4.4 Chaves de partidas eletrônicas
4.4.2 Soft-starter
São chaves de partida estáticas que asseguram uma aceleração e desacele- ração progressiva, executando assim uma partida com o aumento gradativo da tensão, possibilitando uma partida sem golpes, minimizando o pico elevado de corrente. Isso é obtido por meio de um circuito que é composto por tiristores1 em
antiparalelo, montados dois a dois em cada uma das fases do circuito trifásico. A figura a seguir apresenta um dos modelos desoft-starter encontrado no mercado.
Figura 33 - Soft-starter Fonte: Do autor (2014)
PROTEÇÃO E COMANDOS 48
O aumento gradativo da tensão permite que se tenha um controle na rampa de aceleração, trazendo grandes benefícios para o motor, entre eles podemos citar os mais importantes:
•controle das características de funcionamento durante o período de partida
e parada do motor;
•proteção térmica do motor e dasoft-starter ;
•proteção mecânica do equipamento a ser movimentado por redução dos
golpes.
Além disso, apresenta a vantagem de não possuir partes móveis ou que gerem arco elétrico, como nas chaves eletromecânicas.
O funcionamento da soft-starter está baseado na utilização de uma ponte ti-
ristorizada numa configuração antiparalelo. Este controle é executado por uma placa eletrônica que tem a finalidade de ajustar a tensão de saída, cujo valor é obtido conforme a programação feita pelo usuário.
M 3~ 3 REDE PF ~ U R TC TC S T V W + - + - CARTÃO ELETRÔNICO DE CONTROLE CCS . ENTRADA ANALÓGICA SAÍDA ANALÓGICA SAÍDAS A RELÉ RL.RL.RL ENTRADAS DIGITAIS
Figura 34 - Diagrama de blocos simplificados Fonte: Franchi (2008)
A figura anterior mostra a tensão da rede sendo controlada por meio de um circuito de potência, que é formado por SCRs. Quando se varia o ângulo de dis- paro dos SCRs, há também a variação do valor da tensão eficaz que é aplicada no motor.
2TIRISTORES:
Componente eletrônico de três terminais que quando recebe um sinal em um dos terminais (gatilho) polariza a junção efetuando o chaveamento do circuito.
4 CHAVES DE PARTIDA 49
A seguir você irá conhecer algumas das funções encontradas nasoft-starter :
I Rampa de tensão na aceleração: função responsável por realizar o aumento gradativo e contínuo da tensão eficaz, até que se atinja o valor da tensão inicial de partida adequada. Quando a tensão de partida é ajustada num valor (Up), e em um tempo de partida (Tp), a tensão aumenta a um valor (Up) até atingir a tensão nominal da rede, em um intervalo de tempo, o que possibilita que o motor parta suavemente.
Tensão
Rampa de subida da tensão UNom
Up
Tempo Tp
Figura 35 - Rampa de tensão na aceleração Fonte: Adaptado de Weg (2007a)
II Rampa de tensão na desaceleração: o motor pode ter sua parada realizada de duas formas: por inércia ou uma parada controlada. Na parada executada por inércia, asoft-starter leva a tensão de saída imediatamente a zero, forçando o mo-
tor a ir perdendo velocidade gradativamente. O tempo de parada é relacionado à energia cinética da carga que está sendo movimentada. Já na parada controlada,
asoft-starter reduz gradualmente o valor da tensão até um valor mínimo predefi-
nido, permitindo assim uma parada suave do motor.
Tensão
UNom
Up
Tempo Td
Figura 36 - Curva de tensão na desaceleração Fonte: Adaptado de Weg (2007a)
III Limitação de corrente: esta função limita a corrente ao valor necessário para que seja vencida a inércia da carga, possibilitando a aceleração da mesma.
PROTEÇÃO E COMANDOS 50
Esse recurso garante um acionamento suave e permite também que quando os sistemas de proteção atuarem não prejudiquem o restante da instalação.
Limitação Tempo
Corrente Tensão I lim
Up
Figura 37 - Limitação de corrente Fonte: Adaptado de Weg (2007a)
Asoft-starter garante ao motor toda a proteção necessária, e quando uma das
proteções atua uma mensagem é enviada, permitindo ao usuário visualizar na IHM a falha ocorrida. A seguir serão apresentados os principais tipos de proteções:
I Sobrecorrente imediata na saída: máximo valor de corrente que a soft-star- ter permite que seja conduzida para o motor por período de tempo pré-ajustado.
II Subcorrente imediata: mínimo valor de corrente que a soft-starter permite
que seja conduzida para o motor num período de tempo pré-ajustado.
Além das proteções citadas anteriormente, asoft-starter pode apresentar mui-
tos outros parâmetros de proteções, como por exemplo, sequência de fase in- vertida, falta de fase na rede e no motor e sobretemperatura nos tiristores; esses parâmetros podem ser encontrados apenas em alguns modelos, dependendo do fabricante.
III Economia de energia: esta função é aplicada em situações em que o motor está trabalhando com carga reduzida, em vazio, por um longo período de tempo. Quando isso acontece, a tensão nos terminais é reduzida e, consequentemente, reduz-se a corrente e as perdas no entreferro. Como o conjugado do motor é proporcional ao quadrado da tensão aplicada, com a redução da tensão ocorre a redução do conjugado. É importante ressaltar que esta função não oferece van- tagem em situações em que o motor opere com carga reduzida por um pequeno intervalo de tempo.
4 CHAVES DE PARTIDA 51
RECAPITULANDO
Neste último capítulo você conheceu os métodos de partidas efetuados em motores e principalmente em que condições cada uma delas pode ser aplicada. Além disso, você conheceu o funcionamento e a aplicação de outro método utilizado para dar partida em um motor, que são as cha- ves de partidas eletrônicas, bem como os parâmetros mais utilizados em inversores e soft-starters. Parabéns! Você acaba de concluir os estudos
desta unidade curricular, agora está preparado para a próxima unidade que abordará a manutenção desses dispositivos. Bons estudos!
REFERÊNCIAS
BISONI, Paulo Roberto.Instalações elétricas em baixa tensão industrial: Florianópolis: SENAI/SC, 2010.
FRANCHI, Claiton Moro.Acionamentos Elétricos. 4. ed. São Paulo: Érica, 2008.
SENAI (2010)SIEMENS.Dispositivos de Baixa Tensão. Disponível em: <http://www.industry. siemens.com.br/automation/br/pt/dispositivos-baixa-tensao/Pages/dispositivos-baixa-tensao. aspx>. Acesso em: 11 set. 2014.
VAZ, Frederico Samuel de Oliveira.Manutenção elétrica. SENAI/SC, 2010. 134 p.
WEG.Catálogo de Disjuntores em Caixa Moldada. Jaraguá do Sul - SC: WEG, [200-]l.
WEG.Catálogo de fusíveis. Jaraguá do Sul - SC: WEG, [200-]g.
WEG.Catálogo de Mini Disjuntores. Jaraguá do Sul - SC: WEG, [200-]j.
WEG.Catálogo de Relés de Proteção e Temporizadores WEG. Jaraguá do Sul: WEG, 1999.
WEG.Catálogo de temporizadores. Jaraguá do Sul - SC: WEG, [200-]i.
WEG.Manual de Comando e Proteção: módulo 1 (APRESENTAÇÃO EM PPT). Jaraguá do Sul: WEG,
[200-]k.
WEG.Manual de Comando e Proteção: módulo 1. Jaraguá do Sul: WEG, [200-]c. 314 p.
WEG.Manual de Contatores. Jaraguá do Sul - SC: WEG, [200-]h.
WEG.Manual de Geração de energia: módulo 4. Jaraguá do Sul: WEG, [200-]b. p.314.
WEG.Motores Elétricos. Jaraguá do Sul: WEG (A3,G3).
YASKAWA.Inversores de frequência de baixa tensão. Disponível em: <http://catalogo.yaskawa. com.br/category/inversores-de-frequencia-baixa-tensao>. Acesso em: 11 set. 2014.
______.Disjuntor monofásico. Disponível em: <http://satech.com.br/disjuntores/disjuntor- interior/>. Acesso em: 23 set. 2014.
______.Disjuntor motor. Disponível em: <https://www.webeletrica.com.br/index.php?src=view/ detalheProduto&cdprd=MTE3>. Acesso em: 23 set. 2014.
______.Elementos de um contator. Disponível em: <http://ge.bpsinternet.com.br/produtos/reles- contatores/cl/>. Acesso em: 23 set. 2014.
______.Fusível Diazed. Disponível em: <http://www.luxtil.com.br/images/FUSIVEL_DIAZED_16A_ RETARDADO_500V__.jpg?osCsid=64ff7a296d1549a7917f959d6fe089d7>. Acesso em: 23 set. 2014. ______.Fusível NH. Disponível em: <http://www.intereng.com.br/media/imagens/upload/
familia/678/fusivelbaixatensao_tipo-nh_jpg_600x400_q100.jpg>. Acesso em: 23 set. 2014. ______.Inversor de frequência. Disponível em: <http://www.capacitech.com.br/SA/images/ upload/fb530577dec5e126c6322f72fa3dafc9.jpg>. Acesso em: 23 set. 2014
______.Lâmina bimetálica. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/ Rel%C3%A9_t%C3%A9rmico>. Acesso em: 23 set. 2014.
______.Relés auxiliares. Disponível em: <http://www.findernet.com/ro/node/42994>. Acesso em: 23 set. 2014..
MINICURRÍCULO DO AUTOR
Celso de Oliveira Araujo é técnico em eletrotécnica pela instituição CEDUP de Joinville, e téc- nico em Eletrônica, na mesma instituição. Graduado em Tecnólogo em Manutenção Industrial pela instituição Sociedade Educacional de Santa Catarina (Sociesc). Atua na área de manutenção elétrica há 16 anos, atualmente em uma empresa multinacional. Atua desde 2013 no SENAI SC na unidade de Joinville, na qual ministra aulas para o curso técnico em Eletromecânica.
ÍNDICE
A Aceleração 42, 43, 46, 47, 48, 49 B Botoeiras 18, 19, 20, 33 C Comandos elétricos 31, 32, 33 Contatores 11, 13, 14, 15, 29 D Desaceleração 46, 47, 49 Disjuntores 23, 24, 28, 35 F Fusíveis 24, 25, 26, 27, 28, 30, 35 I Inversor 9, 37, 42, 43, 44, 45, 46, 51 L Lâminas 27, 28 M Motores elétricos 35, 37 P Parâmetros 45, 46, 50, 51 R Relé 15, 16, 17, 19, 28, 29, 30, 31, 32, 34, 35, 40, 47 Relés auxiliares 15, 16 Relés de tempo 16 S Soft-starter 9, 37, 47, 48, 49, 50, 51DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA � DIRET
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SENAI � DEPARTAMENTO NACIONAL
Unidade de Educação Profissional e Tecnológica - UNIEP
Felipe Esteves Pinto Morgado
Gerente Executivo de Educação Profissional e Tecnológica
Nina Rosa Silva Aguiar
Gerente de Educação Profissional e Tecnológica
Sinara Sant’Anna Celistre
Gestora do Programa SENAI de Capacitação Docente
Nathália Falcão Mendes
Analista de Desenvolvimento Industrial
SENAI � DEPARTAMENTO REGIONAL DE SANTA CATARINA
Selma Kovalski
Coordenação do Desenvolvimento dos Livros no Departamento Regional
Raphael da Silveira Geremias
Gerência de Educação no SENAI em Joinville
Carla Micheline Israel
Coordenação do Projeto
Michele Antunes Corrêa
Coordenação Técnica de Desenvolvimento de Recursos Didáticos
Celso de Oliveira Araujo
Elaboração
Carlos Eduardo Carvalho Celso Picolli Filho
Revisão Técnica
Daniela Viviani
Design Educacional
Tatiane Hardt
Ilustrações e Tratamento de Imagens Diagramação