Prof. Me. Fábio Cruz
Sumário
1.Objetivos
2.
Partida de motores elétricos
3.Tipos de circuitos
4.
Tipos de dispositivos
5.Métodos de partida
1. Conhecer os equipamentos e dispositivos
utilizados em acionamento de MIT’s tipo
gaiola de esquilo.
2.
Entender os principais método de partida
dos MITs.
O conjugado do motor varia de maneira proporcional ao quadrado da tensão.
Corrente cresce linearmente com a tensão.
É possível controlar a corrente de partida por meio do controle da tensão aplicada aos terminais do motor.
Nestes dispositivos ficam todos os componentes necessários ao comando e proteção de um motor elétrico.
Desses dispositivos, distinguem-se três tipos de circuito: Circuito de comando: comanda a operação de fechamento e
abertura.
Circuito principal ou de força: é responsável pela alimentação do motor, ou seja, ele é responsável pela conexão dos terminais/fios do motor a rede elétrica.
Circuito auxiliar: usado em funções como sinalização e intertravamento.
Classificação dos dispositivos elétricos utilizados em
baixa tensão (V
linha< 1000V).
Circuito de potência:
◦
Seccionamento
◦
Proteção contra curto circuitos e sobrecargas
◦
Comutação
1.SECCIONAMENTO: isolar eletricamente uma instalação
(circuito de potência e de comando) da rede que a alimenta. Seccionador: constituído basicamente por um bloco de contatos e por um dispositivo de comando frontal ou lateral. - Fechamento e abertura comandadas manualmente. - Não deve ser manobrada com carga (regra geral).
Seccionadoras Rotativas RIW- WEG
• Operação sob carga • Manopla 1. SECCIONAMENTO Seccionador
Seccionadoras saca-fusíveis
FSW – WEG
• Operação sob carga. • Fusíveis do tipo NH.
• Equipadas com câmara de extinção de arco. Seccionadoras Rotativas RFW – WEG
- Seu acionamento é rotativo por meio de manopla.
Obs.: Nos exemplos acima os dispositivos possuem as funções de seccionamento e proteção.
2. PROTEÇÃO: Evitar que incidentes como sobretensão,
falta de fases, curto-circuitos, entre outros causem avarias nos componentes.
2.1. FUSÍVEIS: protegem as linhas alimentadoras, dispositivos de comando e equipamentos contra curto-circuitos. Operação baseada em elemento fusível que abre o circuito, interrompendo-o na ocorrência de uma falha.
SÍMBOLO
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS – FUNCIONAMENTO Curva Tempo x Corrente
Tempo médio de fusão do elementos fusíveis na temperatura ambiente (tempo de pré-arco), em relação à corrente rms presumida Ip.
Fusíveis gL/gG DII e DIII
2.
PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS – CONSTRUÇÃO
Dotado de um elemento metálico com seção reduzida na sua parte média. Normalmente colocado no interior de um corpo de porcelana hermeticamente
fechado.
Contém areia de quartzo no interior que funciona como elemento extintor.
Fonte: http://www.otimizacaoparabuscadores.com/wp-content/uploads/2014/12/aumentar-views.png 2. PROTEÇÃO 2.1. FUSÍVEIS Fusível NH: - Uso industrial - Corrente normalizada de 4 a 1250 A. - Capacidade de ruptura de 120 kA. - Tensão máxima de 500 V.
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS - NH PROTEÇÃO 2.1. FUSÍVEIS
– Utilizado em residências e indústrias. - Correntes nominais de 2 a 100 A. - Capacidade de ruptura de 50kA. - Tensão máxima de 500 V. FUSÍVEL DIAZED / Diametral
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS - Diazed
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS - Principais características
◦Os fusíveis devem ser especificados por (segundo IEC): Faixa de interrupção e categoria de utilização
◦Faixa de interrupção (letra minúscula)
a (fusível de faixa parcial): fusíveis que são capazes de desligar a partir de determinado múltiplo da corrente nominal até a corrente nominal de desligamento.
Não possuem proteção contra sobrecarga.
g (fusíveis faixa completa): capazes de operar a partir do menor valor de sobrecorrente até a corrente nominal de desligamento.
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS - Principais características
◦Categoria de utilização:
L-G: cabos e linhas / proteção geral M: equipamentos eletromecânicos R : semicondutores
B: instalações em condições pesadas (minas)
Nas instalações BT os tipos mais comuns são gL-gG, aM e aR
(ultrarrápidos)
Os fusíveis diazed e NH são dotados de
características de limitação de corrente
2. PROTEÇÃO
2.1. FUSÍVEIS - Especificação sumária
Corrente nominal: aquela que percorre o fusível por tempo indefinido sem que este apresente um aquecimento excessivo.
Tensão nominal: tensão máxima de exercício do circuito. Capacidade de interrupção: valor máximo eficaz da corrente
simétrica de curto-circuito que o fusível é capaz de interromper.
Característica da curva tempo x corrente (rápido ou com retardo) – faixa de interrupção + categoria de utilização.
2. PROTEÇÃO
2.3. Relés de sobrecarga (térmico)
- Dispositivos de proteção contra sobrecorrente. - Operação de contato móvel a partir de deformação de bimetálico.
SIMBOLOGIA
2. PROTEÇÃO
2.3. Relés de sobrecarga (térmico)
◦ Permitem o ajuste da corrente nominal.
◦ São acoplados aos contatores.
◦ Tempo de operação reduzido quando operados de acordo com a temperatura de serviço.
◦ Devem ser protegidos contra as correntes de curto-circuito.
2. PROTEÇÃO
2. PROTEÇÃO
2.2. RELÉ DE SOBRECARGA Se ocorrer falta de fase, o tempo de desarme será mais longo -> pode gerar dano a carga.
Relé de sobrecarga RW possui sensor de falta de fase (acelera atuação neste caso)
2. PROTEÇÃO
2.2. RELÉ DE SOBRECARGA
2. PROTEÇÃO
2.2. RELÉ DE SOBRECARGA 2.2.2. RELÉ DE SOBRECARGA - Especificação sumária PROTEÇÃO
◦ Potência do motor que vai proteger
◦ Faixa de ajuste desejada
◦ Fusível máximo a ser usado
◦Tipo do contator ao qual será acoplado.
2. PROTEÇÃO 2.2. Disjuntor-motor - São simultaneamente dispositivos de proteção e manobra. - Reúne as funções de fusível, disjuntor e contator. 2. PROTEÇÃO 2.2. Disjuntor-motor Características -Atuação multipolar
-Larga margem de escolha das correntes nominais. -Podem ser religados após serem atuados. - Alguns possuem proteção contra falta de fase. - Possível acoplar contatos auxiliares para sinalização.
2. PROTEÇÃO 2.2. Disjuntor-motor - Possui ajuste na proteção de sobrecarga (térmico). Bloqueio da operação 2. PROTEÇÃO 2.2. Disjuntor-motor 2. PROTEÇÃO 2.2. Disjuntor-motor MANOPLA PARA ACIOANMENTO EXTERNO
2. PROTEÇÃO
2.2. Disjuntor-motor
É recomendado o uso do disjuntor motor em partida de motores somente nos seguintes casos:
-Comando deve ser local.
-Frequência de operação é baixa.
-Pouco espaço. Disjuntor motor 2. PROTEÇÃO 2.2. DISJUNTOR - MOTOR 2. PROTEÇÃO 2.2. DISJUNTOR - MOTOR
2. PROTEÇÃO
2.2. DISJUNTOR - MOTOR - Especificação sumária
◦ Corrente nominal de operação
◦ Capacidade de interrupção
◦ Tensão nominal
◦ Frequência nominal
◦ Faixa de ajuste dos disparadores
◦ Tipo (termomagnético, limitador de corrente, somente
magnético, somente térmico)
3. COMUTAÇÃO: Consiste em estabelecer e interromper
o fornecimento de tensão ao motor.
3.1 CONTATORES: elemento principal de comando eletromecânico.
Permitem o controle de elevadas correntes por meio de um circuito de baixa corrente. - Núcleo fixo atrai o núcleo móvel, através de campo magnético, que fecha o circuito.
• Contatos principais: fechados conduzem a corrente do circuito principal.
• Contatos auxiliares: necessários à lógica do circuito.
Esboço de contator. Fonte: Claiton Franchi
3.1 Contatores
Contator Siemens.
SIMBOLOGIA
•
São construídos para
suportar um elevado número
de manobras.
2. PROTEÇÃO
2.4. CONTATOR - Especificação sumária
◦ Tensão nominal
◦
Frequência nominal
◦
Corrente nominal
◦
Número mínimo de manobras
◦
Tensão nominal das bobinas
◦
Número de contatos NA e NF
Os motores são comandados através de chaves de partida, sendo que as mais empregadas são:
1. Partida direta 2. Partida estrela-triângulo 3. Partida compensadora 4. Partida com soft-starter
A escolha de um determinado método de partida
depende das condições exigidas pela rede, das
características da carga e da potência do motor.
3.1. Partida direta
- As três fases são ligadas diretamente ao motor, ocorrendo um pico de corrente.
Vantagens:
-Baixo custo.
-Conjugado de partida elevado.
-Equipamento simples e de fácil construção.
Desvantagens:
– Queda de tensão acentuada;
– O sistema deverá ser superdimensionado(elevação de custos); - Elevada corrente de partida.
3.1. Partida direta.
3.1. Partida direta
Restrições:
– A corrente do motor deve ser bem inferior à
da rede;
– As instalações elétricas devem ter capacidade
para conduzir a corrente de partida (tempo
curto)
e
a
corrente
nominal
(regime
permanente);
3.2. Partida estrela-triângulo
Partida com redução de tensão (58% da
tensão nominal) e consequente, redução de
corrente.
Na partida executa-se a ligação estrela no
motor, e após um certo tempo
(aproximadamente 90% da velocidade
nominal) a ligação é convertida em triângulo.
3.2. Partida estrela-triângulo – Circuito de
comando
PARTIDA OPERAÇÃO CONTÍNUA
3.2. Partida estrela-triângulo – Circuito de
comando
DIAGRAMA TRIFILAR DIAGRAMA UNIFILAR
3.2. Partida estrela-triângulo
• Redução da corrente de partida para aproximadamente 33 % do valor nominal.• Conjugado resistente deve ser de até um terço do conjugado de partida (na prática, em vazio)
3.3 Partida compensadora (por autotransformador)
• Essa chave de partida alimenta as bobinas do motor
com tensão reduzida na partida.
•
A redução da tensão é feita por meio da ligação de
um autotransformador em série com as bobinas.
•
Após realizada a partida, as bobinas do motor
recebem tensão nominal.
Chave compensadora
• Ao longo do enrolamento do autotransformador, são feitos TAPs operacionais nas tensões de 50%, 65% e 80% da tensão aplicada na fase.
3.3 Partida compensadora – Diagrama elétrico
3.4. Partida com soft-starter
Constituem chaves de partida em estado
sólido,são assim chamados por não haver
comutação tipo ON-OFF.
Vantagens:
-
Evita os solavancos das chaves tradicionais ao
passarem de uma posição de tensão reduzida
para a posição de tensão plena.
3.4. Soft-starter- Controle das rampas de
aceleração.
Chaves de partida estática são ajustada em uma tensão inicial adequada.
Ajustado também o tempo de partida.
3.4. Partida com soft-starter
3.4. Partida com soft-starter – Retificador
controlado de silício (SCR).
Estrutura Simbologia
3.4. Partida com soft-starter - Operação
É feito o controle do valor eficaz de tensão aplicado ao motor através do controle do ângulo de disparos dos tiristores SCR.
3.4. Soft-starter- principais funções
Controle das rampas de aceleração e
desaceleração.
Proteção do motor contra aquecimentos devido a
sobrecargas ou a partidas demasiadamente
frequentes.
Detecção de desequilíbrio ou falta de fases e de
defeitos nos tiristores.
3.4. Soft-starter- Controle das rampas de
aceleração.
• O valor da tensão de partida Vp deve ser ajustado de acordo com o tipo de carga que é acionada.
• Para cargas de elevada inércia pode ser necessário o emprego de pulso de tensão de partida (kick start).
Outra funções
◦
Monitoramento de variáveis
◦
Proteção contra falta de fase
◦
Proteção contra inversão de fases, sobrecorrente
◦
Frenagem de motores por injeção de corrente
contínua.
◦
Ajuste da soft starter pela corrente máxima inicial.
◦
Controle do fator de potência pela variação da
tensão fornecida ao motor.
3.4. Soft-starter
Dispositivo capaz de gerar
uma tensão e frequência
trifásicas ajustáveis.