Natal Pasqualetti Neto*

 

Com o passar do tempo, foram ocorrendo mudanças no acionamento principal das prensas mecânicas para estampagem. Abaixo segue um resumo da história.

 

 

 

 

Primeiro vamos entender o funcionamento do acionamento principal:

 

• O motor elétrico, através de correia, gira o volante até alcançar a velocidade de trabalho;

• O volante em movimento armazena energia;

• Ao engatar a prensa, o martelo desce e estampa a peça próximo do PMI (Ponto Morto Inferior), e a velocidade é reduzida em, no máximo, 20%;

• Durante o tempo morto de subida e descida, o motor repõe a energia perdida.

 

 

Conforme o exposto acima, observem que, na partida, o motor requer um certo tempo para atingir a velocidade de trabalho devido à grande massa do volante, e que a cada golpe da máquina o motor sofre um escorregamento de até 20%. Este tempo de partida e o escorregamento que está sujeito a cada golpe da prensa, requer um projeto de circuito adequado para suportar estas condições.

 

No princípio, as prensas utilizavam um motor de indução trifásico CA (corrente alternada). 

 

 

 

O motor de corrente alternada trifásico é o mais utilizado na indústria, devido à sua simplicidade e pelo fato de não causar problemas. Basicamente, ele é composto de um estator (parte fixa) e um rotor (parte girante), o qual é apoiado em rolamentos. A partir de uma corrente elétrica, é gerado um campo magnético que faz o rotor girar sem qualquer contato com o estator.

 

A velocidade do motor depende do número de polos (característica construtiva) e da frequência da rede elétrica, que no Brasil é 60 Hz.

 

 

ns = Velocidade síncrona

f = Frequência [Hz]

p = Número de pólos do motor

 

O problema se deve ao fato de a velocidade ser fixa. Em uma prensa são instaladas ferramentas com características diferentes, que podem permitir uma produção maior que a outra. Devido à velocidade do motor ser fixa, isso limitava a produção.

 

Com o avanço tecnológico, passou a ser padrão o uso de motor de corrente contínua (CC) e conversor de frequência para fazer o controle da velocidade, e assim adequar a produção às características da ferramenta.

 

O conversor de frequência é um aparelho elétrico que converte a tensão em CA para uma tensão em CC.

 

O motor de corrente contínua requer alimentação da parte girante e, portanto, ele possui escovas.

 

 

O motor de corrente contínua contribuiu para o aumento da produção, porém, o custo relacionado a este equipamento, à época, era muito alto e trouxe muita dor de cabeça para o pessoal da manutenção. Era necessário fazer regularmente a limpeza e troca das escovas, e era necessária uma mão de obra qualificada no que tange à manutenção do sistema de partida e controle de velocidade com conversor de frequência.

 

Uma outra inovação que o motor de corrente contínua trouxe está relacionada à sua parada, em que ele, ao parar o volante, se tornava um gerador, podendo regenerar a corrente através da sua linha de alimentação.

 

Com o passar do tempo e o contínuo desenvolvimento tecnológico, foi desenvolvido o transistor IGBT, o qual permitiu o desenvolvimento de inversores de frequência para motores de alta potência.

 

Basicamente, o inversor de frequência pega a tensão em CA da rede (60 Hz, no Brasil) e a transforma em CC, e em seguida modula a CA com a frequência desejada. Lembrando que a velocidade de um motor de indução trifásico depende da frequência.

 

 

A partir do uso de inversor de frequência foi possível retornar com o uso de motores de indução trifásicos de CA, e isso foi um grande alívio para o pessoal da manutenção de prensas mecânicas.

 

No início o custo era muito alto, maior do que o de um motor CC com conversor. Mas, com o passar do tempo, o inversor de frequência dominou o mercado, seu custo ficou mais acessível e, atualmente, praticamente todas as prensas mecânicas utilizam este sistema.

 

Uma dica que deixo diz respeito à importância de as estamparias terem linhas de alimentação de 380 ou 440 VCA (Volts em Corrente Alternada). Não só as prensas, mas a maioria das máquinas industriais utilizam o inversor de frequência e, hoje em dia, este equipamento requer uma alta tensão na linha no caso de máquinas de grande porte.

 

 

 

 

 

*Pasqualetti Neto é engenheiro mecânico pós-graduado em Automação Industrial pelo Centro Universitário FEI (São Bernardo do Campo, SP). Sócio Proprietário da NATAL Treinamento e Consultoria – www.natal.eng.br.

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