Partida de Motores de Indução - Diagramas, Chave Compensadora e Inversores

APRESENTAÇÃO As partidas de motores de indução podem acontecer de diversas formas dependendo da potência do motor e das condições disponibilizadas pela rede elétrica para o acontecimento dessa partida Estas podem ser feitas com o uso de contatores como na partida com chave compensadora ou com a utilização de equipamentos eletrônicos como o inversor de frequência Nesta Unidade de Aprendizagem você estudará os diagramas de partida da chave compensadora e seu funcionamento Além disso aprenderá a realizar a parametrização básica de um inversor de frequência Por fim verá como definir qual chave de partida é a mais adequada de acordo com a situação apresentada Bons estudos Ao final desta Unidade de Aprendizagem você deve apresentar os seguintes aprendizados Definir o método de partida com autotransformador Descrever o método de partida com estreladelta Explicar o método de partida com conversor de estado sólido DESAFIO Os painéis de partida dos motores de indução têm componentes de comando proteção e sinalização Esses componentes unificados em uma lógica de comando vão acionar os motores de acordo com a chave de partida utilizada Esses diagramas lógicos são divididos em parte de força ou potência que é o lado do diagrama com o motor e parte de comando que é a parte da lógica de contatos e sinalização A sua empresa vai instalar um painel de acionamento de um motor de 40CV com opção de duas tensões 220V380V e correntes de partida de 694A para 220V e 402A para 380V A empresa dispõe de uma instalação de 220V trifásico e um limite de corrente de partida de 250A Sabese que o motor não precisa acionar a carga com sua capacidade máxima de torque Diante da situação você deve a escolher a forma de acionamento para esse motor b desenhar o diagrama de força e de comando para que a instalação do painel seja concluída c descrever o funcionamento da lógica de acionamento utilizada INFOGRÁFICO Os painéis de comando das chaves de partida dos motores de indução podem muitas vezes parecer confusos e com lógicas aprimoradas mas analisar esses diagramas não é algo tão complicado sendo mais uma questão de prática Neste Infográfico você vai ver um diagrama de partida de um motor com a chave de partida compensatória e a descrição detalhada do funcionamento desse comando Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino CONTEÚDO DO LIVRO Os motores de indução apresentam sempre que acionados uma elevada corrente de partida a qual é necessária para remover motor e carga da inércia porém existem métodos de acionamento de motores que aliviam essa alta corrente de partida amenizando assim os impactos de partir esse motor No capítulo Motores de indução IV da obra Máquinas elétricas II base teórica desta Unidade de Aprendizagem você vai estudar o método de partida com autotransformador Além disso vai aprender a descrever o método de partida com estreladelta Por fim vai compreender o método de partida com conversor de estado sólido Boa leitura MÁQUINAS ELÉTRICAS II Filipe Sousa Barbosa Motores de indução IV Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto você deve apresentar os seguintes aprendizados Definir o método de partida com autotransformador Descrever o método de partida com estreladelta Explicar o método de partida com conversor de estado sólido Introdução Motores elétricos precisam ser acionados sempre que precisamos de sua potência mecânica Acionar quer dizer pôr em ação fazer funcionar Para dar a partida em motores de indução trifásicos são necessárias chaves de partidas ou seja quando o motor está desligado Esses sistemas colocam o motor elétrico em funcionamento Nesse contexto a partida direta é a forma mais simples de fazer um motor elétrico funcionar Porém segundo Chapman 2013 a corrente de partida direta dos motores de indução de gaiola de esquilo pode variar amplamente dependendo da potência nominal do motor e da resistência do rotor nas condições de partida E segundo Mamede Filho 2017 essa corrente possui um valor elevado da ordem de seis a 10 vezes a corrente nominal do motor de indução Dessa forma a corrente de partida direta pode causar uma queda de tensão temporária no sistema de potência que torna inaceitável a partida com ligação direta à linha em algumas ocasiões Durante a elaboração de um projeto elétrico devem ser analisados os motores que precisaram de uma solução adequada do método de partida Segundo a ABNT NBR 5410 para partida direta de motores com potência acima de 37 kW 5 CV em instalações alimentadas diretamente pela rede de distribuição pública em baixa tensão a empresa distribuidora local deve ser consultada para saber se a partida direta pode ser realizada ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS 2008 Criase assim uma limitação à potência dos motores que podem ser acionados diretamente na rede Dependendo da potência de um motor é necessário o uso de um sistema indireto de partida que reduza o pico de corrente durante o tempo da partida do motor elétrico Assim seja por imposição da concessionária de energia ou pelas limitações da própria instalação elétrica a redução do pico de corrente traz vantagens a usuários dos motores elétricos já que a queda de tensão pode fazer com que outros equipamentos instalados na mesma rede funcionem de forma deficiente Neste capítulo você vai aprender a determinar a corrente e o torque na partida do motor de indução Além disso estudará sobre o método de partida com autotransformador e com conversor de estado sólido 1 Determinação da corrente e do torque na partida do motor de indução Imaginemos que o rotor está parado num bloqueio e o fluxo do estator está girando à velocidade síncrona em relação ao condutor do rotor estacionário Esse movimento relativo produz uma força eletromotriz fem no rotor com uma frequência que varia inversamente com a velocidade do rotor desde um máximo frequência de linha em repouso à frequência zero na velocidade síncrona Dessa forma a frequência do rotor pode ser expressa como uma função da frequência do estator e do escorregamento fr s f 1 onde fr é a frequência da tensão senoidal induzida no circuito do rotor em Hertz s é o escorregamento f é a frequência do estator ou frequência de linha em Hertz Para um dado rotor de uma máquina de indução a reatância indutiva do rotor Xr variará com a frequência do rotor Uma vez que a frequência do rotor aumenta com o escorregamento e a reatância varia com a frequência Xr 2πfLr a reatância do rotor para qualquer frequência é Xr s Xbl 2 A corrente no rotor bloqueado é Ibl Ebl Zbl Ebl sqrtRr2 Xbl2 6 O torque desenvolvido na situação de motor parado para cada um dos condutores individuais no rotor pode ser expresso em função do fluxo ou da corrente que produz o fluxo no estator e no rotor respectivamente Assim o torque de partida total desenvolvido por um motor de indução com rotor parado é Tp Kt Ir cos r Kt Ebl Rr Rr2 Xbl2 7 onde Kt é uma constante de torque para o número de polos o enrolamento as unidades empregadas etc é o fluxo produzido por cada polo unitário do campo magnético girante que concatena o condutor do rotor Ir cosr é a componente da corrente do rotor em fase com Estando o rotor bloqueado as tensões são induzidas nele por açãotransformador Ebl é proporcional a que por sua vez é proporcional à tensão de linha do barramento ou à tensão de fase no enrolamento do estator Vf Desde que seja proporcional a Vf e Ebl por açãotransformador proporcional a Vf a Equação 7 pode ser mais simplificada para Tp Kt Vf2 Rr Rr2 Xbl2 8 Para um dado motor de indução tipo gaiola desde que a resistência efetiva do rotor Rr e a reatância a rotor bloqueado Xbl sejam constantes para uma dada tensão de barramento aplicada a uma frequência constante elas podem ser incorporadas numa nova constante Kt E a Equação 8 é finalmente simplificada para o torque de partida motor parado na expressão Tp Kt Vf2 9 onde s é o escorregamento expresso como quantidade decimal Xbl é a reatância a rotor bloqueado Se a frequência da tensão CA induzida nas barras do rotor de um motor de indução varia entre zero e a frequência do estator e a fem induzida varia com a frequência E kφf a tensão para qualquer escorregamento é também uma função da tensão induzida a rotor bloqueado ou seja Er s Ebl 3 onde s é o escorregamento expresso como quantidade decimal Ebl é a tensão induzida no rotor para a condição de estar bloqueado ou seja motor parado Er é a fem induzida no rotor para qualquer valor do escorregamento eou a frequência do rotor Assim a tensão induzida no rotor a sua reatância e a sua frequência variam em função do escorregamento desde um valor máximo para rotor bloqueado máquina parada até zero quando a velocidade do rotor for igual à síncrona escorregamento nulo Umans 2014 afirma que a velocidade de operação não poderá igualarse à velocidade síncrona porque os condutores do rotor estariam parados em relação ao campo do estator nenhuma corrente seria induzida neles e nenhum conjugado seria produzido Agora é possível determinar uma equação para o torque desenvolvido quando o motor está parado ou seja sob as condições de rotor bloqueado que é o torque de partida para o motor de indução Seja Rr a resistência do rotor para a posição bloqueada de todos os condutores do rotor combinados e Xbl a reatância a rotor bloqueado de todos os condutores do rotor combinados então a impedância para rotor bloqueado Zbl e o fator de potência do rotor cosφr são Zbl Rr² Xbl² 4 cos φr Rr Zbl 5 Um autotransformador de partida pode ser visto na Figura 1 a seguir Note que ele apresenta os pontos X Y e Z para alimentação e duas tensões de saída diferentes 415 V e 290 V de acordo com o tape escolhido Figura 1 Autotransformador de partida trifásico utilizado em chaves compensadoras Fonte sydeenShutterstockcom O autotransformador é ligado ao circuito do estator do motor de indução O ponto estrela do autotransformador fica acessível e durante a partida é curtocircuitado Essa ligação se desfaz logo que o motor é conectado diretamente à rede Segundo Mamede Filho 2017 esse tipo de partida é empregado em motores de potência elevada acionando cargas com alto índice de atrito como britadores máquinas acionadas por correias transportadoras calandras e semelhantes Podese estabelecer que para qualquer motor de indução tipo gaiola o torque de partida é apenas função da tensão aplicada ao enrolamento do estator Por exemplo ao se reduzir a tensão nominal aplicada por fase à metade durante a partida o torque de partida será um quarto do que seria produzido à plena tensão Já a corrente drenada pelo motor seria reduzida proporcionalmente à redução da tensão Essa é a teoria básica dos métodos de partida A tensão é reduzida nos motores de indução polifásicos com o objetivo de reduzir a corrente primária do estator Vejamos então como isso é possível com o auxílio do autotransformador 2 Método de partida com autotransformador Na maioria das utilizações residenciais ou industriais pequenos motores de indução do tipo gaiola de pequena potência podem arrancar por ligação direta à linha sem que se verifiquem quedas na tensão de suprimento e um grande aumento do período de aceleração até a velocidade nominal Porém em alguns casos é necessária a redução dessa corrente de partida para evitar quedas de tensão que segundo a ABNT NBR 5410 durante a partida de um motor não devem ultrapassar 10 da tensão nominal no ponto de instalação do dispositivo de partida correspondente ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS 2008 A partida com chave compensadora é um sistema indireto para reduzir a corrente de partida pela redução da tensão aplicada ao motor sem perder muito seu torque Esse tipo de partida é feito com o uso de um autotransformador que fornece uma tensão menor para o motor O autotransformador funciona com o mesmo princípio do transformador por meio da indução eletromagnética Ele é constituído por um único enrolamento com uma derivação ou mais e a parte da bobina é comum tanto ao primário quanto ao secundário Os autotransformadores usados na partida de motores são do tipo trifásicos redutores fechados em estrela com derivações ou tapes de saída de tensão Os tapes no autotransformador variam de 50 a 80 da tensão nominal Segundo Kosow 2005 se o motor não conseguir dar partida na carga na mais baixa tensão os tapes de tensão mais alta devem ser tentados até que se obtenha o torque de partida próprio e desejado A montagem desse diagrama de acionamento em um painel com os contatores os dispositivos de proteção e o autotransformador pode ser observada na Figura 3 a seguir A aplicação do autotransformador no momento da partida é feita de duas maneiras para reduzir a corrente solicitada à linha descritas a seguir 1 Pela redução da corrente de partida do motor e da tensão como visto na Equação 6 no instante da partida A corrente do rotor e portanto a corrente do estator é determinada pela impedância do rotor bloqueado Rr jXbl Assim se a tensão do estator for reduzida a corrente de partida será reduzida também na mesma proporção 2 Pela relação de espiras do transformador na qual a corrente de linha primária é menor do que a secundária do motor uma vez que a relação de espiras também representa a relação de tensões Figura 2 Diagrama de partida de uma chave compensadora Fonte Petruzella 2013 p 247 Figura 3 Painel de controle de uma chave compensadora Fonte sydeenShutterstockcom Porém como pode ser observado na Equação 9 se a tensão de linha do estator for reduzida o torque é reduzido pelo quadrado do fator de redução da tensão em relação ao seu valor original Assim a redução desejável na corrente de linha do motor pode ser obtida à custa de uma redução indesejável no torque de partida Segundo Kosow 2005 se o motor arranca sob condições severas de carga isso terá algumas consequências sendo provável que o motor parta com dificuldade ou mesmo não chegue a partir Por outro lado se o motor arranca sem carga como no caso de algumas máquinasferramentas a redução do torque pode não causar sérios problemas sendo a redução de corrente vantajosa Exemplo Um motor de indução trifásico 220 V 15 CV rotor em gaiola tem uma corrente nominal de 376 A e uma corrente de partida de 312 A para a tensão nominal Na tensão nominal o torque de partida é de 1522 kgfm Um compensador é usado na ligação do motor e para a partida o tape de 65 Calcule o valor da corrente de partida do motor com a tensão reduzida Resolução Como a impedância do rotor no momento da partida é constante a corrente de partida muda apenas pela variação da tensão aplicada ao motor Sendo assim podemos simplificar a Equação 6 em Ipm IPN V65 VN 312 143 220 2028 A Calcule a corrente de partida absorvida da rede no momento da partida Resolução Desprezandose a corrente de excitação do transformador e as perdas a corrente de partida de linha solicitada da rede será reduzida pela relação de transformação do autotransformador Logo IP65 Ipm VN V65 2028 220 143 13182 A Podemos verificar que uma vez que a relação de espiras também representa a relação de tensões a corrente de linha de partida é reduzida Portanto pelo quadrado da relação de espiras ela pode ser calculada como IPa IPN a² 10 onde a é o tape do autotransformador utilizado em sua forma decimal por exemplo para o tape de 65 a 065 Calcule o torque de partida do motor com a tensão reduzida Resolução Por meio da Equação 9 podemos definir o torque de partida que será proporcional ao quadrado da redução da tensão Sendo assim podemos escrever a equação como TP65 TPN V65 VN² 1522 143220² 643 kgfm Verificase que assim como na corrente o torque de partida é reduzido pelo quadrado da relação de espiras podendo ser calculado como TPa TPN a² 11 Segundo Mamede Filho 2017 é possível enumerar algumas vantagens e desvantagens da chave compensadora quando comparada a outros tipos de partidas Neste caso é apresentado um comparativo com a chave estreladelta também utilizada para redução da corrente de partida Saiba mais Vantagens Na derivação 65 a corrente de partida na linha aproximase do valor da corrente de acionamento utilizando chave estreladelta A comutação da derivação de tensão reduzida para a tensão de suprimento não acarreta elevação da corrente já que o autotransformador se comporta neste instante semelhantemente a uma reatância que impede o seu crescimento Variações gradativas de tape para que se possa aplicar a chave adequadamente à capacidade do sistema de suprimento Figura 4 Ligação estrela e ligação delta de um motor de indução de seis terminais Fonte Fouad A SaadShutterstockcom Um exemplo é um motor que se liga às tensões 220 V380 V Essa chave de partida liga o motor em estrela preparado para 380 V Em seguida fechao em triângulo 220 V que é a tensão nominal da linha trifásica Fechando o motor para 380 V e ligandoo a uma linha de 220 V temos inicialmente uma redução da corrente de partida que é desejado mas também a redução no torque de partida do motor que é um problema para algumas aplicações A corrente de partida é reduzida a aproximadamente um terço da nominal mas o conjugado de partida também é reduzido a um terço do nominal Desvantagens Custo superior ao da chave estreladelta Dimensões normalmente superiores às chaves estreladelta acarretando o aumento no volume dos painéis O conjugado do motor durante a aceleração fica reduzido com o quadrado da tensão do tape ajustado Método de partida com estreladelta Como visto a partir de determinada potência de motor o que depende da qualidade do controle de energia da empresa o pico de corrente de partida de uma máquina indutiva deve ser minimizado Segundo Carvalho 2011 a primeira opção e de menor custo é a chave estreladelta Em instalações elétricas industriais principalmente aquelas mais sobrecarregadas podem ser usadas chaves estreladelta como forma de suavizar os efeitos de partida dos motores elétricos possibilitando até o uso de motores de maior potência sem a necessidade da troca dos condutores por aqueles de maior bitola Esse tipo de partida pode ser aplicado em motores de qualquer potência desde que ele possa receber duas tensões sendo a menor de mesmo valor da tensão da rede e a maior tensão corresponde a 3 raiz de três vezes maior do que a primeira por exemplo motores de 220 V380 V ou 380 V660 V A Figura 4 a seguir apresenta os fechamentos estrela e delta para um motor de seis terminais A tensão aplicada nas bobinas na ligação delta é a mesma da rede enquanto na ligação em estrela a tensão é reduzida em raiz de três vezes menor que a rede No exemplo é possível ver que a partida estreladelta proporciona uma redução de corrente a um terço do valor da corrente de partida se comparada ao sistema de partida direta em triângulo ou seja há uma redução muito significativa Mas como o torque varia com o quadrado da tensão aplicada por fase a redução de tensão quando a ligação é em estrela produzirá aproximadamente um terço do torque normal de partida à plena tensão Segundo Mamede Filho 2017 o sistema de partida estreladelta é recomendado para motores que partem em vazio ou sem carga Kosow 2005 coloca que quando esse torque de partida baixo for aceitável já que a corrente de partida fica com aproximadamente 33 da normal esse método razoavelmente barato é frequentemente empregado Ainda complementa que um motor com seis terminais de estator no caso de um trifásico é um tanto mais caro que o de indução convencional mas seu custo é menor do que o de um compensador de partida ou impedâncias primárias associadas ao dispositivo de partida A partida estreladelta envolve a conexão dos enrolamentos do motor primeiro em estrela durante a partida e em seguida em triângulo após o motor ter acelerado A Figura 5 a seguir mostra um circuito de partida estredelta onde a transição de estrela para triângulo é feita por meio de três contatores e um temporizador Os dois contatores que ficam fechados durante a operação normal são muitas vezes denominados contator principal M1 e contator triângulo M2 O terceiro contator S é o contator estrela que transporta a corrente em estrela somente enquanto o motor está conectado em estrela Exemplo Um motor de indução trifásico 220 V380 V 15 CV rotor em gaiola tem uma corrente nominal de 376 A em 220 V e uma corrente de partida de 312 A em 220 V Em qualquer uma das tensões nominais o torque de partida é de 1522 kgfm Esse motor será conectado por meio da chave estreladelta à rede de uma empresa que tem como nível de tensão nominal 220 V Calcule o valor da corrente de partida do motor com a chave estreladelta Resolução No motor fechado em estrela a tensão em seus enrolamentos é 3 vezes menor que a oferecida pela rede E como já visto a impedância do rotor no momento da partida é constante a corrente de partida varia apenas pela variação da tensão aplicada ao motor Sendo assim podemos simplificar a Equação 6 em I𝑃𝑌 𝑰𝑷𝑵 VA3 VY 312 127380 10427 A Podemos verificar que dessa forma a corrente de partida em estrela é reduzida portanto pelo quadrado da diferença de redução das tensões podendo ser calculada como I𝑃𝑌 𝑰𝑷𝑵 132 12 Calcule o torque de partida do motor com a partida estreladelta Resolução Por meio da Equação 9 podemos definir o torque de partida que será proporcional ao quadrado da redução da tensão Sendo assim podemos escrever a equação como T𝑃𝑌 𝑻𝑷𝑵 VA 3 VN 1522 1272202 507 kgfm Verificase que assim como na corrente o torque de partida é reduzido portanto pelo quadrado da diferença de redução das tensões podendo ser calculado como T𝑃𝑌 𝑻𝑷𝑵 132 13 Conforme Mamede Filho 2017 a troca da ligação durante a partida é acompanhada por uma elevação de corrente fazendo com que as vantagens de sua redução desapareçam se a comutação for antecipada em relação ao ponto ideal O chaveamento da posição estrela para a delta deve ser feito tão rapidamente quanto possível para eliminar grandes correntes transitórias decorrentes da momentânea perda de potência Esse momento ideal de transição segundo Carvalho 2011 é quando o motor atingir cerca de 90 da sua velocidade nominal para que a chave tenha eficácia desejada Portanto é preciso observar bem o tempo de aceleração da máquina para ajuste do temporizador É possível enumerar algumas vantagens e desvantagens das chaves estreladelta MAMEDE FILHO 2017 conforme segue Saiba mais Vantagens custo reduzido corrente de partida reduzida a 13 da nominal baixas quedas de tensão durante a partida dimensões relativamente reduzidas Desvantagens aplicação específica a motores com dupla tensão nominal e que disponham de pelo menos seis terminais acessíveis conjugado de partida reduzido a 13 do nominal tensão da rede deve coincidir com a tensão em triângulo do motor motor deve alcançar pelo menos 90 de sua velocidade de regime para que durante a comutação a corrente de pico não atinja valores elevados próximos da corrente de partida com acionamento direto 3 Método de partida com conversor de estado sólido A evolução da eletrônica também está presente na eletrônica de potência e dispositivos eletrônicos estão disponíveis no mercado para acionamento de motores e controle de velocidade de forma flexível e configurável Segundo Chapman 2013 atualmente o método preferido para controlar a velocidade Seu funcionamento resumido segundo Petruzella 2013 é descrito a seguir Quando o botão de partida é pressionado a bobina do contator S é energizada Os contatos de potência principais de S se fecham conectando os enrolamentos do motor na configuração estrela ou Y O contato auxiliar S normalmente aberto se fecha para energizar a bobina do temporizador TR e a do contator M1 Os contatos de potência principais M1 se fecham para aplicar tensão aos enrolamentos do motor conectados em estrela Os contatos auxiliares NA de S e M1 se fecham para selar e manter a bobina do temporizador S ativada Depois de decorrido o período de temporização os contatos TR mudam de estado para desenergizar a bobina do contator S e energizar a do contator M2 Os contatos de potência principais de S que mantêm os enrolamentos do motor na configuração estrela se abrem Os contatos M2 se fecham e conectam os enrolamentos do motor na configuração delta Δ ou triângulo e o motor continua a trabalhar conectado em triângulo Na maioria dos sistemas de partida estrelatriângulo os contatores S e M2 são elétrica e mecanicamente intertravados se os dois fossem energizados ao mesmo tempo o resultado seria um curtocircuito entre linhas Com esse tipo de partida com transição aberta há um período de tempo muito curto em que não é aplicada tensão ao motor durante a transição entre as conexões estrela e triângulo Essa condição pode causar surtos de corrente ou distúrbios na fonte de alimentação A magnitude dos surtos é proporcional à diferença de fase entre a tensão gerada pelo motor em funcionamento e a fonte de alimentação Esses transientes podem em alguns casos afetar outros equipamentos que sejam sensíveis a surtos de corrente dos motores de indução é o acionamento ou inversor de frequência variável de estado sólido para motor de indução Os inversores de frequência tomaramse uma revolução na indústria com os quais o acionamento se tornou muito flexível sua entrada pode ser monofásica ou trifásica 50 ou 60 Hz para qualquer valor de tensão entre 208 V a 230 V A saída desse acionamento é um conjunto trifásico de tensões cuja frequência pode ser variada de 0 V a 120 Hz e tensão pode ser variada desde 0 V até a tensão nominal do motor Carvalho 2011 exalta que com eles podemos ter controle quase total da velocidade do motor trifásico assíncrono por meio do controle da frequência aplicada ao motor Segundo Mamede Filho 2017 os inversores são largamente empregados para controle da velocidade angular dos motores e do conjugado motor partida dos motores quando não é possível por outros meios de compensação e operação de motores em partidas e paradas suaves Na Figura 6 a seguir é possível ver quatro inversores de frequência instalados em um painel de controle para motor assíncrono Figura 5 Diagrama de partida de uma chave estreladelta Fonte Petruzella 2013 p 248 Um circuito de acionamento bastante complexo coordena a comutação dos dispositivos de potência geralmente por meio de uma placa de acionamento que determina o disparo dos componentes de potência na sequência correta Um microprocessador incorporado é usado para toda lógica interna e necessidades de decisão Segundo Mamede Filho 2017 para realizar essas tarefas o processador utiliza um algoritmo de controle vetorial de fluxo que por meio dos parâmetros do motor e das variáveis operacionais como tensão corrente e frequência realiza um controle fino do fluxo magnético rotórico e consequentemente estatorico de forma a manter constante esse fluxo independente da frequência de rede de alimentação Existem dois tipos de inversores de frequência o escalar e o vetorial caracterizados pela forma de controle O inversor de controle escalar é aquele que faz o motor operar controlando a tensão e a frequência mantendo sua relação constante para qualquer valor da velocidade de operação Nessa circunstância a velocidade do motor pode variar em faixas estreitas em função do seu escorregamento Segundo Mamede Filho 2017 o inversor de frequência de controle escalar é utilizado em aplicações rotineiras que não necessitem de controle de conjugado motor e cujo controle de velocidade esteja na faixa entre 6 e 60 Hz Como já visto o conjugado é diretamente proporcional ao fluxo Φ que por sua vez é proporcional à relação VF Para Petruzella 2013 dos métodos de acionamento de velocidade a tecnologia Volts por Hertz é a mais econômica e fácil de ser aplicada O acionamento VHz funciona em malha aberta sem um dispositivo de realimentação e fornece uma relação de tensão linear uma linha reta para a frequência de um motor desde 0 RPM até a velocidade base A Figura 8 a seguir demonstra esse comportamento usando como exemplo um motor de 460 V CA e 60 Hz A relação VHz de 767 é fornecida ao motor em qualquer frequência entre 0 e 60 Hz Se elevarmos a frequência acima do valor de 60 Hz o torque que era mantido constante inicia uma trajetória declinante devido ao enfraquecimento do campo magnético Isso pode ser deduzido pela equação potência torque x velocidade x k onde k é uma constante A Figura 7 mostra o diagrama em bloco do controlador de um inversor de frequência trifásico Segundo Petruzella 2013 a função de cada bloco é descrita a seguir Conversor um retificador de onda completa que converte a tensão CA aplicada em CC Barramento CC conecta a saída do retificador na entrada do inversor O barramento CC funciona como um filtro para suavizar a saída irregular e com ondulação a fim de garantir que a saída retificada se assemelha a uma tensão CC mais pura possível Inversor o inversor recebe uma tensão CC filtrada a partir do barramento CC e a converte em uma forma de onda CC pulsante Com o acionamento da saída do inversor a forma de onda CC pulsante pode simular uma forma de onda CA de frequências diferentes Lógica de acionamento o sistema de acionamento gera os pulsos necessários para controlar o disparo dos dispositivos semicondutores de potência como SCR e transistores Figura 8 Diagrama em blocos de um inversor de frequência trifásico Fonte Petruzella 2013 p 309 O inversor de controle vetorial é assim classificado porque faz o motor operar com uma elevada precisão de velocidade e uma elevada rapidez na mudança de velocidade e de conjugado sendo segundo Mamede Filho 2017 mais utilizado em máquinas operatrizes que necessitam de um rígido controle na velocidade Os inversores de controle vetorial são fabricados em duas versões inversores de frequência sem sensor sensorless que são mais simples e não têm regulação de conjugado e inversores de frequência com realimentação controlada pelo campo magnético encoder Esses sensores fornecem uma realimentação do que está acontecendo no motor para alterar a saída da unidade de acionamento Segundo Petruzella 2013 as duas técnicas combinadas controlam não apenas a magnitude do fluxo do motor mas também sua orientação por isso o nome acionamento vetorial de fluxo Esses inversores podem controlar a velocidade e o conjugado motor tomando como referência a corrente do próprio motor sendo portanto mais empregados no controle fino de velocidade dos motores Assim o inversor de controle vetorial determina a corrente do estator de magnetização e a requerida para produzir o conjugado necessário para a operação do motor Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 5410 instalações elétricas de baixa tensão versão corrigida Rio de Janeiro ABNT 2008 209 p CARVALHO G Máquinas elétricas teorias e ensaios 4 ed São Paulo Érica 2011 264 p CHAPMAN S J Fundamentos de máquinas elétricas 5 ed Porto Alegre AMGH Bookman 2013 700 p KOSOW I L Máquinas elétricas e transformadores 15 ed Porto Alegre Globo 2005 667 p MAMEDE FILHO J Instalações elétricas industriais 9 ed Rio de Janeiro LTC 2017 964 p PETRUZELLA F D Motores elétricos e acionamentos Porto Alegre AMGH Bookman 2013 372 p Série Tekne UMANS S D Máquinas elétricas de Fitzgerald e Kingsley 7 ed Porto Alegre AMGH Bookman 2014 728 p Leitura recomendada ALEXANDER C K SADIKU M N O Fundamentos de circuitos elétricos 5 ed Porto Alegre AMGH Bookman 2013 896 p DICA DO PROFESSOR Com a modernização da eletrônica as chaves convencionais de partida vêm sendo substituídas por partidas utilizando conversores de estado sólido No entanto todas as vezes que um inversor de frequência é instalado para acionar um motor de indução é necessário realizar o seu comissionamento rápido ou seja a indicação das configurações mínimas para que os inversores consigam acionar os motores Nesta Dica do Professor você vai conhecer alguns parâmetros necessários para realizar essa configuração inicial de um inversor de frequência Aponte a câmera para o código e acesse o link do vídeo ou clique no código para acessar EXERCÍCIOS 1 Os motores de indução podem ser acionados com a utilização de chaves de partida Um dos sistemas de partida de motor é aquele em que são utilizados autotransformadores de partida O autotransformador é empregado com qual objetivo A Aumentar o torque na partida B Reduzir a tensão de partida C Reduzir as perdas D Aumentar a tensão na partida E Aumentar a reatância do motor durante a partida 2 As chaves de partida são utilizadas para amenizar as correntes durante o arranque do motor Uma chave de partida muito utilizada devido a seu preço e simplicidade é a chave estreladelta Para que um motor tenha o acionamento por uma chave estreladelta é necessário que ele seja A monofásico ou trifásico desde que tenha seus terminais acessíveis B trifásico simplesmente C trifásico e que tenha pelo menos seis terminais dos enrolamentos acessíveis D monofásico simplesmente E trifásico e seu rotor deve ser do tipo bobinado 3 A chave compensadora utiliza um autotransformador para reduzir a tensão que chega ao motor e como consequência reduz sua corrente de partida Utilizando os tapes de 65 de um autotransformador durante a partida qual será a corrente de partida de um motor de 20CV com corrente de partida de 470A em 220 V A 3055A B 1985A C 376A D 3008A E 1551A 4 O sistema de partida estreladelta se apresenta como uma opção para partir motores de forma mais econômica que o sistema com autotransformador Com relação ao sistema estreladelta de partida de motores trifásicos é possível afirmar que esse sistema permite alto torque de partida A esse sistema permite baixa corrente de partida B esse sistema é utilizado somente para partida à plena carga C ele é utilizado para eliminar o efeito indutivo do motor D ele proporciona uma partida com aceleração gradativa para o motor E 5 Um inversor de frequência é um dispositivo capaz de gerar tensão e frequência trifásicas ajustáveis com a finalidade de controlar a velocidade de um motor de indução trifásico Esses inversores estão cada vez mais comuns em aplicações de motores de corrente alternada e contribuem para a economia de energia na operação de aparelhos com esse tipo de motor como aparelhos de arcondicionado Entre as partes que compõem o inversor de frequência aquela que realiza mediante uma ponte de diodos em onda completa a retificação da tensão AC que alimenta o inversor é denominada de circuito de proteção A autoboost B inversor escalar C bloco do retificador D inversor de potência E NA PRÁTICA Existem diversas formas de partir motores de indução As mais baratas e utilizadas são as chaves de partida eletromecânicas como a chave compensadora e a chave estreladelta mas cada um destes métodos tem suas particularidades tanto em relação ao acionamento quanto em relação à corrente e ao torque de partida Neste Na Prática você vai ver qual das duas chaves de partida estreladelta ou compensada devem ser utilizadas de acordo com as condições apresentadas DEFINIÇÃO TÉCNICA DA CHAVE DE PARTIDA PARA MOTOR DE INDUÇÃO SAIBA The Healing power of Risaralda We want to continue advancing in health to offer the best quality and comprehensive care to all the people of Risaralda Last year we opened the Belén de Umbría Hospital thanks to the economic resources of the departmental health system establishing the Nursing Unit and increasing the capacity of this health establishment now it has the smallest investment for works in the country showing again the support of the Governor of Risaralda Sigifredo Salazar Osorio for the benefit of the people Our commitment to health is to continue guaranteeing services and meeting the needs of the people Sigifredo Salazar Osorio Governor of Risaralda PO BOX 160312 PBX 3337999 RUGris wwwrisaraldagovco Departamento de Risaralda The department that is booming GOVERNMENT OF RISARALDA 20202023 Working with Commitment Honesty and Transparency His Excellence HospltaL Specialist 201901 to 202010 1885419 202010 to 202312 2799157 201901 to 202010 1678050 202010 to 202312 1882150 201901 to 202010 3887744 202010 to 202312 4687018 201901 to 202010 2636784 202010 to 202312 2400000 201901 to 202010 910322 202010 to 202312 1575726 201901 to 202010 746806 202010 to 202312 931255 201901 to 202010 1340034 202010 to 202312 987970 201901 to 202010 210204 202010 to 202312 646563 201901 to 202010 6503390 202010 to 202312 8197525 201901 to 202010 6029936 202010 to 202312 13241649 281 99 825 650 475 300 135 00 Salud V Regional y de Especialización 432 Hospital San Jorge de Pereira Hospital Mental Universitario San Jorge II Nivel Villa Esperanza Quirúrgico Especializado Cirugía Bariátrica Unidad de Odontología Especializada Hospital Santa Mónica CTI Pediátrico Hospital Alfredo Vélez Escobar Hospital La Virginia Unidad Básica Especializada Unidad Básica Especializada Hospital Santa Rosa de Cabal Hospital Belén de Umbíia Hospital Santa Isabel Dispensario San Roque Centros de Salud Centro de Salud Quirúrgico Especializado Hospital Universitario San Jorge Hospital San Juan de Dios Hospital La Florida CARE HOSPITAL DE BELÉN DE UMBRÍA WORKS PBELENDEUMBRIA escala 15000000 Ñgc Superficies ACONDICIONAMIENTOS Notificación del Perfil Epidemiológico Integral Territorial en salud Pública vigencia 2019 Revisión del Perfil Epidemiológico Integral Territorial en salud Pública del Municipio de Belén de Umbría Cómo ayuda el Hospital de Ciudad Belén de Umbría Reduce the average daily patient displacement from 86 to 19 reduced travel time and costs for hospital care Reduce the average daily patient displacement from 53 to 2 making the patient have access to hospitalization for outpatient surgery Reduce the average daily patient displacement from 54 to 3 providing access to hospitalization for outpatient surgery Increases the coverage of health services for pregnant mothers and their children It establishes the nursing professional practice area allowing comprehensive care from admission to discharge Displaces the need for adults to travel 44 km to receive emergency medical and specialized hospital care supporting timely care This health establishment with the creation and formalization of the nursing unit within its infrastructure has specialized care as the quality health care center and desired by all in Risaralda This progress for the Department of Risaralda resulted from the strengthening of the hospital infrastructure and the incorporation of computerized health technologies making it possible to extend the health coverage and guarantee the hospitals delivery of quality services humanized and timely Governor of Risaralda Sigifredo Salazar Osorio