2. Eficiência de motores elétricos

Os motores elétricos foram projetados para trabalharem dentro de uma faixa de eficiência. O rendimento é informado na placa que está fixada ao motor, em catálogos ou nos datasheets disponibilizados pelos fabricantes. Quanto mais próximo de 1 (ou 100%), maior a eficiência do motor.

A figura a seguir apresenta o exemplo de uma placa, com destaque para o valor de rendimento.

Figura 1 - Exemplo de placa de identificação, com destaque para o valor de rendimento

Fonte: elaboração própria

Com o passar dos anos e com a evolução da tecnologia, a formas de construção dos motores e os materiais utilizados se modificaram, de forma que motores de modelos mais novos apresentam maiores rendimentos do que os mais antigos, consumindo menos energia para executar a mesma tarefa.

O rendimento é dado pela relação entre a potência mecânica exigida e a potência elétrica fornecida ao eixo do motor.  E a potência mecânica (ou no eixo) acrescida de perdas fornece a potência de entrada. Assim para uma mesma carga, quanto maiores as perdas, menor é o rendimento. As perdas totais (PT) de um motor elétrico são dadas pela soma de várias perdas, como: as perdas nos condutores do enrolamento do estator e do rotor; as perdas no entreferro que armazenam os enrolamentos devido a correntes parasitas que circulam no material; as perdas por atrito, causadas pela fricção nas partes móveis do motor; as perdas pelos ventiladores acoplados ao eixo, que absorvem energia e também geram perdas, e; várias outras pequenas perdas que podem existir em outros pontos do motor.

Dessa forma, o rendimento de um motor depende de outros fatores que influenciam seu consumo de energia, como o dimensionamento de sua carga. Se subdimensionada, ou seja, com uma carga muito abaixo do que o motor pode aguentar, o seu motor pode apresentar baixa eficiência, consumindo mais energia do que necessário. Se superdimensionada, ou com excesso de carga, há grande possibilidade de sobreaquecimento e diminuição da vida útil do motor, de forma que a eficiência também é prejudicada. Outro fator importante é a ventilação do motor; a obstrução do sistema de refrigeração leva a um aquecimento desnecessário e maiores perdas. Mais detalhes sobre o dimensionamento do motor no item “Como a carga mal dimensionada pode interferir na eficiência do meu motor”.

Com isso, um serviço de reparo mal executado, com a utilização inadequada da talhadeira, ou troca dos enrolamentos por outros de material diferente, e até mesmo a utilização de peças não originais ou de dimensões diferentes das originais, aumentam as perdas e reduzem a eficiência do motor, e por consequência, aumentam o consumo de energia elétrica e a má utilização desta energia.

As práticas apresentadas na Norma ABNT NBR 16.929/2021 buscam evitar que a eficiência do motor seja reduzida após o recondicionamento.  Qualquer empresa que preste o serviço de recondicionamento com um controle de qualidade adequado, utilizando materiais originais ou de primeira linha e executando seus serviços de acordo com a Norma, pode manter ou aumentar a eficiência da máquina, sempre dentro da faixa definida pelo fabricante.   É por isso que se deve buscar empresas confiáveis e credenciadas para realizar o recondicionamento.  Este guia propõe ajudar o usuário na escolha de uma empresa que realize um serviço apropriado.

Vários diagnósticos apontam que boa parte dos motores elétricos no Brasil é mal dimensionada e opera fora da faixa de potência que a carga necessita, ou seja, fora da potência de operação que fornece a melhor eficiência de consumo de energia.

Portanto, para não ter prejuízo, antes de comprar um motor, certifique-se que a carga a que este equipamento estará submetido é condizente com sua potência, para que o motor trabalhe em sua máxima eficiência.

Todos os motores são construídos para terem seu maior desempenho quando estão carregados de 75% a 100% da sua potência nominal (apresentada na placa do motor, em kW). Quando há carregamentos muito abaixo ou muito acima desses valores, a queda no rendimento do motor costuma ser significativa, ocasionando em desperdício de energia, conforme apresentado no exemplo a seguir.

Figura 2 - Exemplo de uma curva de rendimento de um motor elétrico
Fonte: Cartilha de Orientação para o Usuário de Motores Recondicionados [1]

É comum encontrar bombas, compressores e ventiladores trabalhando em baixa carga, muitas vezes isto se dá por um projeto considerando condições máximas que não acontecem, ou aumento de produção que não ocorreu, trocas inadequadas, entre outras. Na aba de links úteis, podem se encontrar indicações de programas computacionais que ajudam a verificar o dimensionamento correto dos motores como o BD-MOTOR do Centro de pesquisas de Energia Elétrica e os de alguns fabricantes nacionais.

[1] Souza, R. C. Cartilha de Orientação para o Usuário de Motores Recondicionados. Rio de Janeiro, 2019.