Comandos Elétricos e Proteções em Máquinas Elétricas

Prof Ádamo de Sousa Araújo 2023 Universidade Federal de Pelotas Centro de Engenharias Engenharia Agrícola Eletrotécnica ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES ACIONAMENTO ELÉTRICO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS 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 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRAS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTOEIRA SINALEIRO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES SINALEIRO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES BOTÃO DE EMERGÊNCIA LÓGICA COM RELÉS E CONTATORES Os relés basicamente são dispositivos elétricos que tem como função produzir modificações súbitas porém predeterminadas em um ou mais circuitos elétricos de saída O relé tem um circuito de comando que no momento em que é alimentado por uma corrente aciona um eletroímã que faz a mudança de posição de outro par de contatores que estão ligados a um circuito ou comando secundário Resumidamente podemos dizer que todo relé se configura como um contato que abre e fecha de acordo com algum determinado fator ou configuração Alguns relés são bem pequenos e fáceis de serem manipulados testados e trocados justamente por existir vários tipos de construções mecânicas para relés O que é um Relé COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Relé Relés LÓGICA COM RELÉS E CONTATORES PARTIDA DO MOTORES ACIONAMENTO ELÉTRICO No momento da partida os motores solicitam uma corrente muito maior do que em serviço contínuo em razão da mudança de estado de inércia do motor No instante da partida essa corrente costuma variar na faixa de 6 a 8 vezes a corrente nominal A amplitude e o tempo do pico da corrente inicial dependem das condições de partida Se for uma partida sob carga o pico será maior que se for a vazio Podese chegar até dez vezes do valor nominal Essa alta corrente pode até disparar os dispositivos de proteção dos circuitos e comandos Além disso sobrecarrega a rede alimentadora de uma forma prejudicial PARTIDA DO MOTORES ACIONAMENTO ELÉTRICO Corrente do motor Regime Permanente Partida Tempo COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA Contatores são dispositivos eletromecânicos que permitem o acionamento de cargas que exigem correntes maiores como motores trifásicos e resistências industriais por exemplo Semelhantes ao relés os contatores possuem uma bobina um núcleo e um conjunto de contatos de força e de comando Essas partes em conjunto são responsáveis pelo funcionamento do dispositivo graças ao eletromagnetismo O fenômeno é responsável pelo acionamento dos contatos os quais ligam e desligam os equipamentos elétricos a eles conectados COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA DE POTÊNCIA Os contatores de potência possuem contatos de carga bem robustos geralmente usados para acionar motores elétricos trifásicos Alguns são bem robustos e suportam correntes muito altas como por exemplo correntes de até 120A Vale a pena destacar também que estes contatores podem ser de baixa potência Existem linhas com variadas correntes para as mais diversas explicações Algumas linhas possuem contatores que trabalham na faixa de 6A até 630A por exemplo COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA DE AUXILIAR Os contatores auxiliares possuem vários contatos que suportam baixa corrente e que podem ser NA NF ou a combinação deles A principal diferença entre o contator auxiliar e o bloco de contato auxiliar é que os contatores auxiliares possuem uma bobina interna Além disso eles são usados para complementar os comandos elétricos de uma máquina ou seja eles podem ser acionados de forma independente do contator de potência COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CONTATORA DIMENSIONAMENTO Suponhamos que seja necessário dimensionar um contator para um motor com corrente nominal de 5A Basta usar a corrente nominal da carga que o contator irá acionar e multiplicar pelo fator de segurança que normalmente é de 115 a 125 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Bobina do contator Botoeira de acionamento Contato de selo K1 K1 N B1 B0 Botoeira de desligamento F Contato de selo K1 N F Carga Contatos do Contator Motor trifásico COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Bobina do contator B1 Chave de acionamento Contato de selo M 3 K1 K1 K1 N B1 B0 B0 Chave de desligamento Funcionamento de Contatora r s t s COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL Os fusíveis são dispositivos usados com o objetivo de limitar a corrente de um circuito proporcionando sua interrupção em casos de curtoscircuitos ou sobrecargas de longa duração Fusível Diazed Fusível NH Fusível Ultrarrápido D COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL DIAZED Diazed é o modelo de fusível utilizado em instalações industriais nos circuitos com motores É do tipo retardado e fabricado para correntes de 𝟐 a 𝟔𝟑𝑨 𝑉𝑚𝑎𝑥 500𝑉 e 𝐼𝑐𝑐 50𝑘𝐴 O conjunto de proteção Diazed é formado por tampa anel de proteção fusível parafuso de ajuste e base unipolar ou tripolar com fixação rápida ou por parafusos COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL DIAZED Uma base de porcelana contendo um elemento metálico em seu interior que é ligado a um dos bornes sendo que o outro está conectado ao parafuso de ajuste Para facilitar a identificação da corrente nominal do fusível quando em operação em um circuito o indicador de queima apresenta uma cor que define sua corrente nominal COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL NH O fusível NH é um componente elétrico de proteção essencial para proteção nas instalações elétricas industriais As letras NH são derivadas do alemão onde a letra N representa baixa tensão e a letra H representa alta capacidade de interrupção conforme a norma IEC 6026921 ou NBR 11841 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL NH O fusível NH Nbaixa tensão H Alta capacidade é usado nos mesmos casos do Diazed porém é fabricado para correntes de 𝟒 a 𝟔𝟑𝟎𝑨 𝑽𝒎𝒂𝒙 𝟓𝟎𝟎𝑽 e 𝑰𝒄𝒄 𝟏𝟐𝟎𝒌𝑨 O conjunto é formado por fusível e base A colocação eou retirada do fusível é feita com o punho casafusível Existe nele um sinalizador de estado bomqueimado porém não em cores diferentes como no DIAZED COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL NH COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL NH COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES FUSÍVEL ULTRARÁPIDOS São indicados para a proteção de diodos e tiristores ou seja para retificadores e conversores de frequência A atuação dos fusíveis podese dar por três fatores Curtocircuito interno provocado por um componente defeituoso dentro do conversor Curtocircuito externo uma falha no consumidor Defeito durante a frenagem frenagem regenerativa falha no sistema de controle comutação a ponte retificadora funciona como um curto COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DIMENSIONAMENTO DOS FUSÍVEIS No dimensionamento dos fusíveis retardados devese levar em consideração os seguintes aspectos 1 𝑻𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝒇𝒖𝒔ã𝒐 𝒗𝒊𝒓𝒕𝒖𝒂𝒍𝒕𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒆 𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒑𝒂𝒓𝒕𝒊𝒅𝒂 Os fusíveis devem suportar sem fundir o pico de corrente de partida 𝐼𝑝 durante o tempo de partida do motor 𝑇𝑝 Com os valores de 𝐼𝑝 e 𝑇𝑝 entramos na curva para dimensionar o fusível 2 𝑰𝒇𝒖𝒔í𝒗𝒆𝒍 𝟏 𝟐 𝑰𝒏𝒐𝒎𝒊𝒏𝒂𝒍 devese dimensionar para uma corrente no mínimo 20 superior a corrente nominal 𝐼𝑛 do motor COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DIMENSIONAME NTO DOS FUSÍVEIS CURVA TEMPO x CORRENTE PARA O FUSÍVEL D COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DIMENSIONAMENTO DOS FUSÍVEIS CURVA TEMPO x CORRENTE PARA O FUSÍVEL NH Tempo de fusão virtual x Corrente de Partida COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES EXEMPLO DE CÁLCULO 1 Dimensionar o fusível para proteger o motor de 𝟓𝒄𝒗 𝟐𝟐𝟎𝑽 𝟔𝟎𝑯𝒛 IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 𝟓𝒔 partida direta Pelo catálogo WEG de Motores tipo 𝑊21 ESPECIFICAÇÕES DE MOTORES WEG W21 4 pólos 60Hz Corrente Nominal Relação 𝐼𝑝𝐼𝑛 Potência COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES EXEMPLO DE CÁLCULO 1 Dimensionar o fusível para proteger o motor de 𝟓𝒄𝒗 𝟐𝟐𝟎𝑽𝟔𝟎𝑯𝒛 IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 𝟓𝒔 partida direta Pelo catálogo WEG de Motores tipo 𝑊21 𝐼𝑛 14𝐴 𝐼𝑝𝐼𝑛 76 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES EXEMPLO DE CÁLCULO 1 Dimensionar o fusível para proteger o motor de 𝟓𝒄𝒗 𝟐𝟐𝟎𝑽𝟔𝟎𝑯𝒛 IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 𝟓𝒔 partida direta Pelo catálogo WEG de Motores tipo 𝑊21 𝐼𝑛 14𝐴 𝐼𝑝𝐼𝑛 76 logo 𝐼𝑝 76 14 1064𝐴 a Com o valor de 𝐼𝑝1065𝐴 e 𝑇𝑝 5𝑠 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DIMENSIONAME NTO DOS FUSÍVEIS CURVA TEMPO x CORRENTE PARA O FUSÍVEL D COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DIMENSIONAME NTO DOS FUSÍVEIS CURVA TEMPO x CORRENTE PARA O FUSÍVEL D 5𝑠 1064𝐴 35𝐴 25𝐴 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DIMENSIONAMENTO DOS FUSÍVEIS CURVA TEMPO x CORRENTE PARA O FUSÍVEL D COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES EXEMPLO DE CÁLCULO 1 Dimensionar o fusível para proteger o motor de 5𝑐𝑣 220𝑉60𝐻𝑧 pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 5𝑠 partida direta Pelo catálogo WEG de Motores tipo 𝑊21 𝐼𝑛 14𝐴 𝐼𝑝𝐼𝑛 72 logo 𝐼𝑝 72 14 1064𝐴 b Pelo segundo critério 𝐼𝑓 12 𝐼𝑛 logo 𝐼𝑓 168𝐴 Assim o fusível de 35A também atende este critério Contatos do Contator Motor trifásico COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Bobina do contator B1 Chave de acionamento Contato de selo M 3 K1 F1 K1 F2 F3 K1 N B1 B0 B0 Chave de desligamento F4 Acionamento r s t s COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR Um disjuntor é um dispositivo eletromecânico que funciona como um interruptor automático destinado a proteger uma determinada instalação elétrica contra possíveis danos causados por curtoscircuitos e sobrecargas elétricas A sua função básica é a de detectar picos de corrente que ultrapassem o adequado para o circuito interrompendoa imediatamente antes que os seus efeitos térmicos e mecânicos possam causar danos à instalação elétrica protegida COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MECANISMOS COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MECANISMO DE GATILHO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA CURTOCIRCUITO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA CURTOCIRCUITO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA CURTOCIRCUITO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA CURTOCIRCUITO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA CURTO CIRCUITO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES ARCO ELÉTRICO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CÂMARA DE EXTINÇÃO DO ARCO ELÉTRICO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR PROTEÇÃO CONTRA SOBRECARGA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR Disjuntor Curva B Estipula uma corrente de ruptura de 3 a 5 vezes a corrente nominal do disjuntor Utilizados em circuitos resistivos onde a demanda de corrente na partida dos equipamentos é relativamente baixa Disjuntor Curva C Estipula uma corrente de ruptura de 5 a 10 vezes a corrente nominal do disjuntor Utilizados para cargas indutivas como motores circuitos de iluminação em geral e ligação de bobinas Disjuntor Curva D Estipula uma corrente de ruptura de 10 a 20 vezes a corrente nominal do disjuntor Utilizados em grandes motores e transformadores onde se deseja proteção para curtocircuitos de altíssima intensidade Contatos do Contator Motor trifásico COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Bobina do contator B1 Chave de acionamento Contato de selo M 3 K1 K1 K1 N B1 B0 B0 Chave de desligamento Acionamento r s t s Disjuntor O dispositivo DR e usado para detectar a corrente residual de um circuito ou seja é o monitor de corrente à terra que atua tão logo a corrente para terra atinja seu limiar de disparosensibilidade O dispositivo DR tem como função a proteção às pessoas ou do patrimônio contra falta a terra Os dispositivos DR de corrente nominal residual até 30𝑚𝐴 são destinados fundamentalmente à proteção de pessoas enquanto os de corrente nominais residuais de 100𝑚𝐴 300𝑚𝐴 500𝑚𝐴 1000𝑚𝐴 ou ainda superiores a esta são destinados à proteção patrimonial contra os efeitos causados pelas corrente de fuga à terra tais como consumo excessivo de energia elétrica ou ainda incêndios provocados pela falta de isolação COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR DR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR DR Muito alta sensibilidade 10𝑚𝐴 Alta sensibilidade 30𝑚𝐴 Sensibilidade normal100 𝑎 300𝑚𝐴 Baixa sensibilidade05 𝑎 1𝐴 O tipo de interruptor diferencial usado frequentemente nas moradias e comércios é de alta sensibilidade 30𝑚𝐴 já que é o que fica abaixo do limite considerado perigoso para o corpo humano COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR DR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR DR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR DR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Relé térmico é um dispositivo de proteção de sobrecarga elétrica aplicado a motores elétricos Este dispositivo de proteção visa evitar o sobreaquecimento Também é chamado de relé de sobrecarga ou mesmo de relé bimetálico sua função é atuar desligando o motor antes que o limite de deterioração seja atingido O relé térmico é uma réplica do motor pois é criado com base em um modelo térmico do mesmo Sua fabricação se dá a partir da laminação de dois metais de coeficientes de dilatação diferentes unidos por meio de um enrolamento por onde passa a corrente que vai para o motor COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Os relés de sobrecarga protegem cargas contra o aquecimento indevido causado por sobrecargas ou falta de fase Quando temos uma sobrecarga ou uma falta de fase no circuito ocorre um aumento na corrente do motor Esta elevação de corrente causa o acionamento do mecanismo de disparo que atuará sobre os contatos auxiliares 9596 NF e 9798 NA Os contatos auxiliares desligam a carga por meio de um contator O tempo para o desligamento está relacionado com a corrente de sobrecarga e a corrente ajustada no relé que se encontra devidamente representada na curva de disparo do relé Após o desarme devese aguardar o restabelecimento do sistema para que se faça o rearme que pode ser feito de forma manual ou automática M 3 NF NA FT COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Os relés térmicos são divididos em classes de disparo tornando possível a adaptação dos mesmos ao tempo de partida dos motores ignorando as altas correntes de partida e disparando apenas se este tempo se prolongar demasiadamente conforme tabela abaixo COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO FONTEhttpsbrasiltecindbrproduto901601reledesobrecarga COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Teste Indicador de disparo Reset Stop Bloqueio de ajuste Ajuste da corrente Tampa transparente COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Depois de levantado a tampa transparente1 o tipo de operação pode ser definido girando o botão azul RESET4 1 Gire para esquerda para rearme MANUAL 2 Pressione e gire para direita para rearme AUTOMÁTICO Com a tampa transparente para baixo então o botão RESET ficará bloqueado para ajuste Quando em modo MANUAL o rearme do relé após o desarme é feita pressionando o botão RESET Quando em modo automático o relé voltará a ser rearmado sozinho após resfriamento dos elementos bimetálicos Seleção de ManualAutomático COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Função Stop Pressionando o botão vermelho STOP5 1 O contato 9596 vai abrir 2 Não acontecerá com o contato 9798 O botão STOP pode ser bloqueado encaixando um clipe em U COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO Função Teste Pressionando o botão azul 6 de TEST o relé simula o desarme em condições normais de operação sendo então 1 O contato 9596 vai abrir 2 O contato 9798 vai fechar Aciona o indicador de disparo 7 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO DIMENSIONAMENTO Os relés devem ser dimensionados de forma que contenham em sua faixa de ajuste a corrente nominal 𝐼𝑛 que circula pelo trecho onde está ligado Para motores com fator de serviço 𝐹𝑆 115 𝐼𝑟 125 𝐼𝑛 Para motores com fator de serviço 𝐹𝑆 115 𝐼𝑟 115 𝐼𝑛 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Fator de serviço Fator de serviço é representado pelas letras FS sendo ele um multiplicador que quando aplicado à potência nominal do motor elétrico indica a carga que pode ser acionada continuamente sob tensão e frequência nominais e com limite de elevação de temperatura do enrolamento A utilização do fator de serviço implica uma vida útil inferior aquela do motor com carga nominal O fator de serviço não deve ser confundido com a capacidade de sobrecarga momentânea que o motor pode suportar Para este caso o valor é geralmente de até 60 da carga nominal durante 15 segundos Quando o fator de serviço 𝑭𝑺 𝟏 𝟎 significa que o motor não foi projetado para funcionar continuamente acima de sua potência nominal Isto entretanto não muda a sua capacidade para sobrecargas momentâneas A IEC 600341 especifica os fatores de serviço usuais por potência COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Fator de serviço Exemplo Um motor com a corrente de 𝟖 𝟕𝑨 e 𝑭𝑺 de𝟏 𝟏𝟓 terá sua corrente máxima admissível 87𝐴 𝑥 115 𝟏𝟎 𝟎𝑨 Sendo assim seu motor pode funcionar em regime continuo com uma corrente de 𝟏𝟎𝑨 desde que a temperatura do seu motor seja respeitada conforme a sua classe térmica COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO DIMENSIONAMENTO 1 Dimensionar o relé de sobrecarga para proteger o motor de 𝟓𝒄𝒗 𝟐𝟐𝟎𝑽 𝟔𝟎𝑯𝒛 𝑰𝑽 𝒑ó𝒍𝒐𝒔 supondo que o seu tempo de partida seja de 𝟓𝒔 partida direta Pelo catálogo WEG de motores tipo 𝑾𝟐𝟏 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO DIMENSIONAMENTO Corrente Nominal Fator de Serviço COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO DIMENSIONAMENTO 1 Dimensionar o relé de sobrecarga para proteger o motor de 5𝑐𝑣 220𝑉60𝐻𝑧 𝐼𝑉 𝑝ó𝑙𝑜𝑠 supondo que o seu tempo de partida seja de 5𝑠 partida direta Pelo catálogo WEG de motores tipo 𝑊21 𝐼𝑛 14𝐴 𝐹𝑆 115 Como 𝐹𝑆 115 𝐼𝑟 125 𝐼𝑛 logo Ir 125 14 𝟏𝟕 𝟓𝐀 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TÉRMICO DIMENSIONAMENTO ESPECIFICAÇÃO COMPLETA CONFORME O CATÁLOLGO Contatos do Contator Motor trifásico COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Bobina do contator B1 Chave de acionamento Contato de selo M 3 K1 F1 K1 F2 F3 K1 N B1 B0 B0 Chave de desligamento F4 Acionamento r s t s NF NA FT FT NF COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ DE FALTA DE FASE httpswwwyoutubecomwatchvOdV13MOEHHQ COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ DE FALTA DE FASE O relé falta de fase assim como outros tipos de relés é um dispositivo que executa uma ação de comutação de contatos a partir de alguma situação que ele identifica Como está descrito em seu nome a principal condição para o acionamento deste relé é a falta de fase Há também outras condições para o acionamento como por exemplo A inconsistência de uma fase A sequência errada das fasesquando o relé possuir essa função A assimetria do ângulo das fases A tensão acima ou abaixo do limite máximo ou mínimo respectivamente Falta do neutro se houver Contatos do Contator Motor trifásico COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES Bobina do contator B1 Chave de acionamento Contato de selo M 3 K1 F1 K1 F2 F3 K1 N B1 B0 B0 Chave de desligamento F4 Acionamento r st s NF NA FT FT NF RFF NA RFF NF COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR Ajuste da corrente de sobrecarga Junto ao disparador térmico existe um disco de ajuste para a corrente de sobrecarga suportada pelo disjuntor motor esse ajuste se dá pelo fato dos motores elétricos possuírem o fator de serviço Em certas situações motores elétricos podem trabalhar com mais carga acoplada ao seu eixo do que o projetado Essa é uma característica dos motores elétricos que é chamada de fator de serviço COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR Dispositivo de manobra e proteção Além de servir como dispositivo de proteção o disjuntor motor também é usado como dispositivo de manobra ou seja é usado para ligar e desligar um motor elétrico de forma manual Normalmente o disjuntor motor possui uma interface de acionamento por manopla rotativa ou por sistema de botões liga e desliga Este uso do disjuntor motor como dispositivo de manobra substitui o uso de outras chaves para acionamento COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR Como dimensionar disjuntor motor A primeira informação para dimensionar um disjuntor motor é a corrente nominal In do motor elétrico que o disjuntor motor vai proteger Este valor da corrente é encontrado na placa de identificação do motor A segunda informação também encontrada na placa de identificação do motor é o fator de serviço Normalmente o fator de serviço é 115 ou 125 que representa 15 ou 25 a mais de carga que o motor suporta O cálculo do dimensionamento é bem simples Basta multiplicar a corrente nominal In pelo valor do fator de serviço Com o resultado da multiplicação basta consultar uma tabela do fabricante de disjuntor motor e identificar qual é a faixa de corrente que será usada para o disjuntor COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR Exemplo de dimensionamento Em nosso exemplo a placa do motor indica para a tensão de 220V uma corrente nominal In de 289A e um fator de serviço de 125 COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES DISJUNTOR MOTOR x RELÉ TÉRMICO Uma dúvida comum sobre o disjuntor para motores trifásicos é se o disjuntor motor e o relé térmico proporcionam as mesmas proteções Apesar do disjuntor motor e do relé térmico possuírem o mesmo nível de proteção contra sobrecarga o relé térmico não realiza a proteção do motor contra curtocircuito Em um comando de motor com uso de um relé térmico é necessário usar fusíveis para proporcionar a proteção contra curtoscircuitos além do mais nem todo relé térmico possui a proteção contra falta de fase COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TEMPORIZADOR COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TEMPORIZADOR O relé temporizador timer ou relé de tempo como também é chamado pode ser definido como um dispositivo que é capaz de fazer processos de comutação através da manipulação de tempo Mas o que isso quer dizer Isso significa que manipulando o tempo antes durante ou após o seu acionamento o relé temporizador comuta os seus contatos e consegue realizar funções como Auxiliar na reversão de motor Auxílio na automação e sincronismo industrial Retardo na energização Padronização de sinais para CLP Prolongamento de impulso Retardo na desenergização Prevenção de sobrecarga no sistema de potência durante partidas de motores Pulso na energização e outras COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES RELÉ TEMPORIZADOR ESTRELATRIÂNGULO Esse temporizador trabalha da seguinte forma quando ele recebe a alimentação e a sua bobina é energizada a comutação dos seus contatos estrela acontece imediatamente Quando o tempo que foi programado nesse relé acaba os contatos estrela retornam para a sua posição original e quando isso acontece o relé inicia uma nova contagem de tempo geralmente 100 milissegundos E por fim ao chegar no final dessa nova contagem os contatos triângulo do relé se comutam permanecendo assim até o interrompimento da alimentação Observe a simbologia desse temporizador na imagem abaixo COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CIRCUITO DE POTÊNCIA COMANDOS ELÉTRICOS E PROTEÇÕES CIRCUITO DE COMANDO PARTIDA DO MOTORES ACIONAMENTO ELÉTRICO Corrente do motor Regime Permanente Partida Tempo PARTIDA DIRETA ACIONAMENTO ELÉTRICO A partida direta é a forma mais simples de partir um motor elétrico A partida de um motor trifásico direta deve ser executada sempre que possível Por imposição da concessionária só podem ser partidos motores abaixo de 𝟓𝒄𝒗 em partidas diretas e abaixo de 𝟏𝟎𝒄𝒗 em instalações industriais PARTIDA DIRETA ACIONAMENTO ELÉTRICO A partida direta deve ser utilizada nos seguintes casos Baixa potência do motor de modo a limitar as perturbações originadas pelo pico de corrente A máquina movimentada não necessita de uma aceleração progressiva e está equipada com um dispositivo mecânicoredutor que evita uma partida muito rápida Conjugado de partida é elevado PARTIDA DIRETA ACIONAMENTO ELÉTRICO Vantagens Equipamento simples e de fácil construção e projeto Conjugado de partida elevado Partida rápida Baixo custo Desvantagens Acentuada queda de tensão nos sistema de alimentação na rede Os sistemas de acionamento devem ser superdimensionados Imposição das concessionárias que limitam a queda de tensão na rede ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA DIRETA PARTIDA DIRETA ACIONAMENTO ELÉTRICO Fusíveis Contatos do Contator Relé térmico Motor trifásico Bobina do contator Contato auxiliar do contator Botoeira NF Contato de relé térmico Fusível Botoeira NA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA DIRETA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA DIRETA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA DIRETA PARTIDA DIRETA DISJUNTOR MOTOR ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO A partida estrela triângulo proporciona a redução da corrente elétrica do motor elétrico trifásico através do tipo de fechamento do motor ou seja realiza a partida em dois estágios Para isto o motor deve possuir no mínimo seis terminais em sua caixa de ligação para que assim seja possível através do seu fechamento receber até dois níveis de tensão normalmente 220𝑉 e 380𝑉 PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO Ligação Estrela ACIONAMENTO ELÉTRICO 𝑛 220𝑉 220𝑉 220𝑉 380𝑉 𝑛 𝑧 𝑧 𝑧 220𝑉 220𝑉 220𝑉 Ligação da tensão maior Motor 220380V 380𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 REDE 220380V Ligação Triângulo ACIONAMENTO ELÉTRICO 𝑧 𝑧 𝑧 𝑛 127𝑉 127𝑉 127𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 Ligação da tensão menor Motor 220380V REDE 127220V Ligação Estrela triângulo ACIONAMENTO ELÉTRICO 𝑛 220𝑉 220𝑉 220𝑉 380𝑉 𝑛 𝑧 𝑧 𝑧 220𝑉 220𝑉 220𝑉 Ligação em duas tensões Motor 220380V Ligação da tensão maior380V REDE 220380V 𝑧 𝑧 𝑧 𝑛 127𝑉 127𝑉 127𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 220𝑉 Ligação da tensão menor220V REDE 127220V Ligação Estrela triângulo ACIONAMENTO ELÉTRICO 𝑧 𝑧 𝑧 𝑛 220𝑉 220𝑉 220𝑉 380𝑉 380𝑉 380𝑉 380𝑉 Ligação em duas tensões Motor 380660V Ligação da tensão menor380V REDE 220380V 𝑛 380𝑉 380𝑉 380𝑉 660𝑉 𝑛 𝑧 𝑧 𝑧 380𝑉 380𝑉 380𝑉 Ligação da tensão maior660V REDE 380660V Ligação Estrela triângulo ACIONAMENTO ELÉTRICO 𝑛 220𝑉 220𝑉 220𝑉 380𝑉 𝑛 𝑧 𝑧 𝑧 220𝑉 220𝑉 220𝑉 Ligação Estrela triângulo Motor 380660V REDE 220380V 𝑧 𝑧 𝑧 𝑛 220𝑉 220𝑉 220𝑉 380𝑉 380𝑉 380𝑉 380𝑉 A bonina do motor tinha que ter 𝟑𝟖𝟎𝑽 mas ficará com 𝟐𝟐𝟎𝑽 assim reduzirá a corrente de partida A bonina do motor irá receber 𝟑𝟖𝟎𝑽que é a tensão nominal do motor Ligação Estrela triângulo ACIONAMENTO ELÉTRICO Ligação Estrela triângulo Motor 380660V REDE 220380V O motor parte em estrela com uma tensão menor sobre as boninas e depois de atingir 90 da velocidade nominal é alterada as ligações do motor para ligação triângulo A bonina do motor irá receber 𝟑𝟖𝟎𝑽que é a tensão nominal do motor Na ligação triângulo o motor irá operar na tensão potência e torque nominais PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO VANTAGENS Redução da corrente de partida para 33 da corrente nominal Sistema sem limite máximo de manobras Torque 13 menor que o torque nominal consequentemente a partida é mais suave PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO CORRENTE E TORQUE PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE ESTRELA TRIÂNGULO ACIONAMENTO ELÉTRICO TEMPORIZADOR Os temporizadores comutam seus contatos para a posição de trabalho a partir de sua energização e retornam a posição de repouso após o intervalo de tempo ajustado em sua escala T1 O modelo DTY4 possui intervalo fixo de 50𝑚𝑠 𝑡𝑖 enquanto o modelo DTYA4 possui intervalo ajustável de 5 a 300𝑚𝑠 t2 um segundo relé de saída comuta seus contatos para a posição de trabalho e assim fica até que o aparelho seja desenergizado Sempre que haja necessidade de modificar a escala de tempo obrigatoriamente devese desenergizar o equipamento selecionar a escala desejada via cursor frontal e retornar a alimentação PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO A partida com chave compensadora é utilizado um autotransformador para fornecer uma tensão reduzida nas bobinas do motor Conhecendo a primeira Lei de Ohm sabemos que ao diminuir o valor de tensão em um circuito o valor de corrente também será diminuído Depois que o motor alcança a sua velocidade nominal as bobinas começam a receber a tensão nominal da rede e o motor trabalha com toda a sua capacidade PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO O tempo que o relé temporizador leva para desativar os dois contatores é justamente o tempo que o motor leva para alcançar a sua velocidade nominal PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO Vantagens da partida compensadora Compatível com qualquer motor trifásico Utiliza somente três fios do motor O motor permanece energizado em todo o momento Redução na corrente de partida A partida do motor pode ser com carga PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA ACIONAMENTO ELÉTRICO Desvantagens da partida compensadora Custo mais caro devido à utilização do auto transformador Ocupa um espaço maior devido à utilização do autotransformador Baixo número de partidas devido à utilização do autotransformador ACIONAMENTO ELÉTRICO SOFT STARTERS ACIONAMENTO ELÉTRICO SoftStarter são chaves de partida estática destinadas à aceleração desaceleração e proteção de motores de indução trifásicos O controle da tensão aplicada ao motor mediante o ajuste do ângulo de disparo dos tiristores permite obter partidas e paradas suaves Com o ajuste adequado das variáveis o torque produzido é ajustado à necessidade da carga garantindo desta forma que a corrente solicitada seja a mínima necessária para a partida ACIONAMENTO ELÉTRICO Rampa de tensão na aceleração Controle da tensão eficaz através da variação do ângulo de disparo dos tiristores Ajustase o TEMPO e a TENSÃO DE PARTIDA Up da rampa O tempo para acelerar de 0 ao valor nominal DEPENDE da relação MOTORCARGA SOFT STARTERS ACIONAMENTO ELÉTRICO 𝑽𝒏 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑽𝒑 𝑇𝑒𝑛𝑠ã𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑑𝑎 𝑻𝒓 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑎𝑚𝑝𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑧𝑎çã𝑜 ACIONAMENTO ELÉTRICO SOFT STARTERS Rampa de Tensão na Desaceleração A parada do motor através da SOFTSTARTER podese por INÉRCIA levase a tensão de saída a 0 logo C 0 e a ω até que a K 0 CONTROLADA reduzse gradualmente a tensão de saída até um valor mínimo em um tempo prédefinido Ou seja V C s e ω Utilizase em aplicações que necessitam de uma parada suave transportadoras e para diminuir o golpe de ariete nas bombas centrífugas SOFT STARTERS Principais funções ACIONAMENTO ELÉTRICO Power On Led aceso quando o soft starter estiver alimentado Full voltage Indica que o motor está sendo alimentado com 100 da alimentação Start time determina o tempo de partida o tempo que o motor levará para ir da Vp tensão de partida até Vn tensão nominal Initial voltage determina o valor de tensão inicial do motor Vp Stop time Determina o tempo de desligamento tr do motor O tempo que levará para a tensão ir de Vn tensão nominal até Vz tensão de repouso 0V NOTA Algumas funções são disponíveis apenas para algumas versões de soft starter SOFT STARTERS APLICAÇÕES ACIONAMENTO ELÉTRICO Bombas centrífugas saneamento irrigação petróleo Ventiladores exaustores e sopradores Compressores de ar e refrigeração Misturadores e aeradores Britadores e moedores Fornos rotativos Serras e plainas madeira SOFT STARTERS CARACTERISTICAS PRINCIPAIS ACIONAMENTO ELÉTRICO Eficiência melhorada Trabalha da melhor forma possível fazendo assim que o motor tenha a melhor performance possível Energização controlada A corrente de partida pode ser controlada alterando assim facilmente a tensão de partida e isto assegura o arranque suave do motor sem trancos Desenergização controlada O tempo de desligamento do motor é controlado ACIONAMENTO ELÉTRICO SOFT STARTERS CORRENTE PARTIDA DIRETA PARTIDA ESTRELATRIÂNGULO SOFT STARTER TEMPO ACIONAMENTO ELÉTRICO SOFT STARTERS R S T K CONTROLE SOFT STARTERS ACIONAMENTO ELÉTRICO Prof Ádamo de Sousa Araújo 2022 Universidade Federal de Pelotas Centro de Engenharias Engenharia Agrícola Eletrotécnica ACIONAMENTO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS