ALIMENTAÇÃO E COMANDO DE MOTORES ELÉTRICOS

ELETRICIDADE APLICADA - INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

ALIMENTAÇÃO E COMANDO DE MOTORES ELÉTRICOS

(Motor de indução trifásico)

Norberto Nery

FF

A

TE

C

FA

TE

C

-SP

Na figura, temos a curva curva da corrente em função da rotação. Neste curva vemos que no momento em que o motor é ligado a corrente de partida (I_P) atinge 6 vezes a corrente nominal do motor (I_NM). Dependendo da potência do motor, a corrente de partida varia entre 7 vezes a corrente nominal do motor. O valor da corrente diminui até atingir o valor da corrente nominal do motor (I_NM).

Curva corrente x rotação.

I INM

Rotação nominal (% rpm)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 2 3 4 5 6

Corrente nominal (INM)

Na figura, vemos que no momento em que o motor é ligado, o torque inicial pode atingir 2,5 vezes o torque nominal do motor, diminuindo, a medida que a rotação aumenta, atingindo cerca de 1,5 vezes o torque (a 30% da rotação nominal). O torque aumenta até atingir o valor máximo (a 80% da rotação nominal) e reduz até o valor de torque nominal do motor.

Curva torque x rotação.

Rotação nominal (% rpm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Conjugado nominal (Cnom) C

C

1 2

FA

TE

C

-SP

DISTRIBUIÇÃO EM CIRCUITOS

a)Para motores com potência (mecânica útil) maior ou igual a 5 CV, será utilizado um circuito específico para cada motor, constituindo um ramal terminal, com condutores identificados por M1, M2 e M3 .

QUADRO

GERAL

(QG)

Sub-alimentador Quadro

Terminal

de Força

(QTF)

M1

M2

M3

Ramal Terminal

M1

M2

M3

QTF

FA

TE

C

-SP

b)Pode-se agrupar dois ou mais motores com potência entre 1 e 5 CV

próximos entre si. É conveniente utilizarmos um ramal de distribuição para os ramais terminais que alimentam cada motor.

Limitar a potência total alimentada pelo ramal de distribuição em 5 CV.

Quadro

Terminal

de Força

(QTF)

M1

Ramal de Distribuição

Ramal

Terminal

M2

M3

Mn

RD

RD

RD

RD

M1

M2

M3

Mn

Circuito para motores integrais com 1  P < 5 CV.

FA

TE

C

-SP

c)Para motores com potência inferior a 1 CV, podemos alimentá-los em um

único circuito com vários motores e, inclusive, com tomadas de uso geral (T.U.G.), constituído por um único ramal terminal, portanto com o mesmo condutor (caso típico de instalação residencial nos circuitos de cozinha com geladeira, freezer, e área de serviço com máquina de lavar roupa).

Quadro Terminal de Força

(QTF)

M1

Ramal Terminal

Ramal Terminal

M2 M3 Mn TUG TUE_Tomadas

RT RT

RT RT

RT RT

RT _{RT RT} RT RT RT

FA

TE

C

-SP

B

NM

I



1,25.I

(A)

B

NM1

NM2

I



1,25.I

 

I

(A)

Em função dessa corrente de partida e de outras sobrecorrentes, devido

principalmente a alterações de velocidade do motor, a corrente de projeto (IB) para o dimensionamento do condutor do ramal terminal para a

alimentação do motor será igual a:

INM = corrente nominal do motor, em A.

Para o ramal de distribuição, para os alimentadores ou subalimentadores:

INM1 = corrente nominal do maior motor;

FA TE C -SP Potência nominal [cv ou HP)

Potência absorvida na rede

Corrente a plena carga [A]

Corrente de partida

[A] FP = cos

médio

KW KVA 380 V 220 V 380 V 220 V

M otore s tr ifá si co s

1/3 0,39 0,65 0,90 1,70 4,10 7,10 0,61

½ 0,50 0,87 1,30 2,30 5,80 9,90 0,66

¾ 0,83 1,26 1,90 3,20 9,40 16,30 0,66

1 1,05 1,52 4,00 4,00 11,90 20,7 0,69

1 ½ 1,54 2,17 3,30 5,70 19,10 33,10 0,71 2 1,95 2,70 4,10 7,10 25,00 44,30 0,72 3 2,95 4,04 6,10 10,60 38,00 65,90 0,73 4 3,72 5,03 7,60 13,20 43,00 74,40 0,74 5 4,51 6,02 9,10 15,80 57,10 98,90 0,75 7 ½ 6,57 8,65 12,70 22,70 90,70 157,10 0,76 10 8,89 11,54 17,50 30,30 116,10 201,10 0,77 12 ½ 10,85 14,09 21,30 37,00 156,00 270,50 0,77 15 12,82 16,65 25,20 43,70 196,60 340,60 0,77 20 17,01 22,10 35,50 58,00 243,70 422,10 0,77 25 20,92 25,83 39,10 65,80 275,70 477,60 0,81 30 20,53 30,52 46,20 80,10 326,70 566,00 0,82

M otore s mo nofá si co s

¼ 0,42 0,66 5,90 3,00 27,00 14,00 0,63

1/3 0,51 0,77 7,10 3,50 31,00 16,00 0,66 ½ 0,79 1,18 11,60 5,40 47,00 24,00 0,67 ¾ 0,90 1,34 12,20 6,10 63,00 33,00 0,67 1 1,14 1,56 14,20 7,10 68,00 35,00 0,73 1 ½ 1,67 2,35 21,40 10,70 96,00 48,00 0,71 2 2,17 2,97 27,00 13,50 132,00 68,00 0,73 3 3,22 4,07 37,00 18,50 220,00 110,0 0,79

Dados de Placa

• CV: Potência mecânica do motor em cv. É a potência que o motor pode

fornecer, dentro de suas características nominais;

•

Ip/In: Relação entre as correntes de partida e nominal;

• Hz:

Freqüência da tensão de operação do motor;

• RPM: Velocidade do motor na

freqüência nominal de operação;

• V: Tensão de alimentação;

• A: Corrente que o motor absorve da rede quando funciona à potência

nominal, sob tensão e frequência nominais;

• F.S: Fator de serviço: Fator que aplicado à potência nominal, indica a carga

FA

TE

C

-SP

DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES

1- Capacidade de condução da corrente

Verificar o condutor que apresente a capacidade de condução de corrente (IZ), IZ  IB, ou I'B, se necessário. Lembrando que:

B

B

1 2

I

I'

(A)

f .f



I'B = corrente fictícia de projeto;

f1 = fator de correção de agrupamento de circuitos para mais de um

circuito do eletroduto;

f2 = fator de correção de temperatura para temperatura ambiente

FA

TE

C

-SP

B 2

2. .I

1

S

.

(mm )

57 V . V(%)





B 2

3 . .I

1

S

.

(mm )

57 V . V(%)





2- Queda de tensão

Determinar a seção do condutor para que a queda de tensão (V) seja igual ou inferior aos limites admissíveis.

•Circuito monofásico

•Circuito trifásico

Sendo:

l = comprimento em m S = seção do condutor IB = corrente de projeto em A V = tensão nominal em V

FA

TE

C

-SP

Limites de queda de tensão

• Em instalação alimentada por ramal em baixa tensão ou a partir de rede de distribuição pública em baixa tensão (BT), com distâncias típicas entre quadros

de distribuição, são apresentadas na Figura, as quedas de tensão que poderiam ser utilizadas para obter no total 5% de queda de tensão entre o ponto de entrega e a carga.

• Em instalação alimentada por subestação ou transformador, a partir da rede de distribuição pública em alta tensão (AT).

Nota

FA

TE

C

-SP

Dimensionamento dos dispositivos de proteção

Geralmente na proteção contra sobrecorrentes circuitos em motores

empregamos

fusível de ação retardada

(diazed ou NH)

em conjunto

com o relé térmico

.

O

fusível

é dimensionado de forma a suportar a corrente de partida

do motor, e a sua atuação é proteger os condutores e o circuito

contra correntes de

curto-circuito

.

O

relé térmico

(bimetálico)

complementará a proteção, atuando na

existência de correntes de

sobrecarga.

Em geral, considera-se como sobrecorrente de curto-circuito (ICC)

aquela corrente cujo valor é superior a

dez vezes

o valor da corrente

nominal

(I

CC

> 10.I

NM

)

. Para correntes de valor intermediário, entre

FA

TE

C

-SP

OBS: IP/ INM = relação entre corrente de partida e corrente nominal do motor.

Adota-se o valor nominal do fusível (INF) de valor mais próximo e inferior a K1 X IPM

NF 1 PM NM

I



K .I

 

I

Proteção contra curtos-circuitos

a)Circuito terminal: a corrente nominal do fusível (INF) é determinada da

seguinte forma:

INF = valor nominal do fusível K1 = fator multiplicativo

IP = corrente de partida do motor

Nota

A Tabela 17.1 apresenta as características de motores de indução

trifásicos, como rotor em gaiola de esquilo utilizado pela AES Eletropaulo, apresentado na LIG para os modelos mais comuns

existentes no mercado.

b)Ramal de distribuição: para determinar o valor nominal do fusível

(INF), considera-se a corrente de partida do maior e somam-se as correntes nominais dos demais motores

INF = valor nominal do fusível;

IPM = corrente de partida do maior motor (cujo valor tem maior influência na corrente total do circuito);

INM = corrente nominal dos motores restantes.

NF 1 P

I



K .I

partida , IP (A)

Fator K1

FA

TE

C

-SP

Proteção contra sobrecarga

Os relés bimetálicos possuem atuação mais lenta que os fusíveis, fazendo com que esses dispositivos não atuem com as correntes de partida dos motores. Sua atuação ocorre quando houver uma sobrecarga de maior duração.

Os relés bimetálicos, que devem ser acoplados aos contatores, possuem uma faixa de ajuste.

Exemplo: tipo de relé - 3RU11-16-1EB0 (Siemens): faixa de ajuste - 2,8 a 4 A.

NA 2 NM

I



K .I

INA = corrente de ajuste do relé térmico (A); INM = corrente nominal do motor (A);

K2 = fator de multiplicação para ajuste do relé.

K2 = 1,25 para motores com fator de serviço (FS) igual ou superior a 1,15;

K2 = 1,15 para demais motores, sem fator de serviço.

FA TE C -SP Motores trifásicos Potências máximas AC-2 / AC-3, 60 Hz em

Relés de sobrecarga

Fusíveis diazed, NH (coordenação

Tipo "2" na IEC 60947-4)

3RU11 36

0,5 / 0,37 - 1,5 / 1,1 2,4 3RU11 16-1CB0 1,8 - 2,5 10 - 5SB2 51 ou

10 - 3NA3 803

0,75 / 0,55 1,5 / 1,1 2 / 1,5 3 3RU11 16-1DB0 2,2 - 3,2 10 - 5SB2 51 ou

10 - 3NA3 803

1 / 0,75 2 / 1,5 - 4 3RU11 16-1EB0 2,8 - 4 16 - 5SB2 61 ou

16 - 3NA3 805

1,5 / 1,1 3 / 2,2 3 / 2,2 5 3RU11 16-1FB0 3,5 - 5 20 - 5SB2 71 ou

20 - 3NA3 807

- - 4 / 3 5,8 3RU11 16-1GB0 4,5 - 6,3 20 - 5SB2 71 ou

20 - 3NA3 807

2 / 1,5 4 / 3 5 / 3,7 7 3RU11 16-1HB0 5,5 - 8 20 - 5SB2 71 ou

20 - 3NA3 807

3 / 2,2 5 / 3,7 6 / 4,5 9 3RU11 16-1JB0 7 - 10 20 - 5SB2 71 ou

20 - 3NA3 807

4 / 3 6 / 4,5

7,5 / 5,5 7,5 / 5,5 12 3RU11 16-1KB0 9 - 12

20 - 5SB2 71 ou 20 - 3NA3 807

5 / 3,7

6 / 4,5 10 / 7,5

10 / 7,5

12,5 / 9 16 3RU11 26-4AB0 11 - 16

25 - 5SB2 81 ou 25 - 3NA3 810

- 12,5 / 9 15 / 11 19 3RU11 26-4BB0 14 - 20 35 - 5SB4 11 ou

32 - 3NA3 812

7,5 / 5,5 - - 21 3RU11 26-4CB0 17 - 22 35 - 5SB4 11 ou