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Troca de motor e inversor de frequência

Informe o motor, a classe de rendimento, o tipo de controle e o perfil de vazão para comparar troca de motor, inversor ou os dois, com consumo, economia e retorno do investimento.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Pré-dimensionamento
Motor e carga
Troca do motor
Controle de vazão

Altura estática ÷ altura total na vazão plena. Ventiladores e circuitos fechados ficam perto de 0%; elevação de água para reservatório pode passar de 60%.

Perfil de vazão ao longo do ano

Investimento
Análise econômica
—Economia anual de energia
—

Potência elétrica em cada vazão

Comparação entre a situação atual, só o motor novo, só o inversor e os dois juntos.

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Custo anual de energia por cenário

Quanto cada alternativa gasta por ano e quanto economiza em relação à situação atual.

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Rendimento do motor por carga

Curvas estimadas do motor atual e do novo; os pontos mostram onde cada um opera.

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Retorno do projeto

Fluxo de caixa da melhoria: investimento no ano 0 e economia anual corrigida pelo aumento informado, descontada pela TMA.

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O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Potência no eixo na vazão plena: P0 = Pnom · fator de carga
Rendimento por carga: η(λ) = λ ÷ (λ + Lp · (0,35 + 0,65 · λ²)), com Lp = 1/ηnom − 1
Estrangulamento (bomba): P/P0 = (1,25 − 0,25 · q²) ÷ (2 − q); damper (ventilador): P/P0 = 0,5 + 0,5 · q
Inversor: P/P0 = q · (hs + (1 − hs) · q²), dividido pelo rendimento do inversor (97%)
Energia anual: E = Σ Pel,i · ti · horas; economia = (Eatual − Eproposta) · tarifa

Hipóteses e limites

  • Rendimentos nominais da NEMA MG 1 (60 Hz, 4 polos, totalmente fechado), equivalentes aos níveis IR2/IR3 da Portaria 1/2017. IE1 estimado com 25% mais perdas que IE2 e IE4 com 20% menos perdas que IE3.
  • Divisão de perdas 35% fixas e 65% variáveis com a carga, típica de motores de indução de 4 polos.
  • Curvas de estrangulamento e damper são médias típicas (DOE / Hydraulic Institute); a curva real depende da bomba ou ventilador. O inversor considera rendimento constante de 97%.
  • Não inclui economia de demanda, fator de potência, harmônicos nem manutenção.

Normas e documentos técnicos

  • IEC 60034-30-1:2014: Efficiency classes of line operated AC motors (IE code)
  • NEMA MG 1-2021, Tables 12-11 and 12-12: nominal full-load efficiencies
  • ABNT NBR 17094-1: Máquinas elétricas girantes — Motores de indução trifásicos
  • IEC 61800-9-2:2017: Energy efficiency indicators for power drive systems (IES classes)
  • US DOE, Motor Systems Tip Sheets #3 and #11; Hydraulic Institute / Europump, Variable Speed Pumping: A Guide to Successful Applications

Legislação e regulamentos no Brasil

  • Lei nº 10.295/2001 (Lei de Eficiência Energética) e Decreto nº 9.864/2019
  • Portaria Interministerial MME/MCTIC/MDIC nº 1/2017: rendimento mínimo IR3 para motores trifásicos fabricados ou vendidos no Brasil
  • NR-10: segurança em instalações e serviços em eletricidade; NR-12: proteção de partes móveis

Perguntas frequentes

Vale a pena trocar um motor que ainda funciona?

Depende das horas de uso e da diferença de rendimento. Motores com muitas horas por ano, antigos ou rebobinados várias vezes costumam se pagar em 2 a 4 anos. Com poucas horas, a troca compensa mais quando o motor queimar.

Quanto um inversor economiza?

Em bombas e ventiladores com vazão variável e pouca altura estática, a potência cai aproximadamente com o cubo da vazão. Rodar a 80% da vazão pede cerca de metade da potência. Com o perfil padrão desta página, a economia passa de 30%.

Motor IE1 ainda pode ser vendido no Brasil?

Não. Desde a Portaria Interministerial nº 1/2017, os motores trifásicos de indução comercializados no Brasil precisam atender ao nível IR3, equivalente ao IE3.