apostila de comandos - 2015

EETTEECC JJAARRAAGGUUÁÁ -- CCuurrssoo TTééccnniiccoo ddee EElleettrroottééccnniiccaa

Professor: William Banhos Paiva

1

Todos os componentes elétricos possuem uma condição inicial de funcionamento, esta condição esta vinculada se ele permite ou não a passagem de corrente. Um componente em estagio de repouso com o contato aberto e conhecido como normalmente aberto, porém quando ele é ativado ele passa do estado normalmente aberto para o estado fechado.



2

COMANDOS ELÉTRICOS É a metodologia utilizada para automatizar partes funcionais de máquinas e equipamentos, baseada em operações mutua de contatos elétricos. Os comandos surgiram da necessidade da indústria em produzir com maior agilidade e trazendo consigo a padronização e qualidade Os contatos elétricos envolvidos possuem diferenciação quanto aos conhecidos por vocês, pois eles estão diretamente atrelados a uma condição bem definida dos dispositivos que estão incorporados, a condição de repouso. Esta condição, também chamada de condição inicial, é o modo no qual o dispositivo esta sem qualquer atuação mecânica funcional. “Todos os dispositivos – usados em comandos possuem esta condição e para filosofia de implementação sempre estarão nela”. Contatos Elétricos Existem três tipos de contatos elétricos para comandos elétricos são eles:

• NA • NF • Reversor



3

NA �� Normalmente Aberto São os contatos que, quando os dispositivos que eles estiverem incorporados se apresentarem na condição de repouso, não permitem a circulação de corrente elétrica. Simbologia Identificação Letras: NA = Normal Aberto NO = Normally Open Numeração: 3 e 4, 13 e 14, 23 e 24, 33 e 34....93 e 94 OBS.: Todas as variações decimais terminadas em 3 e 4 Cor: Verde NF �� Normalmente Fechado São os contatos que permitem a condução de corrente elétrica, quando os dispositivos estiverem em condição de repouso. Simbologia Identificação Letras: NF = Normal Fechado NC = Normally Closed Numeração: 1 e 2, 11 e 12, 21 e 22, 31 e 32....91 e 92 OBS.: Todas as variações decimais terminadas em 1 e 2 Cor: Vermelho



4

REVERSORES São os contatos que permitem a circulação de corrente elétrica, de um ponto comum e mão permitem para o outro circuito em relação ao mesmo comum. Simbologia

LEMBRANDO QUE SEMPRE NA É CONDIÇÃO DE REPOUSO Todo comando elétrico é composto por duas partes básicas, são elas: - Etapa de comando; - Etapa de potencia; ETAPA DE COMANDO: É a etapa responsável pela lógica de comando da automação. Nela estão localizados todos os contatos elétricos de comando, controle e realimentação bem como todos os componentes de interface com a etapa de potencia. Exemplo: Botões, pressostatos, bobinas de contatores e etc... ETAPA DE POTENCIA: É a etapa onde estão alocados todos os contatos para comutação de altas correntes elétricas e as cargas a serem acionadas Exemplo: Contatos de potência de contatores, motores elétricos, resistências e etc...



5

DISPOSITIVOS DE MONITORAMENTO: São dispositivos instalados em sistemas para monitorar as variáveis físicas do mesmo, através de contatos elétricos.

• Pressostatos: São dispositivos que comutam um ou mais conjuntos de contatos quando a pressão do sistema exceder o (s) valor (es) ajustado (s)

Simbologia:

PRINCIPAIS CARACTERISTICAS

• Pressão de operação; • Faixa de Ajuste; • Tensão máxima dos contatos; • Corrente máxima dos contatos;



6

• Fluxostatos: Dispositivos que atuam um ou mais conjuntos de contatos se a vazão de um fluido for superior à ajustada

Simbologia:

PRINCIPAIS CARACTERISTICAS

• Vazão nominal; • Faixa de ajuste de vazão; • Tensão máxima dos contatos; • Corrente máxima dos contatos;



7

• Termostatos: São dispositivos que atuam um ou mais conjuntos de contatos

de acordo com a variação da temperatura monitorada e a temperatura de ajuste.

Simbologia

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

• Temperatura máxima de Operação; • Faixa de ajuste de temperatura; • Tensão de corrente máxima dos contatos;



8

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO E SEGURANÇA Os dispositivos de segurança e proteção são componentes que, inseridos nos circuitos elétricos, servem para interrompê-los quando alguma anomalia acontece. Seguranças fusíveis As seguranças fusíveis são elementos inseridos nos circuitos para interrompê-los em situações anormais de corrente, como curto-circuito ou sobrecargas de longa duração. De modo geral, as seguranças fusíveis são classificadas segundo a tensão de alimentação em alta ou baixa tensão e também, segundo as características de desligamento em efeito rápido ou retardado. Fusíveis de efeito rápido Os fusíveis de efeito rápido são empregados em circuitos em que não há variação considerável de corrente entre a fase de partida e a de regime normal de funcionamento. Esses fusíveis são ideais para a proteção de circuitos com semicondutores (diodos e tiristores). Fusíveis de efeito retardado Os fusíveis de efeito retardado são apropriados para uso em circuitos cuja corrente de partida atinge valores muitas vezes superiores ao valor da corrente nominal e em circuitos que estejam sujeitos a sobrecargas de curta duração. Como exemplo desses circuitos podemos citar motores elétricos, as cargas indutivas e as cargas capacitivas em geral. Os fusíveis de efeito retardado mais comumente usados são os NH e DIAZED



9

Fusíveis NH Os fusíveis NH suportam elevações de tensão durante um certo tempo sem que ocorra fusão. Eles são empregados em circuitos sujeitos a picos de corrente e onde existam cargas indutivas e capacitivas. Sua construção permite valores padronizados de corrente que variam de 6 a 1000 A. Sua capacidade de ruptura é sempre superior a 70 kA com uma tensão máxima de 500 V. Construção Os fusíveis NH são constituídos por duas partes: base e fusível. • Base: A base é fabricada de material isolante como a esteatita, o plástico ou o termofixo. Nela são fixados os contatos em forma de garras às quais estão acopladas molas que aumentam a pressão de contato.



10

• Fusível O fusível possui corpo de porcelana de seção retangular. Dentro desse corpo, estão o elo fusível e o elo indicador de queima imersos em areia especial. Nas duas extremidades do corpo de porcelana existem duas facas de metal que se encaixam perfeitamente nas garras da base.

O elo fusível é feito de cobre em forma de lâminas vazadas em determinados pontos para reduzir a seção condutora. O elo fusível pode ainda ser fabricado em prata. Fusíveis DIAZED Os fusíveis DIAZED podem ser de ação rápida ou retardada. Os de ação rápida são usados em circuitos resistivos, ou seja, sem picos de corrente. Os de ação retardada são usados em circuitos com motores e capacitores, sujeitos a picos de corrente. Esses fusíveis são construídos para valores de, no máximo 200 A. A capacidade de ruptura é de 70 kA com uma tensão de 500 V. Construção O fusível DIAZED (ou D) é composto por: - base (aberta ou protegida), - tampa, - fusível, - parafuso de ajuste - e anel.



11

• Base: A base é feita de porcelana dentro da qual está um elemento metálico roscado internamente e ligado externamente a um dos bornes. O outro borne está isolado do primeiro e ligado ao parafuso de ajuste, como mostra a figura a seguir.

• Tampa A tampa, geralmente de porcelana, fixa o fusível à base e não é inutilizada com a queima do fusível. Ela permite inspeção visual do indicador do fusível e sua substituição mesmo sob tensão.

• Parafuso O parafuso de ajuste tem a função de impedir o uso de fusíveis de capacidade superior à desejada para o circuito. A montagem do parafuso é feita por meio de uma chave especial.



12

• Anel O anel é um elemento de porcelana com rosca interna, cuja função é proteger a rosca metálica da base aberta, pois evita a possibilidade de contatos acidentais na troca do fusível.

• Fusível O fusível é um dispositivo de porcelana em cujas extremidades é fixado um fio de cobre puro ou recoberto por uma camada de zinco. Ele fica imerso em areia especial cuja função é extinguir o arco voltaico e evitar o perigo de explosão quando da queima do fusível.

O fusível possui um indicador, visível através da tampa, cuja corrente nominal é identificada por meio de cores e que se desprende em caso de queima. Veja na tabela a seguir, algumas cores e suas correntes nominais correspondentes. Cor Intensidade de Corrente (A) Cor Intensidade de Corrente (A) Rosa 2 Azul 20 Marron 4 Amarelo 25 Verde 6 Preto 35 Vermelho 10 Branco 50 Cinza 16 Laranja 63



13

O elo indicador de queima é constituído de um fio muito fino ligado em paralelo com o elo fusível. Em caso de queima do elo fusível, o indicador de queima também se funde e provoca o desprendimento da espoleta. Características dos fusíveis NH e DIAZED As principais características dos fusíveis DIAZED e NH são:

• Corrente nominal - corrente máxima que o fusível suporta continuamente sem interromper o funcionamento do circuito. Esse valor é marcado no corpo de porcelana do fusível;

• Corrente de curto-circuito - corrente máxima que deve circular no circuito e que deve ser interrompida instantaneamente;

• Capacidade de ruptura (kA) - valor de corrente que o fusível é capaz de interromper com segurança. Não depende da tensão nominal da instalação;

• Tensão nominal - tensão para a qual o fusível foi construído. Os fusíveis normais para baixa tensão são indicados para tensões de serviço de até 500 V em CA e 600 V em CC;

• Resistência elétrica (ou resistência ôhmica) - grandeza elétrica que depende do material e da pressão exercida. A resistência de contato entre a base e o fusível é a responsável por eventuais aquecimentos que podem provocar a queima do fusível;

• Curva de relação tempo de fusão x corrente - curvas que indicam o tempo que o fusível leva para desligar o circuito. Elas são variáveis de acordo com o tempo, a corrente, o tipo de fusível e são fornecidas pelo fabricante. Dentro dessas curvas, quanto maior for a corrente circulante, menor será o tempo em que o fusível terá que desligar. Veja curva típica a seguir.



14

Instalação Os fusíveis DIAZED e NH devem ser colocados no ponto inicial do circuito a ser protegido. Os locais devem ser arejados para que a temperatura se conserve igual à do ambiente. Esses locais devem ser de fácil acesso para facilitar a inspeção e a manutenção. A instalação deve ser feita de tal modo que permita seu manejo sem perigo de choque para o operador. Dimensionamento do fusível A escolha do fusível é feita considerando-se a corrente nominal da rede, a malha ou circuito que se pretende proteger. Os circuitos elétricos devem ser dimensionados para uma determinada carga nominal dada pela carga que se pretende ligar. A escolha do fusível deve ser feita de modo que qualquer anormalidade elétrica no circuito fique restrita ao setor onde ela ocorrer, sem afetar os outros. Para dimensionar um fusível, é necessário levar em consideração as seguintes grandezas elétricas: � Corrente nominal do circuito ou ramal; � Corrente de curto-circuito; � Tensão nominal.



15

DISPOSITIVOS DE SINALIZAÇÃO São dispositivos elétricos responsáveis por sinalizar sonoramente ou luminosamente uma situação em um comando elétrico.

• Sinalizador luminoso: São indicadores de condição em comandos elétricos compostos por lâmpadas e soquetes ou LEDS

Simbologia H = Letra dos Sinalizadores Cores

• Verde : Ligado • Vermelho : Desligado • Demais cores : Outras Aplicações

Sinalizadores Luminosos

LÂMPADAS

LED´S

Mais Barato Mais Caro Mais Comum Menos Comum Menos Durável Muito mais Durável Menos Eficaz Mais Eficaz



16

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:

• Tensão nominal de alimentação; • Tipo de sinalizador; • Tipo de tensão (CA ou CC); • No caso de lâmpada, corrente nominal.

• Sinalizador Sonoro: São indicadores de condição de máquinas e dispositivos de modo sonoro.

Simbologia

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

• Tensão nominal; • Potência nominal.



17

DISPOSITIVOS DO COMANDO DE PARTIDA E PARADA

São dispositivos responsáveis por efetuar comandos de liga ou desliga nas máquinas e / ou equipamentos automatizados. Estes dispositivos são conhecidos como: - Botoeiras ou chaves botoeiras. Composição: São compostos por:

• Atuador mecânico: É o componente responsável por determinar a condição de repouso da chave, é responsável por receber os comandos, afim de comutar os conjuntos de contatos.

Temos atuadores dos tipos: - Acionador sem retenção; Símbolo:

- Acionador com retenção Símbolo



18

- Cogumelo com retenção Mesmo símbolo nos atuadores - Cogumelo com retenção ou gira-trava. Usados em botões de emergência. Símbolo

- Seletor de Posições

A identificação de todas as botoeiras deve ser: - Sø, S1, S2..... Sn - BL = botão liga - BD = botão desliga - BE = botão de emergência - BA = botão de avanço



19

Conjunto de Contatos: Os contatos são acoplados aos atuadores mecânicos de acordo com a funcionabilidade do mesmo e da concepção do projeto. Eles podem ser NA ou NF, identificados conforme matéria anterior. Condições de Máquina: As condições de máquinas são convencionais, podendo haver restrições. Normalmente temos; - Liga / Ligado: Geralmente, este tipo de comando é dado por botoeiras de cor verde e com contados NA incorporados; - Desliga / Desligado: Geralmente o comando desliga e dado por botoeiras, com ou sem retenção, vermelhas e com contatos NF incorporados. - Emergência – Vermelho: Obrigatoriamente por botoeiras com retenção do tipo gira trava e contatos NF incorporados. Os contatos devem ser NF devido a distância dos pólos dos contatos ser mínima, dificultando deposito de sujeira e oxidação não proporcionando falha de abertura em casos de atuação. Características:

• Tipo de atuador; • Numero e tipos de contatos • Características dos contatos

OBS.: As demais cores podem ser utilizados de acordo com o projetista Ex.: Preto : Bi manuais Amarelo : Retornar a máquina a posição de segurança ETC



20

DISPOSITIVOS DE CONTROLE E INDICAÇÃO DE POSIÇÃO São dispositivos eletromecânicos responsáveis por através de um movimento mecânico em um acionador, comutar um conjunto de contatos elétricos com a finalidade de indicar uma posição física de um corpo constituído por: - Acionador: Conjunto mecânico com ou sem retorno prévio à condição de repouso através de molas que efetua a comutação dos contatos elétricos. Podem ser dos tipos: - Roldana fixa; - Roldana móvel; - Pino; - Lingüeta; - Etc. - Contatos: NA / NF / Reversor

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS - Tipo de acionador - Numero de Contatos - Características nominais dos contatos - Tipo de montagem física UTILIZAÇÃO:

• Controle de Posição: Inversão de sentido, parada de emergência ou simples parada.



21

• Controle de velocidade: Comutação de velocidade do corpo monitorado

Botoeiras:

A Botoeira não aciona cargas altas, botoeiras são utilizadas para cargas de até 5A

Reles:

Botoeira aciona a bobina que gera um campo magnético que aciona o contato do rele que aciona a carga Rele é utilizado para cargas de até 30A



22

Contatores:

Contatores são utilizados para correntes elevadas

DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELÉTROMAGNETICOS PELA ABNT São dispositivos mecânicos de manobra não manuais, que possuem uma posição de repouso e são capazes de conduzir e interromper correntes sob condição normal do circuito, ou em sobre cargas previstas. Reles: São dispositivos eletromecânicos de comando e interface eletromagnética que através de um sinal elétrico excitando uma bobina, comuta um conjunto de contatos elétricos. Esse procedimento tem por objetivo comutar cargas de grandes proporções mediante um sinal de pequena intensidade Compostos por:

• Bobina: Elemento de excitação para atração dos contatos elétricos • Conjunto mecânico: Responsável pelo retorno dos contatos a posição de

repouso



23

• Contatos elétricos: Elemento responsável por comutar a alimentação das cargas a serem acionadas A capacidade de comutação de corrente dos contatos de um rele é reduzida a ordem de 30 A.

Simbologia

OBS.: Todos as bobinas, em comandos elétricos possuem a mesma simbologia. Características:

• Tensão nominal da Bobina (12 VDC / 24 VDC / 110 VCA / 220 VCA)

• Corrente nominal dos contatos • Tensão máxima dos contatos



24

Contatores: São dispositivos similares quanto ao funcionamento aos reles porém, projetados para elevados números de operações e elevadas corrente de manobra. Tipos de Contatores: Auxiliares: Contatores utilizados para auxiliar os componentes principais e manobrar cargas através de seus contatos auxiliares, de baixa intensidade de corrente. Possuímos contatores auxiliares com diversos contatos auxiliares incorporados. Simbologia

Normalmente são usados para sinalização, selo, comutação de contatores com elevada corrente de bobina etc. Potência: São contatores que possuem três contatos destinados a manobra de elevadas correntes (cargas) e contatos auxiliares destinados a auxiliar no circuito de comando. Os contatores sempre devem ser dimensionados em função de sua tensão de bobina e de sua corrente nominal dos contatos. Outro fator que determina o dimensionamento dos contatos é o tipo de carga a ser manobrada (auxiliar ou potência) denominada categoria de aplicação.



25

Simbologia:

Características:

• Características da bobina; • Corrente nominal dos contatos elétricos; • Categoria de aplicação; • Tipo de fixação e montagem;

CATEGORIA DE APLICAÇÃO

São as categorias que caracterizam as cargas que podem ser manobradas por determinado contato elétrico, em função dos seus números de manobras e suas características nominais Contatos de Potencia em CA

• AC1 : Resistências; • AC2 : Motores trifásicos com rotor bobinado; • AC3 : Motor gaiola de esquilo (indução) – Regime nominal; • AC4 : Motores de indução – Regime Intermitente; • AC5 : Lâmpadas de descarga a gás; • AC5b : Lâmpadas Incandescentes; • AC6A : Transformadores; • AC6b : Banco de capacitores • AC7A : Aparelhos resisdenciais de baixa indutância; • AC7b : Motores de aparelhos Residenciais • AC8 : Motocompressores para refrigeração;



26

Contatos em CC

• DC1 : Resistências; • DC3 : Motores Shunt; • DC5 : Motores Série; • DC6 : Lâmpadas Incandescentes;

Contatos Auxiliares

• AC12 : Cargas Resistivas e Eletrônicas; • AC13 : Cargas Eletrônicas com trafo de isolação; • AC14 : Cargas eletromagnéticas menores que 72 VA; • AC15 : Cargas eletromagnéticas maiores que 72 VA;

Reles Temporizadores:



27

• No RE – O retardo acontece na energização; • No RD – O retardo acontece na desenergização;

DISPOSITIVOS TEMPORIZADORES

São conhecidos como reles temporizadores ou reles de tempo e são chamados assim por oferecerem retardos específicos nos conjuntos de contatos O Retardo oferecido pode ser ajustado dentro de dois limites pré-estabelecidos, através de um potenciômetro. São compostos por um circuito eletrônico que, quando alimentado oferece basicamente dois retardos

• Retardo na energização; • Retardo na desenergização;

Para ambos temos diversas faixas de ajuste e diversos contatos reversores de comutação de cargas. Reles de Retardo na Energização: Este rele temmpor característica principal oferecer um retardo na energização da bobina (A1 / A2), da seguinte forma. 1 – Energização: Contatos mantém-se na condição de repouso 2 – Temporização: Conta o tempo ajustado no potenciomentro mantendo os contatos em repouso. 3- Comutação: Após transcorrido o tempo, comuta os contatos elétricos e mantem comutados enquanto A1 / A2 estiver energizado.



28

Simbologia:

Reles de Retardo na Desenergização: Este rele oferece temporização no seguinte funcionamento: 1 – Energização: Quando energizado comuta os contatos e permanece nesta condição enquanto A1 / A2 estiverem energizados; 2 – Desenergização: Quando desenergizado, os contatos permanecem comutados; 3 – Temporização: Após a desenergização, inicia-se a temporização de acordo com o tempo ajustado no potenciômetro. 4- Retorno a condição de repouso: Transcorrida a temporização após desenergização os contatos elétricos retornan a condição de repouso. Simbologia:



29

Características:

• Tensão nominal da bobina; • Numero de contatos; • Características dos contatos; • Faixa de ajuste da temporização:

- 0,3 seg. - 3,0 seg. a 30 seg.

- 3,0 min. a 30 min. • Tipo de temporização;



30

Diagrama de potencia e de comando: - Diagrama de potencia representa a forma de alimentação da carga à fonte de energia - Diagrama de comando representa a logica de controle do circuito de potência. (Recomenda-se começar sempre os diagramas pelo diagrama de potencia): Exemplo de diagrama de potencia para ligação simples de um motor (carga) (Etapa de potencia)



31

Exemplo de diagrama de comando para ligação simples com duas lâmpadas (Etapa de comando)



32

........................(EXERCICIOS)..................

FECHAMENTO DE MOTORES

• Motor de 6 pontas (ligação ∆∆∆∆ – 220 V)

• Motor de 6 pontas (Trifásico Y 380V)



33

• Motor de 12 pontas (Trifásico ∆∆∆∆ 220 V)

• Motor de 12 pontas (Trifásico Y 380 V)



34

• Motor de 12 pontas (Trifásico ∆∆∆∆ 440 V)

• Motor de 12 pontas (Trifásico Y 760 V)



35

MOTORES TRIFÁSICOS ASSINCRONOS O motor assíncronos em C.A. é o mas empregado por ser de construção simples, forte e de baixo custo. O rotor desse tipo de motor possui uma parte auto suficiente que não necessita de conexões externas. Esse motor também é conhecido como motor de indução, porque as correntes de C.A são induzidas no circuito do rotor pelo campo magnético rotativo do estator. No estator do motor assíncrono C.A. estão alojados três enrolamentos referentes a três fases. Estes três enrolamentos estão montados com uma defasagem de 120º. Funcionamento: Quando a corrente alternada trifásica e aplicada aos enrolamentos do estator do motor assíncrono C.A, produz-se um campo magnético rotativo (campo girante).

TIPOS DE MOTORES ASSINCRONOS Os motores assíncronos diferenciam-se pelo tipo de enrolamento do rotor. Assim temos:

• Motor com rotor em gaiola de esquilo • Motor com rotor bobinado

- Motor com rotor em gaiola de esquilo: O motor com rotor em gaiola de esquilo tem um rotor constituído por barras de cobre ou de alumínio colocadas na ranhuras do rotor. As extremidades são unidas por um anel também de cobre ou de alumínio. Esses motores são usados para situações que não exijam velocidade variável e que possam partir com carga. Por isso, são usados em moinhos, prensas e bombas centrifugas por exemplo. - Motor com rotor bobinado: Permite um arranque vigoroso com pequena corrente de partida. Ele é indicado, quando se necessita de partida com carga e variação de velocidade como e o caso de compressores, transformadores, guindastes e pontes rolantes.



36

DADOS DE PLACAS (NOMINAIS)

DADOS

ESPECIFICAÇÃO

PMEC

Potência mecânica nominal no eixo do motor, a unidade de medida e o CV ou HP.

Cos ϕϕϕϕ

Fator de Potência

ηηηη

Rendimento é o medidor de eficiência quanto as perdas do motor

IN

Corrente nominal (depende da tensão)

VN

Tensão nominal de alimentação

IP / IN

É a relação de quantas vezes a corrente de partida é maior que a corrente nominal. Caso não tenha esse dado estimar 7 x IN

Rotação

É a rotação real do rotor em RPM, também chamada de velocidade assíncrona

Regime de Serviço

É o tipo de apliação do motor (S1 ~ S8)

REGIME DE SERVIÇO

• S1 : Serviço continuo • S2 : Serviço de breve duração • S3 : Serviço intermitente sem influência da partida • S4 : Serviço intermitente com influência da partida • S5 : Serviço intermitente com influência da frenagem elétrica • S6 : Serviço continuo com carga intermitente • S7 : Serviço ininterrupto com partida e frenagem elétrica • S8 : Serviço ininterrupto com variações periódicas de velocidade



37

CALCULO DE VARIAVEIS DO MOTOR

[ELETRICO] � Putil = Pmec x 736 ou 746 (*) [W] η * 1 CV = 736 Depende da Pmec 1 HP = 746 �S = Putil [VA] Potencia Aparente Cos ϕ � IN = S [A] Corrente Nominal VNx √3 �� IP = IP/IN ou 7 x IN [A] Corrente de partida Exemplo: Motor: Pmec: 5 CV / Cos ϕϕϕϕ = 0,92 / ηηηη = 0,85 / Vn = 220 / 380 V / IP/IN = 6,2 Exercicios: Para os motores descritos abaixo calcule todos os parâmetros:

Pmec

Cos ϕϕϕϕ

ηηηη

Vn (V)

IP/IN

10 CV 0,93 0,90 220/380 7 200 CV 0,96 0,93 380/660 7 400 HP 0,97 0,96 440/760 15 HP 0,92 0,98 220/380 500 HP 0,97 0,99 220/380 6,3 350 CV 0,94 0,91 380/660 6,7 200 HP 0,95 0,94 440/760



38

PARTIDA DIRETA DE MOTORES Este método de partida efetuada por comandos elétricos é efetuado constantemente em maquinas e equipamentos industriais, porém a potencia mecânica máxima é de 5 CV para não prejudicarmos a rede de alimentação. Etapa de Comando:



39

Etapa de Potencia:

Sobre Carga (Dimensionamento) A corrente de ajuste de rele deve ser 1,1 a 1,5 vezes a corrente nominal do motor e o rele deve ser escolhido de acordo com a faixa de cada fabricante

• Padronizados para nosso estudo



40

RELE Faixas: 1 – 2,5 / 2,5 – 4 / 4 – 6,3 / 6,3 – 10 / 10 – 16 / 16 – 25 / 25 – 32 / 32 – 40 / 40 – 63 / 63 – 85 / 85 – 100 / 100 – 150 / 150 – 200 / 200 – 300 / 300 – 350 A Ex.: 5 CV / cos ϕ 0,92 / η 0,85 / VN 220 / 380 / IP/IN 6,2 Curto Circuito (Dimensionamento) O maior fusível a ser utilizado por norma em função da corrente de partida é utilizando a seguinte tabela IPI FATOR Até 40A, Inclusive 0,5 De 40 A a 500 A, inclusive 0,4 Acimade 500 A 0,3

* IP220 = 12,34 * 6,2 = 76,5 A I max Fusível: 76,5 * 0.4 = 30,65 Fusível Utilizado 30A Padronizamos para o nosso Estudo Fusível: 2 / 4 / 6 / 10 / 16 / 20 / 25 / 30 / 40 / 63 / 100/ 125 / 150 / 175 / 200 / 250 / 300 / 400 / 500 OBS.: Por este calculo dimensionamos o maior fusível que pode ser aplicado, para o menor necessitamos da curva de atuação dos fusíveis e do tempo de partida do motor.



41

Contator O contator deve ser escolhido em função da corrente nominal padrão da tensão da bobina e da categoria já passada Correntes padronizadas para estudo Contatos 5 / 9 / 16 / 25 / 40 / 80 / 120 / 145 / 200 / 500 A Ex IN220: 12,34 Contator de 16 A, VN 220 V Categoria AC3

EXERCICIOS 1) Motor: 3 CV / VN = 220 V / Cos ϕϕϕϕ 0,9 / ηηηη 0,8 / IP/IN = 5,5 Utilizar comando em 220 V Dimensionar considerando Partida Direta 2) Motor: 2 CV / VN = 220 / 380 V / Cos ϕϕϕϕ 0,94 / ηηηη 0,94 / IP/IN = 5,2 Regime de Serviço: S1 Comando: 220 V Partida direta



42

PARTIDA DIRETA DE MOTORES COM REVERSÃO É o ato de podermos inverter a rotação dos motores elétricos, através de comandos elétricos. Etapa de Comando:



43

OBS.: Intertravamento: É o método de proteção contra o acionamento dos 2 contatores que ocasionaria curto circuito na potência. Etapa de Potencia:

Obervação:

• O método de dimensionamento é o mesmo do anterior

• Para ajuste do rele térmico podemos considerar para múltiplas partidas I ajuste = 1,15 a 1,20 x IN



44

Exercícios: 1) Calcular os parâmetros do(s) motor(es), e dimensionar proteções e

contator(es)

a) 3 CV / cos ϕϕϕϕ 0,95 / ηηηη 0,83 / VN 220/380 V / IP/IN 5,9 Considerar partida direta com reversão, comando 24 vcc e utilizar 1,2 x IN para rele.

2) Considere um sistema com um motor trifásico assíncrono, onde este deve ser ligado. Quando acionada a botoeira S0 por 10 segundos em seguida aos 10 segundos de repouso o motor deve inverter a rotação e parar após 15 segundos

Dados: Motor 4 CV / cos ϕϕϕϕ 0,96 / ηηηη 0,9 / VN 220 /380 V / IP/IN 6

- Utilizar comando em 220 V - Utilizar 1,2 IN para ajuste - Rede Trifásica 220V

PARTIDA ESTRELA (Y) / TRIANGULO (∆∆∆∆) É o metodo de partida mais usado para motores de 5 CV a 250 CV para redução da corrente de partida. Isto pode ser conseguido pois a tensão de alimentação e √3 vezes menor que a nominal, resultando em uma corrente de partida 3 vezes menor que a tensão plena



45

Exemplo: Motor 220 / 380 V

VNF: 220 V VAF: 127 V VNL: 380 V VAL: 220 V √3 vezes menor

Y = VL = VF x √3 VF = VL . √3

VF = VL = VL = VL √3 (√3)2 3 √3 . 1

IF = IF IL = V . Z IL = VL � IL 3x Z IL = Y / ∆ = ILN . 3 EXERCICIO: Motor 100 CV / cos ϕϕϕϕ 0,95 / ηηηη 0,92 / VN 220V



46

DIMENSIONAMENTO DOS COMPONENTES E AJUSTES Sobre Carga: A corrente nos contatores sempre será √3 vezes menor que a IN, portanto os critérios são: Cargas Leves: IRT 1,0 x IN � 1,0 x IN = [0,58 do IN do Motor] √3 Carga Pesada: IRT = 1,1 x IN � 1,1 x IN = [0,64 do IN do Motor] √3 CURTO CIRCUITO O critério usado deve ser o mesmo para partida direta, porém desconsidera-se a redução de 3 vezes proporcionada para partida Y/∆ CONTATORES: Os contatores devem ser dimensionados da seguinte forma: Principal I contator = Inominal do motor . Triangulo √3 OBS.: A tensão da bobina deve ser especificada e a categoria da aplicação. Exercício: Calculo os parâmetros do motor e dimensione as proteções e os contatores: Motor 75 CV / cos ϕϕϕϕ 0,94 / ηηηη 0,93 / VN 220 / 380 V / IP/IN 6 / Partida Y/∆∆∆∆



47

LISTA DE EXERCÍCIOS PARA COMANDOS ELÉTRICOS.

Ex 1: Considere um sistema, controlado por comandos elétricos, que deve acionar três motores trifásicos assíncronos (M1, M2, M3). O funcionamento do circuito esta descrito abaixo:

• O operador liga e desliga o sistema através por botões sem retenção; • O motor M1 é ligado imediatamente. Após 4 segundos M2 é ligado e

Decorridos 15 segundos de funcionamento de M2, M3 é ligado. Após 20 segungos dos três motores estarem em funcionamento, ambos os três motores devem ser desligados.

Dados: - Segue abaixo características de cada motor: � M1: 4 CV / Cos ϕ = 0,96 / η = 0,90/ Vn = 220 /380 V / IP/IN= 6 � M2: 3 CV / Cos ϕ = 0,95 / η = 0,83/ Vn = 220 /380 V / IP/IN= 5,9 � M2: 2 CV / Cos ϕ = 0,94 / η = 0,94/ Vn = 220 /380 V / IP/IN= 5 Todos os motores são de 6 pontas Utilizar comando em 220 V Calcular Iajuste com mutiplicador 1,2 Tensão de rede trifásica 220 V Com base nos dados acima execute

a) Desenhe os diagramas de comando e de potencia b) Calcule os todos os parâmetros para os três motores c) Dimensione as proteções para sobrecorrente e curto circuito para todos os

motores d) Dimensione os contatores a serem utilizados para acionar cada um dos três

motores e) Usar as seguintes sinalizadores luminosos para o funcionamento da maquina

- Motor 1: Lâmpada verde - Motor 2: Lâmpada amarela - Motor 3: Lâmpada azul - Os três motores desligados vermelha



48

EX 2: Uma estufa deverá ser comandada por um circuito semi automático controlado pelo conceito de comandos elétricos. A estufa é composta por:

• Motor de recirculação (M1) de 220 V/ 3F • Banco de Resistência trifásica de 40W – 220 V (R1) • Idem a R1

Funcionamento O operador deverá dispor de dois botões sem retenção, um para ligar, outro para desligar! Segue o procedimento - Quando o comando liga for dado R1 e R2 são ligados e imediatamente deverá iniciar um temporização de 5 minutos para ligar a moto-recircilador. A temperatura máxima é 200 ºC e quando a mesma for alcançada R1 e R2 devem desligar. Se a temperatura reduzir em relação aos 200 °C, R1 e R2 estiverem ligados, deve sinalizar nas cores verde e branco, quando M1 sinalizar Azul. Estufa desligada (R1/R2) sinalizar vermelho Potencia em 220 V (3F) Comando em 220 V (3F) OBS.: No comando desliga todas as cargas devem ser ligadas.



49

EX 3. Em um prédio comercial, necessitamos de implementar um portão automático que obedeça o seguinte funcionamento - O operador possui três botões sem retenção para efetuar o comando - O motor redutor possui potência mecânica de 5 cv trifásico - O portão deve operar de um ponto 1 a um determinado ponto 2 - Para a segurança dos automóveis se o portão estiver fechando um sensor deve detectar a passagem e parar o portão em seguida acionando para abertura; - No lado externo um pisca pisca de atenção deve ser implandtado com intervalos de 1 segundo; - A potencia deve operar com 220 V - O comando deverá operar em 24 vdc, com projeto executado por vocês - Sinalização

• Portão aberto – Azul • Portão fechado – Amarelo • Portão em movimento – Verde • Portão Parado – Vermelho

apostila de comandos - 2015

Documents