acionamento de mÁquinas - unemat – campus...

Universidade do Estado de Mato GrossoCampus Sinop

Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas

ACIONAMENTO DE MÁQUINAS

ROGÉRIO LÚCIO LIMA

Sinop – Novembro de 2016

Prof. Msc. Rogério Lúcio Lima Acionamento de Máquinas

Acionamento de Máquinas

Dispositivos elétricos – comando e proteção

Disjuntores Motores

Os disjuntores motores são simultaneamente dispositivos de proteção e manobra,exercendo as seguintes funções:

• São empregados para efetuar a proteção elétrica do circuito com a detecção desobrecorrentes e a abertura do circuito;

• Permitem comandar, por meio da abertura e fechamento voluntário sob cargas, seusrespectivos circuitos em que são instalados.



Disjuntores Motores



Disjuntores Motores

Características básicas

• Atuação multipolar, evitando atuação desequilibrada de motores trifásicos;• Oferecem larga margem de escolha de correntes nominais, simplifica a coordenação com

outros dispositivos de proteção;• Operação repetitiva, pode ser religado após terem atuado, sem necessidade de

substituição;• Sua característica tempo x corrente, além de ajustável em muitos casos, não é afetada por

correntes que provocam outros disparos;• Em alguns casos permitem comando a distância;



Disjuntores Motores


Níveis de proteção

• Contra sobrecorrentes pequenas e moderadas através de disparadores magnéticos outérmicos;

• Contra correntes de curto-circuito através de disparadores eletromagnéticos;



Disjuntores Motores


Dispositivos de partida com disjuntor motor

Recomendado nos seguintes casos:• Comando deve ser local;• Frequência de operação é baixa;• Pouco espaço, pois o disjuntor atende as necessidades de comutação e proteção de

sobrecargas.



Relé de temperatura a termistor.

São dispositivos de proteções apropriados para motores e autotrafo de partida utilizados emsistemas industriais contra o excesso de temperatura nos enrolamentos destesequipamentos.

São usados em sistemas para proteção contra sobrecargas moderadas, assim como o relébimetálico de sobrecarga, com grande vantagem sobre este, pois são sensores detemperatura e não de corrente elétrica.

Fabricados em dois tipos:• NTC – coeficiente de temperatura negativa;• PTC – coeficiente de temperatura positiva.



Relé de temperatura a termistor.

• NTC – coeficiente de temperatura negativa• PTC – coeficiente de temperatura positiva

Os termistores PTC são construídos a partir de materiais semicondutores especiais emque estes elementos apresentam grande faixa de liberação de elétron – lacuna em razão dodecréscimo de temperatura.

Quanto maior a temperatura, maior a resistência do PTC.



Relé eletrônico de sobrecorrente para proteção de motor

Uma das causas mais frequentes de queima de motores elétricos de indução é oaquecimento dos enrolamentos acima de valores admissíveis provenientes de uma correnteexcessiva. Normalmente utiliza-se o relé bimetálico, que além de ser lento, não possuirecursos para o controle do tempo do tempo de disparo, quando da ocorrência de umdeterminado valor de sobrecarga.

Além de ser rápido, este dispositivo permite o ajuste de dois parâmetros independente:• O primeiro ajuste é o valor de referencia da corrente de desligamento - este valor

corresponde a taxa de sobrecarga que o sistema protegido poderá ser submetido;

• O segundo ajuste e o valor de referencia do elemento temporizador – corresponde aotempo em que o elemento a ser protegido poderá ficar submetido a corrente desobrecarga anteriormente ajustado.



Relé de sequencia de fase

Este dispositivo tem como objetivo supervisionar se a sequencia de fase em determinadoponto de uma instalação está correta. Genericamente, este relé é acoplado em umdeterminado ponto do sistema elétrico para supervisionar a rotação de um motor deindução trifásico. Geralmente quando se usa este dispositivo, é uma imposição imposta pelacarga.



Relé de sequencia de fase



Contatores

São elementos principais de comandos eletromecânicos, que permitem o controle deelevadas correntes por meio de um circuito de baixa corrente. Caracterizado como umachave não manual, eletromagnética, com uma única posição de repouso, capaz deestabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito.

Bobina – representa a entrada de controle do contator que, ao ser ligada a uma fonte detensão, circula na mesma corrente elétrica que cria um campo magnético que envolve onúcleo de ferro;

Núcleo de ferro – atraído para dentro da bobina pelo campo magnético, está acoplado aocontato e, consequentemente, o movimento do núcleo aciona o contato;



ContatoresContato – é acionado pelo núcleo de ferro e está acoplado a uma mola que tende a leva-lo aoposição de repouso, porém quando a bobina é energizada, a força do campo magnético émaior que a da mola, fazendo com que o núcleo fixo atraia o núcleo móvel.

Mola – elemento responsável por levar de volta o contato a posição de repouso quando abobina é desconectada da fonte, quando cessa o campo magnético e a mola torna-se maisforte que o núcleo.



Contatores

Principais circuitos utilizados em acionamentos eletromecânicos

Circuito principal – formado pelos contatos principais e terminais. Tem a função de conduzira corrente de operação quando os contatos principais estiverem em estado fechado;

Circuito auxiliar – aciona os dispositivos de manobra. É utilizado para fins de comando, travae sinalização. Seus principais componentes são a bobina e o contator auxiliar que é acionadomecanicamente pelo contator.



Contatores

Principais circuitos utilizados em acionamentos eletromecânicos

A classificação dos Contatores é feita de acordo com categorias de emprego dos contatores,que dependem dos seguintes fatores:

• Natureza do receptor controlado – motor de gaiola ou anéis, resistências;

• Condições nas quais se efetuam os fechamentos e aberturas – motor em regime ou comrotor bloqueado, inversão do sentido de rotação.



Contatores

Categorias de emprego em corrente alternada

Cargas essencialmente indutivas – como por exemplo, motores elétricos. Embora existapresença de um certo efeito resistivo, manifestado pela existência das perdas Joule,comprova-se que, ao lado dessa carga indutiva coexiste uma com menor magnitude que é acarga resistiva.

Cargas essencialmente resistivas – como por exemplo, em fornos elétricos e lâmpadasincandescentes.

Cargas essencialmente capacitivas – como as encontradas nos capacitores, apesar dapresença, em menor intensidade, de cargas indutivas ou resistivas nesse componente.



ContatoresCategorias de emprego em corrente alternada

AC1 – aplica-se para aparelhos em CA com fator de potencia ≥ 0,95, ou seja, utiliza-se paramanobras leves com cargas ôhmicas ou pouco indutivas. Exemplos de aplicação:aquecedores, lâmpadas incandescentes, lâmpadas fluorescentes com fator de potenciacorrigido.

AC2 – esta categoria deve ser utilizada para motores com manobras leves e pode serutilizada para controlar partida e desligamento em regime e frenagem por contracorrente,bem como partida de motores de anéis coletores.

AC3 – esta categoria se aplica aos motores de indução gaiola de esquilo, com interrupçãocom o motor em regime. Exemplo: bombas e ventiladores.



Contatores

Categorias de emprego em corrente alternada

AC4 – utilizado para manobras pesadas, como partir motores a plena carga, comandointermitente, reversão a plena carga, paradas por contra-corrente (pontes rolantes).



ContatoresCategorias de emprego em corrente contínuaDC1 – os contatores dessa categoria destinam-se a operar aparelhos com constante detempo igual ou inferior a 1 mS. Assim, esses contatores devem ser utilizados para acionarcargas ôhmicas ou pouco indutivas.

DC2/DC3 - essa categoria de contatores deve ser utilizada para acionamento de motores decorrente continua com excitação do tipo paralelo (shunt). No desligamento, o contator deveser capaz de interromper a corrente de duas vezes e meia a corrente nominal sob a tensãonominal e, quando ligar, estabelecer a mesma corrente.

DC4/DC5 – os contatores dessa categoria são aplicados para a partida de motores decorrente continua com excitação em serie. No desligamento o contator deve ser capaz deinterromper a corrente duas vezes e meia a corrente nominal sob a tensão nominal quandoligar, estabelecer a mesma corrente.



Contatores

Categoria de emprego para circuitos de comando



ContatoresPrincipais defeitos de contatores

Defeito Causa

Ruído de vibração• Perda de massa nos contatos;• Degradação dos contatos;• Danificação da bobina.

• Subtensão no comando;• Transformador de comando

subdimensionado;• Tensão de comando derivada do circuito

de força;• Falha na condução.

Soldagem leve (separável)• Área de brilho fosco.

Capacidade de ligação e condução.

Perda acelerada de massa nos contatos• Soldagem intensa (não separável).

Durabilidade elétrica.

Soldagem leve (separável)• Área de brilho fosco.

Frequência de manobras.

Perda de massa com pingos de derretimento• Destruição das partes adjacentes aos

contatos.

Curto-circuito.



Contatores

Dimensionamento do contator

Os contatores devem ser dimensionados levando-se em conta os seguintes critérios:



Contatores

Vida Útil do ContatorA vida útil do contator está diretamente relacionada com a vida elétrica dos seus contatos,que depende da intensidade de corrente e é determinada pelo seu número de manobras.

A vida útil mecânica é um valor fixo, definido pelo projeto e pelas características dedesgaste dos materiais utilizados. Seu valor varia de 10 a 15 milhões de manobras paracontatores de pequeno porte. O número de manobras está indicado no catálogo dofabricante.

Considerando os aspectos elétricos, a vida útil é um valor variável em função: Frequência de manobras da carga; Nº de manobras que o contator é capaz de fazer; Sua categoria de emprego e efeitos do arco elétrico.



Contatores

Vida Útil do ContatorTipicamente, considerando condições de desligamento com corrente nominal na categoriade emprego AC-3, esse valor varia de 1 a 1,5 milhão de manobras.



Contatores

Principais características dos contatores

Ligação rápida e segura do motor; Controle de alta corrente por meio de baixa corrente; Comando local ou a distância; Possibilidade de construir chaves de partida; Proporciona proteção efetiva; Garantia de desligamento do motor em caso de sobrecarga; Possibilidade de simplificação do sistema de operação e supervisão de instalação.



Contatores

Relés Auxiliares (ver livro).



Motores ElétricosBibliografia

FRANCHI, C. M. Acionamentos Elétricos. 4 ed. São Paulo: Editora Érica, 2008.

COTRIM, A. A. M. B. Instalações Elétricas. 5 ed. São Paulo: Prentice Hall, 2009.

CREDER, H. Instalações Elétrica. 15 ed. Rio de janeiro: LTC, 2007.

KAWAPHARA, M. K. Apostila de Eletrotécnica Industrial. Cuiabá: UFMT, 2008.

Obrigado!!!

acionamento de mÁquinas - unemat – campus...

Documents