Projeto de automatização de ponte rolante de Caminhos de Ferro de Mocambique (CFM) - Beira

Projeto de automatização de ponte rolante de Caminhos de Ferro de Mocambique...

Beira, 2017

O autor: Valia Madeira Tambo

Beira, 2015

INTRODUÇÃO4
PROBLEMATIZAÇÃO5
HIPÓTESE5
JUSTIFICATIVAS5
OBJECTIVOS6
OBJECTIVO GERAL6
OBJECTIVOS ESPECIFICOS6
OBJECTO DE ESTUDO7
CAMPO DE ACÇÃO7
METODOLOGIA7
CRONOGRAMA7
CONCLUSÃO8

Índice REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................................... 9

INTRODUÇÃO Durante o estágio que decorre nas Oficinas Gerais da Empresa Caminhos de Ferro de

Moçambique (CFM) – Beira, tive oportunidades de participar em actividades de operação e manutenção das locomotivas e das pontes rolantes existentes na oficina, actividades que consistiam na revisão do sistema de potência e controle de velocidade das pontes, troca das escovas dos motores, resistências retóricas que constantemente se gastava e compromete o trabalho das equipas que responde pelas actividades de manutenção das locomotivas, alocação de bugie, rodados e troca de motores de tração das locomotivas.

A Oficinas Gerais dos CFM – Centro conta com 3 ponte rolante de 5 toneladas de capacidade de carga a içar, estas pontes respondem pelo carregamento e transporte de bugie, motores de tração e alocação de outros equipamentos de media carga. Conta ainda com uma ponte rolante de 100 toneladas para carregamento e alocação das locomotivas toda no caso que ela apresentar rodados desalinhados, verdugos gastos, e outros.

O rápido avanço da eletrônica de potência tem permitido que motores de indução, tradicional solução para acionamentos de velocidade contínua, sejam utilizados com sucesso também em aplicações que exijam variação de velocidade.

Nestes casos, porém, o motor não deve ser alimentado diretamente pela rede (senoidal), mas por meio de um inversor estático de frequência.

A utilização de motores de indução com inversores eletrônicos apresenta grandes vantagens tanto energéticas quanto econômicas, quando comparada com outras soluções existentes para aplicações industriais de velocidade variável. Assim, o crescente número de aplicações com motores de indução operando em regime de velocidade variável - acionados por inversores PWM - exige o bom entendimento do sistema de potência como um todo e das interações que ocorrem entre as partes que o compõem (rede – inversor – motor – carga).

PROBLEMATIZAÇÃO As pontes rolantes das oficinas gerais dos CFM são responsáveis, praticamente, por todos os serviços de transporte de cargas desta área, como, locomotivas, motores de tração e outras cargas. Os acionamentos elétricos de todos os movimentos da ponte, tais como translação da ponte, translação do carro e translação do guincho, são compostos por basicamente motor de indução, sendo a aceleração feita através da variação discreta de resistências conectadas em serie com os enrolamentos do rotor.

Tal facto torna-se causa de problemas graves relativos a manutenção, não só da própria ponte, como também do carro da ponte rolante, rompimento de cabos de sustentação do guincho, quebra de rolos do carro e mesas de rolos, além dos outros.

Outro problema causado por este controle durante a movimentação da ponte está relacionado com constante intervenção para manutenção o que em algum momento compromete a produção da empresa, devido a danos constante nas resistências externas e trocas de escovas elétricas dos motores.

HIPÓTESE Se se substituir o sistema potência e controle de velocidade da ponte pelo uso de inversores de frequências de forma a se obter um controle amplo e continuo da velocidade, será possível garantir o desempenho esperado tanto em termo de operação rápida e eficaz, como da eficiência energética.

O projeto visa apresentar solução e modernizar o sistema de potência e controle de velocidade das pontes rolante de 5 toneladas, visto são as que mais param devido ao sistema de potência e a técnica utilizada para controle de velocidades.

JUSTIFICATIVAS Como estudante de engenharia, estando envolvido nas equipas de manutenção, surge a motivação de apresentar soluções que podem solucionar o problema das pontes, relacionada com o controle de velocidade das pontes, o que ocasiona acelerações e desacelerações bruscas, não facilitando o posicionamento do guincho em relação ao equipamento a ser transportado, prejudicando a empresa no que diz respeito a produção, porque tem havido dias que não se executa nenhuma atividade até que sejam solucionados os problema relacionado com o controle de velocidade das pontes.

Durante o funcionamento das pontes, elas têm mostrado acelerações e desacelerações bruscas, originando falhas no posicionamento do guincho em relação ao peca a transportar, tornando o trabalho inflexível.

O controle de velocidade de motores vem motivando, há década, numerosos trabalhos científicos, existindo portanto, várias estruturas de controle propostas, desde as mais simples como variação discreta de resistências no rotor, quanto as mais sofisticadas, como as que utilizam técnicas de controle vetorial (FITZGERALG, 1988).

O projecto consiste em fazer uma análise da técnica de controle de velocidade aplicados em sistema de transporte de carga das pontes rolante das oficinas gerais dos CFM de modo a selecionar o sistema mais dinâmico com controle amplo e continuo de velocidade.

O desenvolvimento deste projeto pode ser considerado como um desenvolvimento sustentável, uma vez que visa a análise dos custos de implementação das estratégias que apresentam melhores resultados, procurando determinar a melhor técnica de acionamento para a solução dos problemas apresentados pelo sistema de controle de velocidade da ponte.

OBJECTIVO GERAL Propor uma modernização no sistema de controle de velocidade da Ponte rolante das

Oficinas Gerais dos Caminhos de Ferro de Moçambique (CFM) - Beira.

OBJECTIVOS ESPECIFICOS Revisar as literaturas sobre ponte rolante, motores e sistemas de controle de velocidade;

Descrever o sistema de acionamento da ponte e a estratégia de acionamento dos motores aplicados a sistemas de transporte cargas;

Estudar a eficiência energética da estratégia de acionamento dos motores aplicados para movimentação de cargas;

Propor a estratégia de controle de velocidade por variação da frequência da tensão de alimentação e especificar o inversor de frequência;

Desenvolver um sistema supervisório que permita o controle do inversor de frequência por meio do uso de um controlador logico programável (CLP);

Analisar o custo operacional e de implementação da estratégia de controle proposto.

Sistema de carregamento e controle de velocidade da Ponte rolante das oficinas Gerais da Empresa Caminhos de Ferro de Mocambique (CFM) - Beira

Oficinas Gerais da Empresa Caminhos de Ferro de Mocambique (CFM) -Beira METODOLOGIA

bibliográficas

A classificação da pesquisa realizada no presente trabalho, que procura explorar técnicas mais eficazes e tecnológicas de controle de velocidade, tem natureza aplicada, pois pretende-se descrever uma ferramenta para aplicação prática, comum do dia-a-dia no processo de carregamento e transporte de carga nas Oficinas Gerais do CFM - Beira e voltada a problemas específicos. Devido ao facto de objectivar apurar a eficácia no sistema de controle de velocidade da ponte, a pesquisa será qualitativa. Em relação aos objectivos, ela é predominantemente descritiva. Quanto aos procedimentos técnicos ela se utiliza de pesquisas

I. Método teórico de Análise – Síntese

O método de análise-síntese consiste nos seguintes passos (CERVO, 2006): Observação do fenómeno, seus factos, comportamento das partes e componentes; Decomposição do comportamento e características de cada um dos elementos; Classificação das partes seguindo-se a análise do fenómeno como um todo; Conclusão sobre os resultados obtidos para dar uma explicação do fenómeno observado. CRONOGRAMA

Etapa Mês

Pesquisa Bibliográfica
Elaboração do Trabalho
Revisão do Trabalho
Análise de Dados

Preparação Apresentação

CONCLUSÃO As estratégias de controle de velocidade de motores de indução aplicados em sistemas de carregamento das pontes rolantes baseadas no princípio da variação da frequência da tensão de alimentação do estator se apresentam como as mais indicadas para tarefa, proporcionando boa resposta dinâmica, eficiência energética além de significativa redução dos gastos com manutenção.

O custo relativo a técnica de controle é baixa em sistemas de grande potência, sendo mais significativo as perdas e custo do conversor. A utilização de inversores de frequências reversíveis em corrente permite a redução do custo das perdas.

CERVO, A. L. Metodologia científica. 5. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2002.

FITZGERALG, A. E., JR, C. K., KUSKO, A. Maquinas Elétricas. McGraw-Hill do Brasil, 1995.

Zambeze, Beira, 2012;

GUIÃO PARA APRESENTAÇÃO DE TRABALHOS CIENTÍFICOS, Universidade

SILVA, S. R., Sistemas Elétricos de Alto Desempenho a Velocidade Variável: Estratégia de Controle e Aplicações, Tese para Concurso de Professor Titular do Departamento de Engenharia Elétrica da UFMG, Belo Horizonte, outubro 1994, CPDEE – UFMG.

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