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Título
ANÁLISE DO AUMENTO DA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NO PROCESSO DE INJEÇÃO DE PLÁSTICO POR MEIO DE UM CONTROLE ADAPTATIVO DA UNIDADE HIDRÁULICA
Orientador
Prof. Dr. André Luis Helleno
Autor
Ariovaldo Ghirardello
Palavra chave
Eficiência energética; Injeção de plástico; Injetoras; Controle adaptativo.
Grupo CNPQ
Programa
MS - ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (PPGEP)
Área
ENGENHARIAS
Data da defesa
29/02/2016
Nº Downloads
897
Resumo
A energia é indispensável para a vida humana e com seu consumo crescente, se torna vital o aumento da eficiência energética dos processos de produção. Dessa forma, a eficiência energética se torna importante tanto na perspectiva econômica quanto na perspectiva de sustentabilidade. O setor de injeção de peças plásticas além de contribuir com o crescimento dos mercados de consumo é um grande empregador e também consumidor de energia, em especial de energia elétrica. A maioria das máquinas de moldagem por injeção utiliza sistemas hidráulicos para realizar o trabalho necessário ao processo e sua unidade de bombeamento pode ser responsável por até 50% do consumo total de energia elétrica da planta e de 83% do consumo da máquina. Requisitos de fluxo e pressão do sistema hidráulico variam ao longo do ciclo e, em muitos casos, o excesso de fluido que não é exigido pelo processo retorna ao reservatório, com desperdício de energia no motor e a produção de carga térmica adicional no sistema de refrigeração. Controles adaptativos de velocidade variável podem ser usados para otimizar a quantidade de fluido a ser bombeado e, assim, reduzir o desperdício de energia. Este trabalho apresenta um estudo em uma máquina injetora de acionamento hidráulico com bomba de deslocamento variável, em que foi realizada uma análise do consumo energético em cada etapa do ciclo de injeção, antes e após a instalação de um controle adaptativo de velocidade no motor da bomba da unidade hidráulica da máquina. Foi proposto e implementado um sistema de controle automático de velocidade, vazão e pressão e foram analisadas a economia de energia elétrica teórica e real, que podem ser obtidas com este sistema, além da melhoria da eficiência energética da máquina.
Abstract
Energy is indispensable for human life and with its increasing consumption, increasing energy efficiency of production processes is vital. Thus, energy efficiency becomes important, both in the economic perspective as in the sustainability perspective. The plastic parts injection sector in addition to contributing the increase of consumer markets is a major employer and also consumer of energy, especially electricity. Most injection molding machines use hydraulic system to perform the required work to the process and its pumping unit may be responsible for 50% of total consumption of the plant and 83% of the machine's consumption. Flow and pressure requirements of the hydraulic system varies throughout the cycle, and in many cases, excess fluid that is not required by the process returns to tank, with energy loss in the engine and increase of additional thermal load on the cooling system. Adaptive controls with variable speed drives can be used to optimize the amount of fluid to be pumped and thus decrease the waste of energy. This research presents a study on a hydraulically actuated injection machine with variable displacement pump, in which an energy consumption analysis was performed at each stage of the injection cycle, before and after the installation of a speed adaptive control on the pump motor of the hydraulic unit of the machine. A system of automatic speed, flow and pressure control was proposed and implemented and the theoretical and real electrical energy savings that can be obtained with this system were analyzed, as well as the improvement of the machine's energy efficiency.
