de 1 28 kg dm As baterias de a o alcalinas s o mec nica e eletricamente menos sens veis Sua descarga espont nea menor Tem a desvantagem de uma tens o de descarga inferior a 1 25 V comparada a 2 0 V sua tens o de carga de 1 7 at 1 75 V Seu pre o mais elevado necess rio verificar periodicamente o n vel do eletr lito das baterias e quando necess rio completar com gua destilada Em nenhuma hip tese adicionar gua comum ou cido para corrigir a densidade Quando a bateria trabalha com n vel baixo de eletr lito ocorre o empenamento de uma ou mais placas com perda total da mesma Os terminais das baterias devem ser mantidos limpos e untados com vaselina neutra para impedir a forma o de crostas de xidos Quando necess rio limpar os terminais com uma solu o de bicarbonato de s dio para remover os dep sitos de xidos O controle da densidade do eletr lito por meio de um dens metro fornece indica es quanto ao estado de carga das baterias Quando um dos elementos apresentar densidade mais baixa que os outros provavelmente este elemento est com uma placa empenada e a bateria torna se incapaz de se manter carregada devendo ser substitu da 9 2 COMPONENTES EL TRICOS Alguns motores Diesel especialmente os aplicados em grupos Diesel geradores s o dotados de um dispositivo
182. sumidores Em geral cada grupo independente de bobinas tem duas bobinas separadas para permitir que com o fechamento das liga es externas se obtenha valores diferentes de tens o como veremos adiante O tipo de fechamento normalmente utilizado o estrela com neutro acess vel onde existe um ponto de liga o para cada fase mais um ponto denominado neutro que constitu do pelo fechamento das extremidades das bobinas A tens o entre os tr s pontos terminais de cada fase sempre a mesma que deve corresponder ao tipo de fechamento escolhido A tens o medida entre cada fase e o neutro menor sendo numericamente igual ao valor da tens o entre fases dividida pela raiz quadrada de 3 O neutro para ser ligado ao aterramento da instala o el trica local No sistema trif sico ligado a carga equilibrada n o deve haver circula o de corrente pelo condutor neutro o que na pr tica resulta muito dif cil raz o pela qual os alternadores chamados industriais s o constru dos para suportar um desequil brio de carga entre fases m ximo de 15 valor que n o deve ser excedido pois al m de provocar funcionamento irregular e diferen as de tens o entre fases pode danificar o alternador Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 63 13 3 LIMITA ES O que limita a pot ncia do alternador a temperatura alcan ada pelo enrolamento do induzido Por isso s o m quinas que sofrem perdas por aquec
183. tiladores de suc o aspirante 2 3 da p devem ficar dentro do defletor ao contr rio dos ventiladores de press o A dist ncia entre a extremidade da p e o defletor deve ser da ordem de 6 0 mm embora dificilmente se consiga este valor A dist ncia entre o ventilador e a colm ia do radiador deve ser de 1 3 vezes o di metro do ventilador mas nunca inferior a 120 mm 16 4 1 C LCULO DA QUANTIDADE DE AR A ventila o da sala de m quinas indispens vel a uma opera o sem problemas do grupo gerador Tal como foi mencionado necess ria uma quantidade consider vel de ar para arrefecimento do radiador troca de calor do alternador combust o do motor Diesel e Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 80 arraste do calor irradiado pelas partes quentes do motor como bloco cabe otes turbo alimentador coletor e tubula o de escapamento A fim de se manter no m nimo poss vel o calor irradiado e por conseguinte o volume de ar de arrefecimento os tubos de escape e silenciadores localizados dentro do edif cio dever o ser sempre revestidos com material termo isolante At Ar necess rio sem ar de arrefecimento do motor C 40 35 30 At 80 kVA e 25 De 80 a 120 kVA o 20 Acima de 120 kVA O 5 15 o lt 10 O 10 20 30 40 50 60 70 80 90 m KVA h Quantidade de ar por KVA numposeciandio eng br O diagrama acima
184. transmitir quaisquer esfor os ao motor especialmente se for turbo alimentado onde a conex o flex vel montada diretamente na sa da do turbo alimentador Como a maioria dos grupos geradores s o elasticamente apoiados os tubos est o sujeitos n o apenas expans o Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 86 t rmica mas tamb m a vibra es que poder o ser particularmente intensas quando da partida e parada do motor Diesel A tubula o de escape de diversos motores n o deve desembocar numa tubula o comum porque a contrapress o e o refluxo dos gases de exaust o provocam a forma o de sedimentos quando o motor n o estiver funcionando colocando em risco a seguran a operacional Devem ser adotadas as mesmas medidas de prote o tanto para tubos de admiss o quanto para tubos de escape contra a entrada de gua de chuva e respingos A entrada de agua no motor pode causar danos consider veis ocasionados pela corros o ou por cal o hidr ulico na partida Nos motores em V mais conveniente combinar os dois tubos de escape a fim de facilitar sua disposi o e suprimir o ru do Os c lculos de escoamento de gases atrav s de tubula es apresentam um certo n vel de complexidade Em determinados casos n o se pode evitar executar os c lculos com certa precis o por m nas aplica es mais frequentes podemos adotar gr ficos e f rmulas emp ricas para avaliar as dimens es das tubula
185. trica de fase Modelo MFR 11 G59 inclui as prote es do modelo MFR 11 MP e adiciona prote o de sequ ncia de fase paia ame AR reis vm SPD NR WOODWARD SPM D Rr E aj f SINCRONIZADOR DIGITAL POE Ea PS ca ICS o E mc h EM Ea i Lm pum Et ot arealas O sincronizador incorpora controle l gico para um contator exibi o de dados de corrente alternada no painel frontal um teclado do usu rio um sincronosc pio interno e configura o via interface RS 232 Tamb m tem prote o da concession ria para sub e sobre corrente sub e sobre frequ ncia e sequ ncia de fases Prote o do alternador para sobre e sub tens o sobre e sub frequ ncia sobrecarga pot ncia inversa e carga reduzida Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 108 Vs POUR ANO WOODWARD EGCP 2 e EGCP 3 Engine Generator Control Package CONTROLADOR DIGITAL PARA GRUPOS GERADORES O EGCP 2 um controlador digital para grupos geradores feito para trabalhar com um regulador de tens o de ajuste remoto e um regulador de velocidade Woodward Dispon vel para geradores que operem com motores Diesel ou g s Executa controle do motor sincroniza o do grupo sequenciamento autom tico controle de carga ativa real kW controle de carga reativa KVAr prote o do gerador prote o do motor e comunica o serial Modbus Controle do Motor Controle para pr aquecimento do motor Controle da v lvula de combust vel
186. troles eletr nicos montados no Brasil e como havia a prote o de mercado para a industria nacional praticamente nenhuma tecnologia importada era acrescentada aos produtos vendidos na poca Al m disso as primeiras unidades lan adas no mercado apresentavam desempenho mediocre e falhas constantes acabando por cair no descr dito do consumidor Existia ainda uma certa rejei o por parte das empresas de telecomunica es que como maiores usu rios de grupos geradores eram formadoras de opini o tornando os controles eletr nicos aceit veis por outros clientes apenas em fun o de pre o uma vez que eram mais baratos A despeito disso muitas unidades foram vendidas e ainda est o em opera o at hoje Somente em 1996 os controles eletr nicos para grupos geradores alcan aram o segmento de telecomunica es quando a Embratel adquiriu a sua primeira Unidade de Supervis o de Corrente Alternada eletr nica fabricada sob encomenda e com a supervis o dos engenheiros do Departamento de Energia da Embratel resultando da o equipamento padr o Telebr s As empresas de telecomunica es diante da diversidade de produtos existentes no mercado e com o objetivo de padronizar os grupos geradores utilizados por elas elaboraram normas t cnicas espec ficas para serem observadas pelos seus fornecedores nascendo da algumas nomenclaturas hoje bastante difundidas entre os usu rios de grupos geradores tais como USCA Unidade de Superv
187. tuar a comuta o das fontes n o s o muito conhecidas especialmente no Brasil onde n o h fabricante que ofere a esta op o aos montadores de grupos geradores A n o utiliza o da chave reversora pode causar s rios riscos s instala es e s pessoas da seguinte forma a Queima de equipamentos no momento do retorno da energia fornecida pela concession ria caso o grupo gerador esteja funcionando sem chave reversora e o disjuntor geral encontrar se INDEVIDAMENTE ligado b Riscos para as pessoas e possibilidades de inc ndios provocados por descargas el tricas sobre materiais combust veis como consequ ncia do evento citado no item anterior c Energiza o indevida da rede el trica da concession ria podendo vitimar eletricistas que estejam trabalhando na rede ou no quadro de medi o d O acionamento da chave reversora se manual somente deve acontecer com os equipamentos desligados sem carga Todas as concession rias de energia exigem que as chaves reversoras sejam dotadas de intertravamento mec nico Adicionalmente nas chaves com acionamento el trico s o utilizados contatos auxiliares para fazer o intertravamento el trico Para os sistemas com revers o de carga em transi o fechada em paralelo com a rede h exig ncias espec ficas que devem ser atendidas conforme estabelecido nos contratos de fornecimento e de uso e conex o firmados entre as concession rias e as unidades consumidoras
188. ue s podem ser atendidas com produtos fabricados especialmente sob encomenda S o os que os fabricantes montadores chamam de grupos geradores engenheirados que alguns at declinam de fornecer por inclu rem dispositivos pouco usuais e documenta o t cnica especifica e complicada Outra caracter stica do mercado brasileiro em rela o a controles est diretamente relacionada ao conhecimento t cnico do produto por parte do comprador usu rio H uma parcela significativa de usu rios onde se concentra o maior volume de unidades vendidas pot ncias inferior a 500 KVA que adquire pelo menor pre o sem diferenciar o produto O comprador usu rio n o distingue entre este ou aquele tipo de controle marca ou modelo de motor Diesel e alternador Para atender estes clientes s o fabricados os alternadores industriais com excita o est tica e sem preocupa es t cnicas quanto distor o harm nica forma de onda e outras caracteristicas Todos os componentes utilizados s o os de menor custo poss vel No outro segmento est o os clientes que tem algum conhecimento t cnico ou se assessoram de consultores para fazer aquisi o e instala o do seu grupo gerador identificando suas reais necessidades e adquirindo a solu o para o seu problema de energia e n o somente um grupo gerador Nestes casos h uma especifica o t cnica com requisitos m nimos a serem atendidos pelo fornecedor do equipamento Atualmente po
189. ust veis de alto ponto de igni o A pr combust o a tend ncia do combust vel auto igni o quando da inje o no motor Diesel e caracteristica importante para o desempenho do combust vel neste tipo de motor medida pelo ndice de cetana O leo Diesel uma mistura de hidrocarbonetos com ponto de ebuli o entre 200 e 360 C obtido por destila o do petr leo por hidrogena o s ntese ou craqueamento catal tico a baixas temperaturas Tem poder calor fico m dio ou calor de combust o de 11 000 Kcal Kg O leo Diesel comum ou comercial utilizado universalmente embora atenda aos requisitos b sicos em termos de caracter sticas f sicas e qu micas requer cuidado quanto ao manejo e utiliza o A gua presente em maior ou menor concentra o o principal contaminante e deve sempre ser removida por centrifuga o ou filtragem especial com decantadores Como os componentes das bombas e bicos injetores s o constru dos com folgas adequadas lubrifica o pelo pr prio leo Diesel a presen a de gua os danifica imediatamente Al m de gua todo leo Diesel tem um certo teor de enxofre que n o pode ser removido do qual resulta ap s a combust o compostos nocivos sa de S o as seguintes as caracter sticas e especifica es para o leo Diesel adequado Eng Jos Claudio Pereira Www joseclaudio eng br P g 35 PROPRIEDADE ESPECIFICA O METODO DE TESTE EM LABORAT RIO
190. uxo de gua industrial temperatura do alternador fus veis principais e secund rios de rede e grupo rel taquim trico controle do motor de partida e bomba d gua do trocador de calor externo Permite configura o e calibra o de medi es pelo operador via teclado Eng Jos Claudio Pereira http www joseclaudio eng br P gina 103 Dosoco O slztafo o oono SDMO COCOGA R kanan m me MICS Process Il E E ERES O controle MICS Process Il standard na linha POWER 2000 e opcional para as outras linhas de produtos SDMO O controle b sico inclui as teclas F1 a F6 esquerda program veis de acordo com as necessidades do cliente O painel de controle constitu do pelas teclas 1 a 13 centro com as fun es 1 Modo Autom tico 2 Modo Manual 3 Modo Fora de Servi o 4 Partida do Motor 5 Parada do Motor 6 Carga de teste 7 Comando para fechamento do disjuntor principal 8 Comando para abertura do disjuntor principal 9 Teste com Carga 10 Silenciar alarme 11 Reposi o reset 12 Teste dos LED s 13 Mostrar eventos no display O teclado num rico seleciona os par metros e as teclas ao lado s o de visualiza o navega o do display O painel anunciador direita tem 12 indicadores luminosos LED s program veis pelo cliente O controle modular permitindo a adi o de duas placas com as fun es conforme a seguir M
191. xa press o barom trica menor ser a pot ncia observada porque piora o enchimento dos cilindros Da mesma forma temperaturas elevadas fazem com que menos massa de ar no mesmo volume seja admitida Por m desej vel um certo aquecimento para proporcionar a vaporiza o do combust vel Em consequ ncia a fim de permitir uma base comum de compara o dos Eng Jos Claudio Pereira WWw joseclaudio eng br P g 18 resultados deve ser aplicado um fator de redu o para transformar os valores correspondentes s condi es da atmosfera padr o CONDI ES ATMOSF RICAS PADR O Segundo a norma NBR 5484 da ABNT Press o barom trica Bp 746 mmHg 150m de altitude aproximadamente Temperatura ambiente Tp 30 C Press o de vapor Hp 10mmHg Press o barom trica de ar Bs 36mmHg seco Densidade absoluta do ar seco Ds 1 129 Kg m FATORES DE REDU O O m todo de redu o recomendado se baseia na premissa de que a rela o ar combust vel o rendimento t rmico indicado a pot ncia de atrito e a efici ncia volum trica n o se alteram com as varia es das condi es atmosf ricas de press o temperatura e umidade ou que esse efeito desprez vel Por m essa suposi o s v lida se a faixa das condi es ambientais for pequena de modo a n o serem afetadas as caracter sticas da combust o do motor A faixa recomendada Press o barom trica 690 a 77 0mmHg Temperatura de admiss o do ar 15 C

MOTORES E GERADORES

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