estratégia de desenvolvimento da plataforma de motores ... · vibração e temperatura ......
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Estratégia de desenvolvimento
da plataforma de motores
elétricos W22
Dia da Inovação na Indústria – IEL/SC – FIESC - Fpolis/SC 18/07/12
Sebastião Lauro Nau
Fábricas e Filiais Do primeiro prédio ao parque instalado total
Argentina
Chile
Colômbia
Venezuela
Peru
México
Estados Unidos
Portugal
Espanha
Itália
França
Áustria
Reino Unido
Alemanha
Bélgica
Holanda
Suécia
Emirado
Rússia
Índia
China
Cingapura
África do Sul
Japão
Austrália
Brasil
Argentina
México
Portugal
China
Índia
África do Sul
EUA
Áustria
Museu WEG (primeira fábrica)
Colaboradores De 3 fundadores
a mais de 24 mil
colaboradores
89%
11% 11% de colaboradores
no exterior
MISSÃO Crescimento Contínuo e
Sustentável, mantendo a
simplicidade
VISÃO Ser referência global em máquinas
elétricas com uma ampla linha de
produtos, provendo soluções
eficientes e completas
Capacidade de Inovação Tecnológica
Parceria com as melhores escolas de engenharia no
Brasil e no mundo
Comitê Científico e Tecnológico para discussão de inovações tecnológicas
na área eletro-eletrônica
INVESTIMENTOS CONSISTENTES EM P&D (R$ Milhões)
Pesquisa & Desenvolvimento Receita Líquida
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2001 2000 2002
18 18 21 30 34
63 73
86 89
2,3%
1,7% 1,5%
2,5%
1,6% 1,8%
2,4% 2,3%
2,0%
82
2009
2,0%
2010
106
2,4%
2011
135
2,6%
Engenheiros:
• Graduados: 712 (58,7%)
• Especialistas: 373 (30,8%)
• Mestres e Doutores: 127 (10,5%)
Total: 1212
Maior eficiência energética (baixo consumo, menor emissão de CO2)
Redução dos níveis de ruído, vibração e temperatura
Redução de peso e tamanho (menor consumo de material)
Redução de custo
Novas aplicações (em função das novas tecnologias)
Inovação Tecnológica
FOCO:
Índice de Inovação - Motores Percentual do Faturamento com produtos lançados nos últimos 5 anos.
47,7% 48,7% 52,2%
49,8%
64,2%
76,0%
83,4%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
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DESAFIOS:
1. Técnico: Desenvolver uma plataforma de motor
elétrico de indução com características de
desempenho e qualidade superiores à plataforma
W21, de menor custo, que servisse de base para cerca
de 150 linhas diferentes de motores.
2. Gestão: Coordenar o desenvolvimento da nova
plataforma W22 para aplicação mundial, envolvendo 7
equipes multifuncionais e multidepartamentais, clientes
e fornecedores no Brasil e no exterior.
Mercado África - 50Hz Mercado USA - 60Hz Mercado Brasil - 60Hz B
ase
Standard Eff IE1
Base High Eff
Base
W22 Plus
High Eff IE2 NEMA Premium W22 Premium
Premium Eff IE3 Super Premium
Derivadas
WMagnet
Derivadas
Dahlander Conjugado Constante
Derivadas
WMagnet JM (selo mecânico)
Dahlander Conjugado Variável JM (selo mecânico) JP (gaxeta)
10 e 12 pólos JP (gaxeta) Dahlander Conjugado Constante
Duplo Enrolamento Conjugado Constante IEEE Dahlander Conjugado Variável
Duplo Enrolamento Conjugado Variável NEMA 50Hz 10 e 12 pólos
Motofreio Lenze Dahlander Conjugado Constante Duplo Enrolamento Conjugado Constante
Smoke 400 Dahlander Conjugado Variável Duplo Enrolamento Conjugado Variável
Smoke 300 10 e 12 pólos Smoke 400
Smoke 200 Duplo Enrolamento Conjugado Constante Ventilação
Ventilação Duplo Enrolamento Conjugado Variável CatD/Oil Well Pump
Cooling Tower Motorredutor Tipo 1
Mercado Europa - 50Hz Oil Well Pump Motofreio Tipo 1
Ba
se
Standard Eff IE1
True-Metric Motofreio Lenze
High Eff IE2 Motofreio Lenze Wwash
Premium Eff IE3 P Base Exn (cert)
Derivadas
Dahlander Conjugado Constante DIP
Dahlander Conjugado Variável Mercado América Latina - 50Hz Exe
10 e 12 pólos
Base Standard Eff IE1
Wmining
Duplo Enrolamento Conjugado Constante High Eff IE2
Duplo Enrolamento Conjugado Variável Premium Eff IE3 Mercado Austrália - 50Hz
Motofreio Lenze
Derivadas
Dahlander Conjugado Constante
Base
Premium Eff
Smoke 400 Dahlander Conjugado Variável TOP Premium Eff
Smoke 300 10 e 12 pólos
Derivadas
Dahlander Conjugado Constante
Smoke 200 Duplo Enrolamento Conjugado Constante Dahlander Conjugado Variável
Ventilação Duplo Enrolamento Conjugado Variável 10 e 12 pólos
Exn (auto) Motofreio Lenze Duplo Enrolamento Conjugado Constante
Exn (cert) Exn (auto) Duplo Enrolamento Conjugado Variável
DIP Exn (cert) Motofreio Lenze
WMagnet DIP Exn (cert)
Exe JM (selo mecânico) DIP
JP (gaxeta) Exe
Total de linhas: 148 CatD/Oil Well Pump Wmining
LINHAS DE MOTORES WEG
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Tendências Globais/Direcionadores do Projeto
1. Redução do consumo de energia, o que implica no
aumento dos níveis de rendimento dos motores elétricos
(legislação/necessidades dos clientes)
2. Redução dos níveis de ruído sonoro e vibração
3. Manutenção mais fácil
4. Redução de Temperatura (Aumento da vida útil)
5. Modularidade e Flexibilidade
6. Redução de Custo
7. Uso com inversores de frequência (velocidade variável)
8. Inovação Tecnológica e Design
15
Metodologia/Abordagem
7 subsistemas: Carcaça, Caixa de ligação, Tampas,
Ventilação, Eixos, Mancais e Projeto Eletromagnético.
Uma equipe para cada subsistema
Coordenador do subsistema e Coordenador Geral
Entrevistas com pessoal técnico-comercial do Brasil e
das filiais do exterior para levantamento das
necessidades de cada mercado
Contratação de empresa especializada em design
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Aspectos inovadores do projeto:
• Nova plataforma de motores elétricos de
indução com níveis de eficiência superiores aos
das normas
• Redução significativa dos níveis de ruído
sonoro emitidos pelos motores
• Novo conceito do sistema de ventilação
• Novo processo de fundição de carcaças de
ferro fundido
• Estratégia de desenvolvimento
20/07/2012
1. Motores de Indução Trifásicos, totalmente fechados,
carcaça de ferro fundido
2. Níveis de Eficiência: IE1, IE2 e IE3 de acordo com a
IEC 60034-30
3. Potências: 0,12 a 500 kW
4. Número de polos: 2, 4, 6, 8, 10 e 12 (incluindo
motores de multi-velocidades)
5. Carcaças: IEC 63 a 355A/B
6. Grau de Proteção: IP55
7. Classe de Isolamento F, elevação de temperatura
da classe B
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DA
PLATAFORMA W22
Dois Olhais Superiores:
Maior rigidez da carcaça
Maior facilidade para içamento
Maior resistência mecânica e
segurança para deslocamento
Nova posição da caixa de ligação:
Redução de temperatura no
enrolamento e nos mancais
Padronização de prensagens
Padronização do comprimento interno
dos cabos
Redução de ruído
Redução de “Hot Spots”
Carcaça
Local para instalação de
Sensor de Vibração a cada 90º
Pés Inteiriços:
Modificação do ponto de divisão do
molde, aumentando a qualidade da
peça fundida
Maior resistência ao impacto
Mais adequado às aplicações com
elevados níveis de vibração
Carcaça
Furos no pé para facilitar suspensão de
motores operando na vertical
Redução do número de pás
Otimização dos diâmetros do cubo
e das pás
Reforço da estrutura do cubo do
ventilador
Redução de Ruído
Aumento da vazão de Ar
Redução de Perdas de ventilação
Maior rigidez da peça
Maior facilidade na Montagem
Ventilação
Versatilidade:
Defletora com preparação para
encoder e chapéu
Conceito Aerodinâmico:
Redução de Ruído
Redução de Perdas Mecânicas
Design da Grade de Entrada de Ar:
Reduzir perdas por recirculação
Redução de Ruído
Maior resistência mecânica
Ventilação
Patente
requerida!
Caixa de Ligação
Maior qualidade de conexão
Facilitar manuseio dos cabos na
Instalação
Maior espaço para instalação de
acessórios
Facilitar Manutenção
Novo sistema de conexão dos
cabos Auxiliares
Aumento médio de volume em 30%
Assento do rolamento
deslocado para lado
externo da tampa
Reduzir temperatura
no mancal
Reforço na
estrutura da tampa
Maior robustez no
Processo e no
Produto
Tampas
Novo Design de aletas
Reduzir temperatura no
mancal
Redução de refugo na
fundição
Tampa Dianteira
Novo design com superfície lisa
Melhor escoamento de ar
Redução de ruído
Tampas
Reforço estrututal para
evitar deformação na
usinagem
Local para saída de graxa
Tampa Traseira
WISE Insulation System®
Permite operação com inversor de frequência.
Projeto elétrico de alto desempenho Novo projeto de estator e rotor.
Solução FluxoWEG Optimal Flux Solution®
Motores W22 IE2 e IE3 alimentados por inversores de
frequência WEG CFW11 podem operar em baixa
rotação com torque constante sem necessidade de
ventilação forçada
Projeto Elétrico
Níveis de Rendimento dos Motores W22
Os motores W22 foram desenvolvidos
para três versões de níveis de
rendimento da norma IEC 60034-30 e
demais normas para cada mercado,
excedendo os níveis estabelecidos
nestas normas
32
64
69
74
79
84
89
94
Nív
el
de
Pre
ss
ão
So
no
ra d
B(A
)
W21 W22
W21 92 79 82 70
W22 79 72 73 66
315 - 2P 315 - 4P 225 - 2P 225 - 4P
-13dB(A) -7dB(A)
-9dB(A) -4dB(A)
Nível de Ruído
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MERCADO
Aumento da competitividade com esta nova plataforma. Ela vem
substituindo a plataforma de produtos W21 que estava no mercado
há dez anos e, em menos de dois anos, já responde por cerca de
55% de todo o faturamento da WEG Motores.
79,25%
96,72% 92,16%
96,86%
20,75%
3,28% 7,84%
3,14%
EUROPA OCEANIA AMÉRICAS ÁFRICA
Substituição W21 por W22 por continente - 2012 w22 w21
Aprendizados
• O sucesso de um projeto depende do apoio da direção
da empresa e do comprometimento e cooperação entre
todos os envolvidos.
• Ferramentas de gestão devem ser adequadas e
alinhadas à cultura e valores da empresa.
• A integração entre todos os envolvidos no projeto foi
fundamental.
• Pesquisa de mercado para avaliar tendências e
necessidades nem sempre é eficaz.
• As técnicas de simulação são essenciais para reduzir o
número de protótipos e, com isso, o tempo de
desenvolvimento do produto.
• Mesmo para um motor elétrico, o design arrojado pode
fazer a diferença.