CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Chaves de partidA

Nomes: Carolina de Carvalho Nassif Campolina

Isabella Heiderich Leal Monteiro

Professor: Rogério Augusto

Disciplina: Acionamentos Elétricos

Cidade: Belo horizonte

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS Data: 13/11/2010

Sumário:

1 CHAVE COMPENSADORA ........................................................................... 3

1.1 Introdução teórica ............................................................................................................. 3

1.2 Princípio de funcionamento ............................................................................................... 3

1.3 Diagrama de acionamento e comando .............................................................................. 4

2 EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS.............. 4

2.1 Introdução teórica ............................................................................................................ 5

2.1.1 Introdução teórica .......................................................................................................... 5

2.1.2 Tipos de fusíveis ............................................................................................................. 5

2.1.3 Representação e simbologia dos fusíveis ....................................................................... 7

2.2 Disjuntores ........................................................................................................................ 8

2.2.1 Introdução teórica ......................................................................................................... 8

2.2.2 Tipos de disjuntores ....................................................................................................... 9

2.2.3 Curva de disparo ........................................................................................................... 11

2.2.4 Simbologia .................................................................................................................... 12

2.3 Interruptor Diferencial Residual (DR) .............................................................................. 13

2.3.1 Introdução teórica ........................................................................................................ 13

2.3.2 Proteções ..................................................................................................................... 13

2.3.3 Simbologia ................................................................................................................... 13

2.4

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

1 CHAVE COMPENSADORA

1.1 Introdução Teórica:

Este modo de partida se aplica igualmente aos motores de forte potência, aos

quais ele permite dar a partida com características mais favoráveis que obtidas

com partida por resistência, isto devido ao fato de proporcionar um conjugado

de partida mais elevado, com um pico de corrente mais fraco (reduzido).

1.2 Princípio de Funcionamento:

A chave compensadora (auto transformador) possui um núcleo magnético

plano formado por três colunas de chapas de aço silício fechadas no topo. Três

enrolamentos estão localizados nas colunas. Os terminais inferiores desses

enrolamentos estão conectados em Y, formando um centro que é suspenso. Ao

longo do enrolamento do autotransformador são feitos por TAPs operacionais

nas alturas das tensões de 50% , 65% e 80% da tensão aplicadas na fase.

Essa partida é utilizada geralmente para motores acima de 15 cv. E é feita em

três etapas:

1- Na primeira etapa, o autotransformador é ligado primeiramente em estrela e

em seguida o motor é ligado à rede por intermédio de uma parte dos

enrolamentos do autotransformador. A partida é feita com uma tensão reduzida

em função da relação de transformação. O autotransformador possui

derivações que possibilitam escolher a relação de transformação e a tensão

reduzida mais apropriada.

2- Na segunda etapa, antes de passar à tensão plena, a ligação em estrela é

aberta. Essa operação é realizada quando se atinge velocidade de equilíbrio no

final do primeiro período.

3- A ligação à plena tensão é feita após a segunda etapa, em que o

autotransformador é desligado do circuito.

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS 1.3 Diagrama de acionamento e comando:

2 EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO DE SISTEMAS ELÉTRICOS:

Ao ocorrer um curto-circuito, o dispositivo de proteção deverá interromper a

corrente, antes que os efeitos térmicos e mecânicos da mesma possam tornar-

se perigosos aos condutores, terminais e equipamentos. Em instalação de

grande carga e nas de alta-tensão, deve ser calculada a corrente de curto

circuito nos pontos importantes da rede. As normas estabelecem que “a

capacidade de interrupção dos dispositivos de proteção contra curto-circuito

deve ser igual ou superior à corrente de curto-circuito presumida no ponto onde

o dispositivo de proteção esteja instalado, exceto quando houver outro

dispositivo colocado mais próximo à fonte de alimentação e que tenha

capacidade de interrupção suficiente. Nesse caso, as características dos

dispositivos devem ser coordenadas de tal forma que os efeitos da corrente de

curto-circuito que os dispositivos deixam passar não danifiquem o dispositivo

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS colocado mais distanciado da fonte, bem como os condutores protegidos por

esses dispositivos”.

2.1 Fusíveis:

Fusível de vidro

2.1.1 Introdução teórica:

Fusíveis são dispositivos conectados ao circuito elétrico que tem como função

principal a proteção do circuito contra as sobrecargas da corrente elétrica,

evitando possíveis danos ao sistema elétrico, tais como a queima do circuito,

explosões e eletrocutamento. Os fusíveis são mais utilizados em circuitos

domésticos e indústria leve.

Em circuito elétrico sempre será gerado calor, por causa das resistências que

nele estão inseridas. Às vezes esse calor pode ser aproveitado, como é o caso

dos fusíveis.

O funcionamento de um fusível é baseado no princípio segundo o qual a

corrente que passa por um condutor gera calor que é proporcional ao quadrado

da intensidade da corrente. Quando a corrente atinge um determinado valor

máximo, o condutor se aquece, porém não dissipa esse calor rapidamente,

fazendo com que um componente derreta e abra o circuito, impedindo que a

corrente passe.

Muitos dos fusíveis conhecidos se encontram internamente no circuito, porém

existe um denominado de termofusível. Esse, ao contrário dos outros, localiza-

se externamente, junto à carcaça do aparelho. Ele permite proteger o

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS equipamento caso a sua temperatura se eleve, ultrapassando determinados

valores. Sendo assim, ele protege o equipamento, não contra a corrente que

circula em seu circuito, mas sim contra a temperatura exterior, já que se

encontra na parte externa do circuito.

Existem vários tipos de fusíveis, que variam de acordo com o tipo de aplicação.

Podem ser de diferentes tamanhos, características de funcionamento, corrente

suportável e tensão.

2.1.2 Tipos de fusíveis:

a) Tipo rolha

Este tipo é normalmente utilizado (já em desuso) em circuitos de iluminação e

força. É o mais comum nas instalações domiciliares antigas.

-Valores típicos : 6-10-15-20-25-30ª

-Tensão máxima de trabalho: 250V

b) Fusível cartucho:

Utilizado em circuitos de correntes mais elevadas, principalmente em circuitos

de iluminação e força.

- Valores típicos: 10-15-20-25-30-45-50-60-70-80-90-100 A

-Tensão máxima: 250V

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

c) Fusível tipo faca

Para correntes muito elevadas, principalmente em circuitos de força. A redução

da seção do elo fusível tem como objetivo localizar a área de fusão. São

apresentados como produtos comerciais com elo descartável.

-Valores típicos: 80-100-150-200-250-300-400-500-600 A

-Tensão de trabalho: até 250V ou até 500V

d) Fusível D

É um fusível industrial, utilizado tanto em circuitos de força como iluminação e

controle; são produzidos tanto do tipo de fusão ultra-rápida e rápida quanto

lenta (retardado).

d.1) Fusível de capacidade média (Fusível Diazed)

Suas características tecnológicas principais são:

-A areia introduzida internamente serve parta atenuar os efeitos da pressão,

temperatura e arco, durante a fusão do elo.

-Os fusíveis Diazed são bastante precisos, tendo os tipos rápidos de fusão em

décimos de segundos.

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS -Valores típicos: 2-4-6-10-16-20-25-30-32-40-50-63 A

-Tensão máxima de trabalho: até 250V ou 500V

-Espolera: é uma pedra de cor (cada cor representa uma determinada corrente

nominal) que se desprende da sua posição quando o fusível é queimado.

d.2) Fusível D de alta capacidade , tipo NH

Utiliza à cerâmica como isolador e é fabricado nas capacidades de 2 a 1.250 A

com tensão máxima de trabalho até 500V. Utiliza como extintor de arco a areia.

-Valores típicos: 2-4-6-10-16-20-25-36-40-63-80-100-125-200-250-315-400-

500-630-800-1000-1250 A.

Eletricamente difere-se do tipo D devido à alta capacidade de ruptura e maiores

correntes nominais.

2.1.3 Simbologia e representação do fusível:

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

2.2 DISJUNTORES

2.2.1 Introdução teórica

Os disjuntores têm o mesmo papel dos fusíveis. Ele é um sistema de

segurança de um circuito elétrico, contra sobrecargas elétricas ou curtos-

circuitos, que tem a função de cortar a passagem de corrente elétrica  no

circuito, caso a intensidade da corrente ultrapassar a intensidade limite que,

normalmente, vem especificada nos próprios disjuntores. Uma boa

característica dos disjuntores, é que, além de proteger a corrente, ele também

serve como dispositivo de manobra. Para reativar o disjuntor, basta que ligue a

chave (dispositivo de manobra) novamente, enquanto que nos fusíveis

queimados precisamos trocá-los por novos, podendo até tomar choque, quanto

que isto não ocorre quando religamos o disjuntor.

2.2.2 Tipos de disjuntores:

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS Existem vários tipos de disjuntores, o mais conhecido é o termomagnético que

possui três funções:

*manobra: abertura e fechamento do circuito;

*proteção contra sobrecargas: quando a corrente elétrica acima do previsto

para o disjuntor permanece por um determinado período, ativa um dispositivo

do disjuntor que é sensível ao calor e provoca a abertura dele.

*proteção contra curto-circuito: que através de um dispositivo magnético

desativa o disjuntor, quando ocorre um aumento instantâneo da corrente

elétrica.

Disjuntor visto em corte

Este disjuntor é muito utilizado em casas, pois quando ocorre uma sobrecarga

ou um curto-circuito ele desliga, fazendo assim com que não ocorram danos

nos eletrodomésticos.

Disjuntor a sopro magnético

Neste tipo de disjuntor os contactos abrem-se no ar, empurrando o arco

voltaico para dentro das câmaras de extinção, onde ocorre a interrupção,

devido a um aumento na resistência do arco e conseqüentemente na sua

tensão.

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS Uma das principais características dos disjuntores a sopro magnético é a

grande resistência do arco voltaico. Os disjuntores a sopro magnético são

usados em média tensão até 24kV, principalmente montados em cubículos.

DISJUNTORES A ÓLEO:

O óleo mineral com suas destacadas características de isolante e extintor, foi

usado desde os primeiros tempos na fabricação de disjuntores.

DISJUNTORES A GRANDE VOLUME DE ÓLEO (GVO):

Possuem câmaras de extinção onde se força o fluxo de óleo sobre o arco. Os

disjuntores GVO são usados em média e alta tensão até 230kV. A

característica principal dos disjuntores GVO é a sua grande capacidade de

ruptura em curto – circuito.

DISJUNTORES A PEQUENO VOLUME DE ÓLEO (PVO):

Os disjuntores PVO cobrem em média tensão, praticamente, toda a gama de

capacidades de ruptura de 63kA. No nível de 138kV a sua capacidade de

ruptura por câmara está limitada a um máximo de 20kA, o que equivale a dizer

que para maiores correntes de curto – circuito, (31,5; 40 e 50kA), que são

comuns nesta tensão, deve-se empregar varias câmaras em série com o uso

obrigatório de capacitores de equalização e acionamento mais possante com

conseqüente aumento do uso e complexidade do equipamento.

DISJUNTORES A VÁCUO:

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS Grande segurança de operação, pois não necessitam de suprimento de gases

ou líquidos e não emite chamas ou gases; praticamente não requerem

manutenção, possuindo uma vida extremamente longa em termos de números

de operações a plena carga e em curto – circuito; A relação capacidade de

ruptura/volume é bastante grande, tornando estes disjuntores bem apropriados

para o uso em cubículos; Devido à ausência de meio extintor gasoso ou

líquido, podem fazer re-ligamentos automáticos múltiplos.

2.2.3 Curva de disparo

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

A norma de proteção estabelece que os disjuntores de curva B devem atuar

para correntes de curto-circuito entre três e cinco vezes a corrente nominal.

Enquanto isso, os de curva C atuam entre cinco e dez vezes a corrente

nominal e, por fim, os disjuntores de curva D devem responder para correntes

entre dez e vinte vezes a corrente nominal.

Os disjuntores de curva B são indicados para cargas resistivas com pequena

corrente de partida, como é o caso de aquecedores elétricos, fornos elétricos e

lâmpadas incandescentes. Já os de curva C são indicados para cargas de

média corrente de partida, como motores elétricos, lâmpadas fluorescentes e

máquinas de lavar roupas. Por fim, os disjuntores de curva D são indicados

para cargas com grande corrente de partida, a exemplo de transformadores

BT/BT (baixa tensão).

2.2.4 Simbologia:

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Disjuntor diferencial

Disjuntor

2.3 Interruptor Diferencial Residual – DR:

2.3.1 Introdução teórica

Ao contrário dos disjuntores termomagnéticos, a função principal dos

interruptores diferenciais residuais (DR) é proteger as pessoas que utilizam a

energia elétrica, e não, a instalação.

O principal problema para o ser humano em relação à energia elétrica são os

eventuais choques. Estes ocorrem sempre que houver um contato com um

condutor ou equipamento energizado. Nesse instante, a pessoa passa a

desempenhar o papel de meio condutor de eletricidade do sistema para a terra.

Os efeitos dessa passagem de corrente elétrica através do corpo humano

variam de um simples susto a ferimentos graves, ou até mesmo à morte.

A falta para a terra também pode gerar faíscas e produzir incêndios. O

interruptor diferencial detecta toda a passagem de corrente para a terra e

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS desliga o circuito elétrico, ou seja, será útil tanto na proteção contra choques

(proteção pessoal) como, também, contra incêndios ( proteção de patrimônio).  

2.3.2 Proteções:

Contato Indireto:

No caso de uma falta interna de algum equipamento, peças de metal podem

tornar-se "Vivas" (energizadas ).

Contato Direto

Contato direto com partes "vivas" pode ocasionar fuga de corrente elétrica,

através do corpo humano, para a terra.

Contra incêndio

Correntes para terra de 500mA podem gerar arcos/faíscas e provocar

incêndios.

2.3.3 Simbologia:

Interruptor diferencial

2.4 Interruptor-seccionador

É indicado para alimentar e proteger painéis, motores e bancos de capacitores contra

sobrecargas e curtos-circuitos. Possibilita seccionamento de cargas altamente indutivas.

Possui bases para fusíveis NH instaladas sobre o interruptor-seccionador, o que propicia

economia de espaço, e apresenta manoplas rotativas diretas e prolongadas e contatos

auxiliares de posição, avanço e teste. Inclui dispositivos de travamento por cadeado na posição

desligado, garantindo segurança para o usuário trabalhar em circuitos desenergizados.

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS 2.5 RÉLES DE SOBRECARGA:

2.5.1 Símbolo

2.5.2 Princípio de funcionamento do relé de sobrecarga :

São usados para proteger os motores elétricos contra sobrecargas. Essas sobrecargas são

elevações de corrente por tempo prolongado, devido a um trabalho acima do previsto que

pode ultrapassar a corrente nominal do motor. Pode ser também, ocasionada por falta de uma

das fases, num motor trifásico ou uma elevação de corrente devido a deficiências mecânicas

na instalação, como alinhamentos, acoplamentos, etc.

Seu princípio de funcionamento é baseado num dispositivo bimetálico, onde duas lâminas de

metais de coeficientes de dilatação diferentes são afixadas geralmente por um processo de

soldagem. Essas são isoladas e por sobre as mesmas montado um resistor que aquece ao ser

percorrido pela corrente elétrica, que é a mesma que aciona o motor.

Pelo efeito do aquecimento e devido a dilatação ser diferente, uma lâmina fica com o

comprimento maior que a outra e há uma deformação (o conjunto entorta). Essa deformação

serve então para empurrar uma haste chamada de piloto, que por sua vez aciona um contato

elétrico. Quando o sistema é trifásico existem três conjuntos desse montados num mesmo

invólucro e atuam sobre um único piloto de forma que qualquer das três fases que apresentar

sobre-corrente, pode fazer acionar o contato elétrico de comando, que é único, embora

possam haver dois conjuntos de contatos(comum, normal aberto e normal fechado).

Inversor de Frequência:

Introdução teórica

um inversor é basicamente composta por uma etapa retificadora responsável por transformar

a corrente alternada em contínua, e uma etapa chaveadora responsável por transformar a

corrente contínua em alternada novamente. Porém, agora, com controle de freqüência.Os

conversores de frequência costumam também atuar como dispositivos de proteção para os

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS mais variados problemas de rede elétrica que se pode ocorrer, como desbalanceamente entre

fases, sobrecarga, queda de tensão, etc.

Eles são usados em motores elétricos de indução trifásicos para susbtituir os rústicos sistemas

de variação de velocidades mecânicos, tais como polias e variadores hidráulicos, bem como os

custosos motores de corrente contínua pelo conjunto motor assíncrono e inversor, mais

barato, de manutenção mais simples e reposição profusa.

Podem trabalhar em interfaces com computadores, centrais de comando, e conduzir,

simultaneamente, dezenas de motores, dependendo do porte e tecnologia do dispositivo.

Principio de funcionamento

Este controle é possível devido ao acionamento sincronizado dos transistores que compõem a

etapa chaveadora. Geralmente são utilizados IGBT’s (Insulated Gate Bipolar Transistor)

associados à um módulo PWM (Pulse With Modulatios) que é o responsável por sincronizar o

disparo dos IGBTs para gerar a freqüência desejada.

Os conversores costumam ser dimensionados mais precisamente, pela corrente do motor. O

dimensionamento pela potência do motor pode também ser feita, entretanto, a corrente é a

principal grandeza elétrica limitante no dimensionamento. Importante também notar outros

aspectos da aplicação, durante o dimensionamento, como por exemplo, demanda de torque

(constante ou quadrático), precisão de controle, partidas e frenagens bruscas ou em intervalos

curtos ou muito longos, regime de trabalho, e outros aspectos particulares de cada aplicação

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Tecnologia:

Os conversores de Freqüência de última geração, não somente controlam a velocidade do eixo

de motores elétricos trifásicos de corrente alternada, como também, controlam outros

parâmetros inerentes ao motor elétrico, sendo que um deles é o controle de Torque.

Através da funcionalidade que os microprocessadores trouxeram, os conversores de

Freqüencia hoje, são dotados de poderosas CPUs ou placas de controle microprocessadas, que

possibilitam uma infindável variedade de métodos de controle, expandindo e flexibilizando o

uso dos mesmos. Cada fabricante consegue implementar sua própria estratégia de controle,

de modo a obter domínio total sobre o comportamento do eixo do motor elétrico, permitindo

em muitos casos que motores elétricos trifásicos de corrente alternada, substituirem Servo

Motores em muitas aplicações. Os benefícios são diversos, como redução no custo de

desenvolvimento, custo dos sistemas de acionamento, custo de manutenção.

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Soft start é um dispositivo eletrônico composto de pontes tiristorizadas (SCRs na configuração

antiparalelo acionadas por uma placa eletrônica, a fim de controlar a corrente de partida de

motores de corrente alternada trifásicos. Seu uso é comum em bombas centrífugas,

ventiladores, e motores de elevada potência cuja aplicação não exija a variação de velocidade.

A soft-stater controla a tensão sobre o motor através do circuito de potência , constituido por

seis SCRs, variando o ângulo de disparo dos mesmos e consequentemente variando a tensão

eficaz aplicada ao motor. Assim, pode-se controlar a corrente de partida do motor,

proporcionando uma "partida suave" (soft start em inglês), de forma a não provocar quedas de

tensão elétrica bruscas na rede de alimentação, como ocorre em partidas diretas.

Costumam funcionar com a tecnologia chamada by-pass, a qual, após o motor partir e receber

toda a tensão da rede, liga-se um contator que substitui os módulos de tiristores, evitando

sobreaquecimento dos mesmos.

inversor de frequencia

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS