Projeto de Partida Direta para Bomba Dosadora de Baixa Tensão

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS CAMPUS ARAXÁ GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL DISCIPLINA ACIONAMENTOS ELETROELETRÔNICOS PROFESSOR WILLIAN MARTIN LEÃO TRABALHO 1 PROJETO DE UMA PARTIDA DIRETA PARA UMA BOMBA DOSADORA EM BAIXA TENSÃO Leonardo de Ávila Santos Silva 20213003419 Araxá 14 de setembro de 2023 INTRODUÇÃO Este projeto consiste na partida direta de um motor de uma bomba dosadora o projeto visa atender a empresa localizada em PiripiriPI O presente memorial de cálculo foi projetado a fim de atender as exigências da norma NBR 5410 de Instalações elétricas de baixa tensão além disso atender requisitos de operação segurança e trabalho Os dispositivos de proteção comando e sinalização foram especificados de acordo os produtos da fabricante WEG e Schneider e os cabos com a fabricante Prysmian 1 Ramal de Entrada O fornecimento de energia do sistema é em 60Hz e provém de um transformador trifásico a seco de 300kVA da fabricante WEG de 220V fasefase no secundário mais neutro A impedância percentual do Trafo é z6 A corrente de curtocircuito para especificação dos dispositivos de proteção será adotada como a corrente de curtocircuito assimétrica de curtocircuito máxima no secundário do transformador apesar de haver outras impedâncias que irão reduzir esse valor concessionária e cabos As etapas a seguir são utilizadas 11 Corrente Nominal do secundário INS 𝐼𝑁𝑆 𝑆 3𝑉𝐿 300000 3220 7873 𝐴 onde S a potência aparente do transformador e VL a tensão de linha do secundário 12 Corrente de curtocircuito simétrica máxima no secundário ICC 𝐼𝐾 𝐼𝑁𝑆 𝑧 7873 006 1312𝑘𝐴 13 Corrente de curtocircuito assimétrica máxima no secundário IDS 𝐼𝐷𝑆 22 𝐼𝐾 37𝑘𝐴 É suficiente para especificação que os dispositivos de proteção que esses suportem a corrente de curtocircuito de 37kA independentemente da presença das impedâncias da concessionária ou de cabos 2 Projeto de Partidas Nesse projeto é solicitado o acionamento de um motor de indução assíncrono trifásico de 5 cv e 4 polos em 220V fasefase da linha W22 Plus da WEG A partida escolhida é a partida direta devido a sua simplicidade número de contatores reduzidos e por atender as exigências das concessionárias P 5cv As características desse motor são Potência P 5cv ou 37 kW Alimentação V 220V Corrente Nominal In 137 A Modelo da carcaça 100L Fator de potência Fp 08 Rendimento η 88 para carregamento com 100 da carga nominal Fator de serviço Fs 115 Razão entre corrente de partida e nominal IpIn 8 A partir desses dados é possível calcular a corrente nominal do motor o que possibilitará o dimensionamento de todos os dispositivos de proteção comando e sinalização e posteriormente a seção do condutor cabo 21 Corrente nominal do motor In 𝐼𝑛 736𝑃𝑐𝑣 3𝑉𝑓𝑝𝜂 7365 322008088 1372𝐴 22 Corrente partida do motor Ip 𝐼𝑝 𝐼𝑝 𝐼𝑛 𝐼𝑛 8 1372 10976𝐴 23 Contator Os critérios utilizados para especificar o contator são a A categoria de emprego A categoria escolhida é LC1 norma IEC9474 devido o motor ser um motor do tipo gaiola não haver sistemas de frenagem e nem necessidade de reversão à plena carga b Número de contatos de força 3 um para cada fase c Número de contatos auxiliares1NA e 1NF ver diagrama elétrico da partida d Tensão da bobina 220V fasefase e Corrente nominal do motor Conforme em 21 a corrente nominal é 1372A f Corrente nominal do contator 𝐼𝐾1 𝑓 𝑠 𝐼𝑛 1151372 𝐼𝐾1 158A g Especificação Um contator tripolar com conexão por parafuso modelo LC1 D25 M7 Lista de Preços Schneider Edição Fevereiro de 2014 Esse modelo possui um contato auxiliar NA três contatos de força tensão na bobina de 220V terminal de ligação por parafuso corrente nominal de 25A 24 Disjuntormotor Termomagnético Os critérios utilizados para especificar o disjuntor termomagnético são a Corrente ajuste do disjuntor para sobrecarga 𝐼𝐷1 125 𝐼𝑛 125 1372 1715𝐴 A linha de disjuntormotor GV2 P20 da Schneider possui um modelo In18A com uma faixa de ajuste 1318A que atende esse critério b Tempo de partida O disjuntor não deve atuar antes do tempo de partida para isso adotouse o tempo de partida de 80 do rotor bloqueado 𝑡𝑝 08 𝑡𝑟𝑏 08 29 122𝑠 A curva de disparo do disjuntor relaciona a corrente de partida dividido pela corrente de nominal máxima Ie para verificar o tempo de disparo do disjuntor 𝐼𝑝 𝐼𝑒 10976 1372 8 Para esse critério o disjuntor atuaria em 5s o que garantiria que não haveria disparo prematuro do disjuntor no momento da partida c Corrente de disparo magnético instantâneo para garantir que o disjuntor não acione no momento da partida 𝐼𝑚 𝐼𝑝 𝐼𝑚 10976𝐴 A linha citada no critério anterior atende com a corrente de disparo magnético instantâneo de 223A d Capacidade de Interrupção Conforme calculado no capítulo 2 a corrente de curtocircuito desse projeto é de 37kA e o disjuntor motor dever suportála O disjuntor motor GV2 P20 escolhido tem a capacidade de interrupção de 100kA ou seja atende esse critério e Proteção do contator O disjuntor motor deve assegurar a proteção do contator através da sua corrente de tal maneira que a corrente de ajuste 18 A seja inferior a corrente de fusível máxima do contator 40A É observável que isso está sendo atendido f Contato auxiliar Devido a possibilidade na recuperação de falha o motor ligar automaticamente foi adicionado um bloco de contato auxiliar para interromper o circuito de comando em caso de falha através de um contato 1NA g Especificação Um disjuntor motor GV2 P20 Catálogo Schneider Esse modelo possui proteção contra sobrecarga e sobrecorrente corrente nominal de 18A faixa de ajuste 13618A e três contatos de força conforme normas IEC 609472 e IEC 6094741 Um bloco auxiliar GVA E11 Catálogo Schneider Esse modelo é do tipo frontal com um contato NA e um contato NF 25 Botoeira Sinalizador Para acionamento do circuito de comando foi escolhido dois botões pulsadores faceados e sinaleiros para indicação de funcionamento e falhas Especificação Um Botão Pulsador faceado vermelho 1 nf CSWBF101000000 Catálogo WEG 50009820 rev51 Botão Pulsador faceado verde 1 na CSWBF210000000 Catálogo WEG 50009820 rev51 Sinaleiro Verde 220240 Vca CSWSD2FD66 Catálogo WEG 50009820 rev51 Sinaleiro Vermelho 220240 Vca CSWSD1FD66 Catálogo WEG 50009820 rev51 Sinaleiro Amarelo 220240 Vca CSWSD3FD66 Catálogo WEG 50009820 rev51 26 Minidisjuntor Um mini disjuntor de 2A bipolar devido o circuito ser bifásico atende esse circuito de comando Como a carga é indutiva a curva deve ser do tipo C Especificação Um mini disjuntor bipolar curva C de 2A EZ9F33204 Catálogo Scheineder 27 Cabo Os circuitos de força serão passados em uma bandeja perfurada com outros três circuitos semelhantes Será utilizado cabo unipolar para circuito de comando à temperatura de 40C Conforme a norma NBR5410 há 6 critérios para ser observado no dimensionamento de condutores Porém nesse projeto será levado em consideração apenas seção mínima e capacidade de condução Circuito de Comando Conforme a NBR5410 a seção mínima para sinalização e comando é de 05mm² 9A Porém será utilizado condutor isolado na cor vermelha de 1 mm² Especificação 40 metros de cabo PVC 1mm² não propagante de chama tensão máxima de 1kV cor vermelha conforme norma NBR 5410 Cor fioPrysmian Circuito de Força Conforme a NBR5410 a seção mínima do condutor para circuito de força é 25mm² Agora em relação a capacidade de condução deve se calcular a corrente corrigida a partir da corrente nominal do motor dividido pelos fatores de correção de temperatura que é k1 087 pois a temperatura ambiente é 40C de linhas subterrâneas k21 pois a instalação não é subterrânea de agrupamento k3077 pois o circuito é passado com outros 3 circuitos semelhantes Logo nesse caso a corrente corrigida é IB 2048 e a corrente nominal para a bitola de 25mm² 25A para o método de instalação 13 referência E cabos multipolares está conforme a norma NBR5410 Especificação 220 metros de cabo PVC 4x25mm² não propagante de chama tensão máxima de 1kV conforme norma NBR XXXX Cor fioPrysmian Alimentação Painel de Comando Será utilizado um cabo de seção maior que a do motor devido a soma das pequenas cargas na parte de comando Especificação 330 metros de cabo PVC 4x4mm² não propagante de chama tensão máxima de 1kV conforme norma NBR XXXX Cor fioPrysmian Cabo para sinal do Pressostato Será utilizado um cabo de 3 vias para levar o sinal dos contatos do Pressostato ao painel de comando Especificação 220 metros de cabo PVC 3x15mm² não propagante de chama tensão máxima de 1kV conforme norma NBR XXXX Cor fioPrysmian Esse projeto foi definido conforme o desenho 001001 revisão 0 a ser entregue junto com esse memorial