Motores Elétricos Trifásicos - Ligações Componentes e Proteção

Motores elétricos ligação e componentes dos circuitos Prof Francisco Damasceno Freitas Universidade de Brasília Faculdade de Tecnologia Departamento de Engenharia Elétrica Eletricidade Básica Motor de indução trifásico ROTOR ESTATOR MUNDO DA ELÉTRICA Tipos de ligação de motores de 6 terminais Os tipos de ligação dependem de como as bobinas são conectadas Cada bobina é caracterizada por uma TENSÃO NOMINAL Sendo a tensão nominal de 1 bobina igual a 220 V é possível ligar o motor trifásico em uma rede de 220 V ou em rede de 380 V Tipos de ligação de motores de 12 terminais Suponha que a tensão de cada bobina seja 220 V Cada bobina é caracterizada por uma TENSÃO NOMINAL Tipos de ligação de motores de 12 terminais Suponha Dados de placa de identificação Suponha Dados de placa de identificação Placa de Identificação W22 3 kW HPcv 30 40 90S MOTOR INDUÇÃO GAIOIA INDUCT MOTOR SQUIRREL CAST V 220380 A 129750 RPM 1690 Hz 60 gs 100 55 KP 080 TORQUE Nm 760 AMB 40ºC F T K EFS GFA CONT DRG N IP55 NEG DUTY S2 1MIN AH 1000 RELELEMEC MOD05Z 21 Kg W2 U2 V2 W2 U2 V2 220V U1 V1 W1 U1 V1 W1 380V A L1 L2 L3 Y L1 L2 L3 6205ZZ 6204ZZ MOBIL POLYREX EM Elementos de acionamentos e proteção de motores Elementos de acionamentos e proteção de motores Elementos de acionamentos e proteção de motores Contatos Em comandos elétricos trabalharseá bastante com um elemento simples que é o contato A partir do mesmo é que se forma toda lógica de um circuito e também é ele quem dá ou não a condução de corrente i Contato Normalmente Aberto NA não há passagem de corrente elétrica na posição de repouso Desta forma a carga não estará acionada ii Contato Normalmente Fechado NF há passagem de corrente elétrica na posição de repouso Desta forma a carga estará acionada Associação de Contatos NA Notase que na combinação em série a carga estará acionada somente quando os dois contatos estiverem acionados e por isso é denominada de função E Já na combinação em paralelo qualquer um dos contatos ligados aciona a carga e por isso é denominada de função OU Associação de contatos NA Associação de Contatos NF a associação em série de contatos NF é denominada função não OU Da mesma forma a associação em paralelo é chamada de função não E Elementos de um painel elétrico por via de regra os circuitos de manobra são divididos em comando e potência possibilitando em primeiro lugar a segurança do operador e em segundo a automação do circuito Botoeira ou Botão de comando Quando se fala em ligar um motor o primeiro elemento que vem a mente é o de uma chave para ligálo Só que no caso de comandos elétricos a chave que liga os motores é diferente de uma chave usual destas que se tem em casa para comandar lâmpadas por exemplo A diferença principal está no fato de que ao movimentar a chave residencial ela vai para uma posição e permanece nela mesmo quando se retira a pressão do dedo Na chave industrial ou botoeira há o retorno para a posição de repouso através de uma mola O entendimento deste conceito é fundamental para compreender o porque da existência de um selo no circuito de comando Note que o retorno é feito de forma automática através de mola Chaves fim de curso são os elementos fundamentais de manobra de cargas elétricas Ou seja não há contato físico entre os terminais de acionamento e os de trabalho Relés Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Contactores Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Contactores Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Contactores Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Fusíveis Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Disjuntores Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Disjuntores Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Relé térmico ou de sobrecarga Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Relé térmico ou de sobrecarga Permitem o surgimento de dois tipos de circuito Simbologia em comandos elétricos Permitem Simbologia em comandos elétricos Permitem Selo O contato de selo é sempre ligado em paralelo com o contato de fechamento da botoeira Selo com dois contatos Para obter segurança no sistema podese utilizar dois contatos de selo Intertravamento Processo de ligação entre os contatos auxiliares de vários dispositivos pelo qual as posições de operação desses dispositivos são dependentes umas das outras Através do intertravamento evitase a ligação de certos dispositivos antes que os outros permitam essa ligação Um contato NA do contator K2 antes do contator K1 significa que K1 Proteção com relé térmico Permitem Intertravamento com botoeiras O intertravamento também pode ser feito através de botoeiras Neste caso para facilitar a representação recomendase que uma das botoeiras venha indicada com seus contatos invertidos Esquema Funcional Neste diagrama todos os condutores estão representados Não é levada em conta a posição construtiva e a conexão mecânica entre as partes 36 Fatores de seleção Os tipos de ligação dependem de como as bobinas são conectadas 37 Escorregamento Os tipos de ligação dependem de como as bobinas são conectadas 38 Escorregamento Os tipos de ligação dependem de como as bobinas são conectadas 39 Categoria de conjugado Os tipos de ligação dependem de como as bobinas são conectadas 40 Categoria de motores em gaiola Os tipos de ligação dependem de como as bobinas são conectadas Categoria de motores em gaiola Placa de Identificação 42 Categoria de motores em gaiola Os tipos de ligação depende 43 Tempo com rotor bloqueado Os tipos de ligação depende 44 Classe de isolamento Os tipos de ligação depende 45 Regime de serviço Os tipos de ligação depende Normalmente os motores são projetados para um regime contínuo isto é carga constante atuando por um tempo indefinido igual à potência nominal do motor Esse regime é classificado como regime contínuo S1 Observação Motores para os regimes de serviço S2 a S10 devem ser encomendados diretamente aos fabricantes e não são considerados motores para aplicação normal Chamase fator de serviço FS o fator que aplicado à potência nominal indica a sobrecarga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor sob condições especificadas Exemplo FS 115 o motor suporta continuamente 15 de sobrecarga acima de sua potência nominal O fator de serviço é uma capacidade de sobrecarga contínua isto é uma reserva de potência que dá ao motor condições de funcionamento em situações desfavoráveis Observação Fator de serviço não deve ser confundido com capacidade de sobrecarga momentânea Sentido de rotação A mudança no sentido de rotação de motores trifásicos é bastante simples Basta inverter duas fases como mostra a figura seguinte não importando qual das fases será trocada Inversão do sentido de rotação de um motor de indução trifásico Grau de proteção Dígito Indicação do primeiro dígito 0 Não é protegido 1 Protegido contra objetos sólidos maiores que 50 mm 2 Protegido contra objetos sólidos maiores que 12 mm 3 Protegido contra objetos sólidos maiores que 25 mm 4 Protegido contra objetos sólidos maiores que 10 mm 5 Protegido contra poeira prejudicial ao motor 6 Totalmente protegido contra poeira Primeiro dígito do grau de proteção dos motores Grau de proteção Dígito Indicação do segundo dígito 0 Não protegido 1 Protegido contra quedas verticais de gotas de água 2 Protegido contra queda de gotas de água para uma inclinação máxima de 15º 3 Protegido contra água aspergida de um ângulo de 60º na vertical chuva 4 Protegido contra projeções de água de qualquer direção 5 Protegido contra jatos de água de qualquer direção 6 Protegido contra ondas do mar ou de água projetada em jatos potentes 7 Protegido contra imersão em água sob condições definidas de tempo e pressão 8 Protegido contra submersão contínua em água nas condições especificadas pelo fabricante Segundo dígito do grau de proteção dos motores Dígito Indicação do segundo dígito 0 Não protegido 1 Protegido contra quedas verticais de gotas de água 2 Protegido contra queda de gotas de água para uma inclinação máxima de 15 3 Protegido contra água aspergida de um ângulo de 60 na vertical chuva 4 Protegido contra projeções de água de qualquer direção 5 Protegido contra jatos de água de qualquer direção 6 Protegido contra ondas do mar ou de água projetada em jatos potentes 7 Protegido contra imersão em água sob condições definidas de tempo e pressão 8 Protegido contra submersão contínua em água nas condições especificadas pelo fabricante Segundo dígito do grau de proteção dos motores 53 Circuitos de comando e potência para partida direta Os motores de indução trifásicos totalmente fechados para aplicação normal são fabricados normalmente com os seguintes graus de proteção IP54 proteção completa conta toque e contra acúmulo de poeiras nocivas Proteção contra respingos de todas as direções São utilizados em ambientes muito empoeirados IP55 proteção completa contra toque e acúmulo de poeiras nocivas Proteção contra jatos de água em todas as direções São utilizados nos casos em que os equipamentos são lavados periodicamente com mangueiras IPW55 idêntico ao IP 55 porém são protegidos contra intempéries chuva e maresia São utilizados ao ar livre Também denominados motor de uso naval Os motores de indução trifásicos abertos para aplicação normal são fabricados quase sempre com grau de proteção IP 21 54 Partida direta com sinalização Os tipos de ligação depende Partida de motor com reversão Componentes 1 Disjuntor tripolar Q1 1 disjuntor bipolar Q2 1 relé térmico F2 2 contatores K1 eK2 1 botoeira NF S0 2 botoeiras NA S1 e S2 1 Motor trifásico M1 Circuitos de comando e potência para uma partida com reversão Partida estrelatriângulo Em instalações elétricas industriais principalmente aquelas sobrecarregadas podem ser usadas chaves estrelatriângulo como forma de suavizar os efeitos de partida dos motores elétricos Só é possível o acionamento de um motor elétrico através de chaves estrelatriângulo se este possuir seis terminais acessíveis e dispor de dupla tensão nominal tal como 220380 V ou 380660 V O procedimento para o acionamento do motor é feito inicialmente ligandoo na configuração estrela até que este alcance uma velocidade próxima da velocidade de regime quando então esta conexão é desfeita e executada a ligação em triângulo 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 Durante a partida em estrela o conjugado e a corrente de partida ficam reduzidos a 13 de seus valores nominais Neste caso um motor só pode partir através de chave estrelatriângulo quando o seu conjugado na ligação em estrela for superior ao conjugado da carga do eixo Devido ao baixo conjugado de partida a que fica submetido o motor as chaves estrelatriângulo são mais adequadamente empregadas em motores cuja partida se dá em vazio Partida estrelatriângulo Circuito de comando Partida estrelatriângulo 59 Referência FRANCHI C M Acionamentos Elétricos Editora Érica 2ª ed 2007