comandos elétricos - motores

8/10/2019 Comandos Eltricos - Motores

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Comandoseltricos motoresT1

Guia terica e prtica


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Valentino Tcnica - Training

Introduo do autor

O objetivo desse guia terica e prtica ensinar os conceitos bsicos do

sistemasdeacionamentoecomandoparaosmotoreseltricos. destinada principalmente a os estudantes e iniciantes em sua primeirexperincia.

Trata de forma rpida e clara os vrios componentes que podem constituir osistemas de acionamento dos motores, os conceitos bsicos dos circuitoeltricos responsveis pelas vrias funes e, posteriormente, permite d

colocar em prtica as teorias aprendidas, com a construo material dsistemas, possveis graas a o auxlio de diagramas eltricos com aexplicaes funcionais.

Lembramos que, para lidar com a corrente eltrica, necessrio ser ciente do perigos que a mesma traz e que tambm podem terminar com a morte, semesma manuseada de forma inadequada e sem o cumprimento das normdesegurana.

Obrigadoparaoseuinteresse.

Dedicado aos meus filho


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ndice analtico

Introduo .....................................................................................................................

Associao de contatos normalmente abertos .............................................................. Asociao em serie ......................................................................................... Asociao em paralelo ....................................................................................

Associao de contatos normalmente fechados ............................................................ Asociao em serie ......................................................................................... Asociao em paralelo ....................................................................................

Botoeira ou Boto de comando ...................................................................... Rels ...............................................................................................................

Fusveis .......................................................................................................... Disjuntore ...................................................................................................... Rel Trmico ou de Sobrecarga ..................................................................... Rel proteo contra a falta de fase ............................................................... 1Rel sequncia de fase ...................................................................................

Rel subtenso ou sobretenso ....................................................................... Simbologia grfica .........................................................................................

Conceitos bsicos em manobras de motores ................................................................. Selo ................................................................................................................. Selo com dois contatos ................................................................................... Intertravamento............................................................................................... Circuitoparaleloao intertravamento ................................................................ 1Intertravamentocomdoiscontatos ................................................................... 1Ligamentocondicionado.................................................................................. Proteodosistema .......................................................................................... Intertravamentocombotoeiras........................................................................ 1EsquemaFuncional ......................................................................................... EsquemaFuncional ......................................................................................... Recomendaes de tenso ................................................................................ 1

Principais elementos em comandos eltricos ...............................................................................

Contatores.......................................................................................................

i


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ndice analtico

Simbologianumricae literal .......................................................................................... Caractersticasdosmotores deinduo emerelao aoscomandos .................................

Laboratrioprtico .......................................................................................................... Partida direta de Motores ................................................................................. Partida direta de Motores com sinalizao ....................................................... 2Partida de Motores com reverso (sistema bsico) .......................................... 2Partida estrela-tringulo ( / ) ......................................................................... 2Comando de prensa com seqncia de acionamento ....................................... 2Comando de prensa com duas mos ................................................................ 2

ii


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Introduo

Conceitualmente o estudo da eletricidade divido em trs grandes reas: a gerao, adistribuio e o uso. Dentre elas a disciplina de

comandos eltricos est direcionada ao usodesta energia, assim pressupe-se aqui que aenergia j foi gerada, transportada a altastenses e posteriormente reduzida aos valoresde consumo, com o uso de transformadoresapropriados. Por definio os comandoseltricos tem por finalidade a manobra demotores eltricos que so os elementos finais de potnciaem um circuitoautomatizado.

Entende-se por manobra o estabelecimento econduo, ou a interrupo de corrente eltricaem condies normais e de sobre-carga. Os principais tiposdemotoresso:

MotordeInduoMotordecorrentecontnuaMotoressncronosServomotores

MotoresdePassoOs Servomotores e Motores de Passonecessitam de um driver prprio para o seuacionamento, tais conceitos fogem do escopodestecurso.

Dentre os motores restantes, os que ainda tm amaior aplicao no mbito industrial so osmotores de induo trifsicos, pois emcomparao com os motores de correntecontnua, de mesma potncia, eles tem menor tamanho, menor peso e exigem menosmanuteno.

Afigura1mostraummotordeinduotrifsicotpico.

O motor de induo temcaractersticasprprias

de funcionamento, que so interessantes para oentendimento dos comandos eltricos e serovistosemcaptulosposteriores.

Figura 1

Um dos pontos fundamentais para oentendimento dos comandos eltricos anoo de que os objetivos principais doselementosemumpaineleltricoso:

a) proteger o operador e b) propiciar uma lgica de comando.

Partindo do princpio da proteo do operadouma seqncia genrica dos elementosnecessrios a partida e manobra de motores

mostradanafigura2. Nela podem-se distinguir os seguinteselementos:

A) : S pode ser operado semcarga. Usado durante a manuteno everificaodo circuito.

B) :Destina-se a proteo dos condutores docircuitoterminal.

C) : para proteger as bobinas do enrolamento domotor.

D) : destinam-se aligar e desligar o motor de forma segura, ou

seja, sem que haja o contato do operador nocircuito de potncia, onde circula a maiorcorrente.

Seccionamento

Proteo contra correntesdecurto-circuito

Proteo contra correntes de sobrecarga

Dispositivos de manobra


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Introduo

Deveser enfatizado que no estudodecomandoseltricos importante ter a seqncia mostradana figura 2 em mente, pois ela consiste naorientao bsica para o projeto de qualquer circuito.

Ainda falando em proteo, as manobras (ou partidas de motores) convencionais, so dividasemdoistipos,segundoanormaIEC60947:

I. : Sem risco para as pessoas e instalaes, ou seja, desligamentoseguro da corrente de curto-circuito. Porm podem haver danos ao contator e ao rel desobrecarga.

II. : Sem risco para as pessoas e instalaes. No pode haver danos aorel de sobrecarga ou em outras partes, com

exceodelevefusodoscontatosdocontatoreque estes permitam mesmo uma fcil separaosemdeformaessignificativas.

Coordenao do tipo 1

Coordenao do tipo 2

O rel de sobrecarga, contatores e outroselementos em maiores detalhes, seroexplicados nos captulos posteriores, bem

como a sua aplicao prtica em circuitosreais.

Em comandos eltricos trabalha-se bastantecomumelementosimples,ocontato.apartirdo mesmo que se forma toda a lgica de umcircuito e tambm ele que d ou no aconduodecorrente.Basicamente existem dois tipos de contatoslistadosaseguir:

1. : nohpassagemdecorrenteeltricanaposio derepouso,comopodeserobservadonafigura3

.

2. : h passagem de corrente eltrica na posio drepouso,comopodeserobservadonafigura4

.Oscitadoscontatospodemserassociadosparaatingir uma determinada finalidade, como poexemplo, fazer com que uma carga sejaacionada somente quando dois delesestiveremligados.As principais associaes entre contatos sodescritasaseguir.

Contato Normalmente Aberto (NA)

Contato Normalmente Fechado (NF)

Destaformaacarganoestaracionada

Destaformaacargaestaracionada

Figura 2

Figura 3

Figura 4


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Associao de contatos normalmente abertos

Basicamente existem dois tipos, a associaoemsrie(figura5)eemparalelo(figura6).

Quando se fala em associao de contatos comum montar uma tabela contendo todas ascombinaes possveis entre os contatos, esta denominada deTabela deVerdade.

As tabelas 1 e 2 referem-se as associaes emsrieeparalelo.

Nota-se que na combinao em srie a cargaestar acionada somente quando os doiscontatos estiverem acionados e por isso denominadadefunoE.

J na combinao em paralelo qualquer um doscontatos ligados aciona a carga e por isso denominadadefunoOU.

muito importantecompreender bem a lgicade funcionamento e a utilizao da Tabela dVerdade juntamente com os conceitos de e .

Este sistema utilizado nas definies

funcionais para a programao das sadas dosC.L.P., (P.L.C. em Ingls - ProgrammablLogic Controller), que, embora no descritoneste manual, so utilizados para automatiza processos em sistemas de controle industriais permitindo tambm a aquisio dos dados dfuncionamento e dos parmetros operacionaidas plantas industriais, como por exemplo osistemaS.C.A.D.A.(SupervisoryControlAnData Acquisition), que traduzido significaControle de Superviso eAquisiode Dadosumdosmaispopularesnomercadoatual.

funo E funo OU

Figura 6

Figura 5

1 Associao em srie de contatos NA

Contato E1 Contato E2 Carga

repouso repouso desligada

repouso acionado desligada

acionado repouso desligada

acionado acionado ligada

2 Associao em paralelo de contatos NA


repouso repouso desligada

repouso acionado ligada

acionado repouso ligada

acionado acionado ligada


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Associao de contatos normalmente fechados

Os contatos NF da mesma forma podem ser associados em srie (figura 7) e paralelo (figura8),asrespectivastabelasverdadeso3e4.

Nota-se que a tabela 3 exatamente inversa atabela 1 e portanto a associao em srie decontatosNFdenominadafunonoOU.Da mesma forma a associao em paralelo chamadadefunonoE.

Existem algumas outras combinaes entrecontatos, mas que no esto includas noescopodestecurso.

Nos prximo captulo sero mostrados algundos elementos fundamentais em um paineeltrico,todoscontendocontatosNAeNF.

Posteriormente descrever-se como esteselementos podem ser associados para forma

umamanobradecargas.

Figura 8

Figura 7

3 Associao em srie de contatos NF


repouso repouso ligada

repouso acionado desligada

acionado repouso desligada

acionado acionado desligada

4 Associao em paralelo de contatos NF


repouso repouso ligada

repouso acionado ligada

acionado repouso ligada

acionado acionado desligada


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Principais elementos em comandos eltricos

Neste captulo o objetivo o de conhecer asferramentas necessrias montagem de um painel eltrico.

Assim como para trocar uma simples roda decarrro quando o pneu fura necessita conhecerasferramentas prprias, em comandos eltricos para entender o funcionamento de um circuito e posteriormente para desenhar o mesmo,necessitaconheceroselementosapropriados.

A diferena est no fato de que em grandes painis existem altas correntes eltricas que podem levar o operadorou montadora riscos devida.

Um comentrio importante neste ponto que por via de regra os circuitos de manobra sodivididos em comando e potncia, possibilitandoem primeiro lugara seguranadooperadore emsegundo aautomao docircuito.

Embora no parea clara esta diviso no presente momento, ela tornar-se comum com amedida que precisa familiariza-se com adisciplina.

Quando se fala em ligar um motor, o primeiroelemento que vem a mente de uma chave paralig-lo.

Sque nocasodecomandoseltricos a chaveque liga os motores diferente de uma chaveusual,deaquelasquesetememcasaparaligaraluzporexemplo.

A diferena principal est no fato de que aomovimentar a chave residencial ela vai parar em uma posio e permanece nela, mesmo

quandoseretiraapressododedo.

Botoeira ou Boto de comando

Na chave industrial ou botoeira h o retorno para a posio de repouso atravs de umamola,comopodeserobservadonafigura9.

O entendimento deste conceito fundamenta para compreender o porque da existncia dum no circuito de comando.selo

Figura 9

A botoeira faz parte da classe de componentedenominada elementos de comando esinalizao.

Estes so dispositivos pilotos e nunca soaplicadosnoacionamentodiretodemotores.

A figura 9 mostra o caso de uma botoeira parcomutaode4plos.

O contato NA(NormalmenteAberto) podeseutilizado como boto LIGA e o NF(Normalmente Fechado) como botoDESLIGA.

Note que o retorno feito de forma automticaatravsdeumamola.

Existem botoeiras com apenas um contatoestasltimaspodemserdotipoNAouNF.


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Ao substituir o boto manual por um rolete,tem-sea chave fim de curso, muito utilizada emcircuitospneumticos ehidrulicos.

Este muito utilizado na movimentao decargas, acionado no esbarro de um caixote,engradado,ouqualqueroutracarga.

Outros tipos de elementos de sinais so osTermostatos, Pressostatos, as Chavesde Nvel eas chaves de fim de curso (que podem ser roletes).

Todos estes elementos exercem uma ao decontrolediscreta,ouseja,liga/desliga.

Como por exemplo, se a presso de um sistemaatingir um valor mximo, a ao do Pressostatoser o de mover os contatos desligando osistema; caso a presso atinja novamente umvalormnimoatua-sereligandoomesmo.

Os rels so os elementos fundamentais demanobra de cargas eltricas, pois permitem acombinao de lgicas no comando, bem comoa separao dos circuitos de potncia ecomando.

Os mais simples constituem-se de uma carcaacomcincoterminais.

Osterminais(1)e(2)correspondemabobinadeexcitao.

Oterminal(3)odeentrada,eosterminais(4)e(5) correspondem aos contatos normalmentefechado (NF) e normalmente aberto (NA),respetivamente.

Uma caracterstica importante dos rels, como pode ser observado na figura 10 que a tensonosterminais(1)e(2)podeser5Vcc,12Vccou

Rels

24 Vcc, diferente, menor e isolada do que emterminaisdeacionamentoodetrabalho.

Este conceito permitiu o surgimento de doicircuitosemumpaineleltrico:

1. : neste encontra-se ainterface com o operador da mquina oudispositvo e portanto trabalha com baixascorrentes(at10A)e/oubaixastenses.

2. : o circuito onde seencontram as cargas a serem acionadas, taicomo motores, resistncias de aquecimentoentre outras; neste podem circular correnteeltricas da ordem de 10 A ou mais, e atingitensesdeat760V.

Circuito de comando

Circuito de Potncia

Figura 10

Em um painel de comando, as botoeirassinaleiros e controladores diversos ficam nocircuitodecomando.

Do conceito de rels pode-se derivar oconceitodecontatores,vistonoprximoitem.

Para fins didticos pode-se considerar oscontatores como rels espandindos pois o principiode funcionamento similar.

Contatores


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Conceituando de forma mais tcnica, o contator um elemento eletro-mecnico de comando adistncia, com uma nica posio de repouso e

semtravamento.Como pode ser observado na figura 11, ocontator consiste basicamente de um ncleomagnticoexcitadoporumabobina.

Uma parte do ncleo magntico mvel, e atrado por foras de ao magntica quando a bobina percorrida por corrente e cria um fluxomagntico.

Quando no circula corrente pela bobina deexcitao essa parte do ncleo repelida por aodemolas.

Conta tos e l t r icos so d i st r ibu dossolidariamente a esta parte mvel do ncleo,constituindoumconjuntodecontatosmveis.

De forma simples pode-se afirmar que oscontatores auxiliares tem como correntemxima de trabalho 10A e possuem de 4 a 8

contatos,podendochegara12contatos.Os contatores principais tem corrente mximadeat600A.

De uma maneira geral possuem 3 contato principais do tipo NA, para manobra de cargatrifsicasa3fios.

Um fator importante a ser observando no usodos contatores so as fascas produzidas peloimpacto,duranteacomutaodoscontatos.

Isso promove o desgaste natural dos mesmosalmdecontituirriscosparaasegurana.

A intensidade das fascas pode se agravar emambientes midos e tambm com a quantiddecorrentecirculandonacarga.

Dessa forma foram aplicadas diferentesmedidas de proteo, resultantes em umaclassificaodeusodesteselementos.

Basicamente existem 4 categorias de empregodecontatores principais:

1. : aplicada em cargas hmicas ou pouco indutivas, como aquecedores efornosaresistncia.2. : para acionamento de motores deinduocomrotorbobinado.

3. : aplicao de motores com rotor degaiola em cargas normais como bombasventiladores ecompressores.

4. : para manobras pesadas, comoacionar o motor de induo emplena cargareverso em plena marcha e operao

intermitente.

AC1

AC2

AC3

AC4

Figura 11

Solidrio a carcaa do contator existe umconjuntodecontatosfixos.

Cada jogo de contatos fixos e mveis podemser do tipo Normalmente aberto (NA), ounormalmentefechados(NF).

Os contatores podem ser classificados como principaisou auxiliares.


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Afigura12 mostrao aspetodevarios contatorescomuns.

Este elemento ser mais detalhado em captulos posteriores.

A figura 13, mostra os fusveis mais comunsaplicados em sistemas de comando motor juntoscoma sua ferramentadeextrao(1)

Os disjuntores tambm esto presentes eminstalaes residenciais e so mais comuns dqueosfusveis.

Sua aplicao determinadas vezes interferecom a aplicao dos fusveis, pois soelementosquetambmdestinam-seaproteodocircuitocontracorrentesdecurto-circuito.

Em alguns casos, quando h o elemento

trmico os disjuntores tambm podem sedestinar a proteo contra correntes desobrecarga.

Acorrente de sobrecarga pode ser causada poruma sbita elevao na carga mecnica, oumesmo pela operao do motor emdeterminados ambientes fabris, onde atemperatura elevada.

A vantagem dos disjuntores que permitem religao dosistema apsa ocorrnciada ele -

Disjuntore

Figura 12

Fusveis

Os fusveis so elementos bem conhecidos pois se encontramem instalaes residenciais,

nos carros, em equipamentos eletrnicos,mquinas,entreoutros.

Tecnicamente falando estes soelementosquedestinam-se a proteo contra correntes desobrecargaecurto-circuito.

Entende-se por esta ltima aquela provocada pela falha de montagem do sistema, o que levaa impedncia em determinado ponto a umvalor quase nulo, causando assim umacrscimosignificativonovalordacorrente.

Sua atuao deve-se a a fuso de um elemento pelo efeito Joule, provocado pela elevao decorrenteemdeterminadopontodocircuito.

O elemento fusvel tem propriedades fsicastais que o seu ponto de fuso inferior ao

ponto de fuso do cobre; este ltimo omaterial mais utilizado em condutores deaplicaogeral.

Figura 13

1


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Rel proteocontra a falta de fase

Um dos principais problemas para a proteo

dos motores trifsicos o monitoramentocorretodapresenadasfasesdealimentao.

Geralmente os rels de sobrecarga executamessa proteo usando o principio da fasefantasma isso faz com que em caso de falta deuma fase, as fases restantes induzam uma fasefantasma na bobina do enrolamento darespetiva fase faltante elevando assim acorrente das outras duas,

Para evitar esse risco, no mercado, existemdiferentes tipos de rels eletrnicos de proteocontrafaltadefase.

Estes rels esto geralmente equipados com um

contatodecomutaoquepodesercolocadoemsrie com o contato auxiliar do rel desobrecarga, assim em caso de falta de fase omotordesligadoemumtempomuitocurto.

Muitos destes rels so tambm capazes decontrolar problemas no linha.

Abaixo, o diagrama tpico da atuao de umdestes componentes.

,

o problema que atuacom um atraso de tempo no indiferente econsequentemente o motorpode superaqueceredanificar-se.

neutroda

Rel sequncia de fase

Pode acontecer que, em certos sistemas, a

rotao inversa do motor cria srios riscos dseguranaoudanosproduo.

Geralmente, a inverso das fases a montantdo sistema um evento muito raro, mas no pode ser excludo, para proteger deste problema usando este rel especficoTambm neste caso, o seu contato auxiliar emsaida, tem que ser ligado em srie com aqueldoreldesobrecarga.

Abaixo, o diagrama tpico da atuao de umdestes componentes.

Rel subtenso ou sobretenso

Este rel protege o motor de perigoso picos detenso de alimentao, ou uma simetriairregulardamesmaentreasfases.

Monitora as variaes mximas e mnimas dtensao nas quais uma alimentao trifsica pode operar

Sempre que houver uma condio desubtenso ou sobretenso o rel comutar sua sada para interromper a operao do

motor ou processo a ser protegido

.

,

.


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Simbologia grfica

At o presente momento mostrou-se a presena

de diversos elementos constituintes de um painel eltrico.

Em um comando, para saber como esteselementos so ligados entre si necessrioconsultar um desenho chamado de esquemaeltrico.

No desenho eltrico cada um dos elementos

representadoatravsdeumsmbolo.A simbologia padronizada atravs dasnormas NBR, DIN e IEC. Na tabela abaixoapresenta-se alguns smbolos referentes aoelementos estudados nos pargrafosanteriores.


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Conceitos bsicos em manobras de motores

Para lere compreeendera representao grfica deum circuito eltrico, imprescindvel conoscomponentesbsicosdoscomandosetambmsuafinalidade.

Algunsdesteselementossodescritosaseguir.

Selo

O contato de selo sempre ligado em paralelcomocontatodefechamentodabotoeira.

Sua finalidade demantera correntecirculand

pelo contator, mesmo aps o operador teretiradoodedodabotoeira.

Selo com dois contatos

Para obter maior confiabilidade no sistema pode-seutilizardois contatosdeselo.

Intertravamento

usado em circuitos onde existem 2 ou macontatores, para evitar o indesejvefuncionamento simultneo de dois o maicontatores, ou a posibilidade de

.

Neste caso os contatos devem ficar antes dalimentaodabobinadoscontatores.

curtos devida aousosimultneodedoisomaiscontatores


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Circuitoparaleloao intertravamento

No caso deum intertravamentoentrecontatos,contato auxiliar de selo, no deve-se criar umcircuitoparaleloaointertravamento.

Se isso acontecer a funo de segurana seri perdida.

Intertravamento com dois contatos

Dois contatos de intertravamento, ligados emsrie,elevamaseguranadosistema.

Estes devem ser usados quando so acionadacargascomaltascorrentes.

LigamentocondicionadoO contato NAdo contator K2, antes do contatoK1, significa que K1 pode ser operado apenaquandoK2estiverfechado.

Assim condiciona-se o funcionamento dcontatorK1aocontatorK2.


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Proteodo sistema

Os rels de proteo contra sobrecarga e a botoeiras de desligamento devem estar sempemsrie.

Isso tambm vlido para outros sistemas dsegurana como botes de emergncia, relfaltadefase,etc..

Intertravamento com botoeiras

O intertravamento tambm pode ser feitatravsdebotoeiras.

Neste caso, para facilidade de representarecomenda-se que uma das botoeiras venhindicadacomseuscontatosinvertidos.

No se recomenda este tipo de ao em motorecomcargaspesadas.

Esquema Funcional

Nesta representao todos os condutores est

representados. No levada em conta a posio construtiva econexo mecnica entre as partes. O sistema subdividido de acordo com os circuitos dcorrentes existentes. Estes circuitos devem srepresentados sempre que possvel, por linharetas, livres de cruzamentos. A posio docontatos desenhada com o sistema desligad(semtenso).A vantagem consiste no fato de que se tornfcil ler os esquemas e respetivas funesassim este tipo de representao o que seradotadonestecurso.


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Esquema Multifiliar

Nesta representaotodosos componentesso representados.Osaparelhos so mostrados deacordocom sua seqncia de instalao, obedecendoa constfsicadosmesmos.Aposio dos contatos feita com o sistemadesligado (semtenso).A disposio dos aparelhos pode ser qualquer uma, com a vantagem de que eles so facilreconhecidos,sendoreunidosportraesdecontorno,senecessrio.

Recomendaesde tenso

Certas normas, como por exemplo a VDE,recomendam que os circuitos de comandosejam alimentados com tenso mxima de 220V, admitindo-se excepcionalmente 500 V nocasodeacionamentodemotor.

Neste ltimo recomenda-se a existncia deapenas1contator.

A NR 12 por exemplo, recomenda e, em algunscasos exige que os circuitos de comando sejamalimentados com tenso S.E.L.V. (Safety ExtraLowVoltage).

Devemos destacar que deve ser sempre privilegiadaa seguranado operador.

Recomendamos o uso de tenses dalimentao nas botoeiras no superior 24VA.C., isso tem validade tambm para osistemasdesinalizao.

Se isso no for possvel, ser obrigatrifornecer uma tenso de alimentao docomandos com proteo diferencial, comcorrente de atuao I n 0,03A e garantir umisolamentoduploemclasseII.

Tambm recomendvel, para aumentar fiabilidade do sistema, a utilizao de fonte

alimentao dedicada para cada grupo dcomandoindividuais


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Simbologia numrica e literal

Assim como cada elemento em um comandotem o seu smbolo grfico especfico, tambm anumerao dos contatos e denominao literaldos mesmos tem um padro que deve ser seguido.

Neste captulo sero apresentados algunsdetalhes, para maiores informaes deve-seconsultaranormaNBR5280ouaIEC113.2.

A numerao dos contatos que representamterminaisdeforafeitadaseguintemaneira:

, e Circuitodeentrada (linha), e Circuitodesada (terminal)

J a numerao dos contatos auxiliares segue oseguintepadro:

e Contato normalmente fechado (NF),sendo1aentradae2asada

e Contato normalmente aberto (NA),sendo3aentradae4asada

Nos rels e contatores tem-se A1 e A2 para osterminaisdabobina.

Os contatos auxiliares de um contator seguemum tipo especial de numerao pois o nmero compostopordoisdgitos,sendo:

1 3 52 4 6

1 2

3 4

O primeiro dgito indica o nmero deidentificao progressiva no sistema docontato.O segundo dgito: indica o tipo de contato( e ) ou ( e ).

Em figura 18 temos um exemplo denumerao para um contator de potncia comdoiscontatosauxiliares,umNFeoutroNA.

Em relao com os modelos de contatores d potncia usados, muitas vezes os contacto

auxiliares so aplicados externamente aomesmo contator, permitindo asim de realizaasnecessriascombinaes.

Se o funcionamento do contator auxiliar, obrigado a o funcionamento do contator de potncia, aconselhvel a utilizao de umcontato auxiliar no contator de potncia parenergizar a bobina do contator auxiliar, com o propsito de ter um acionamento limpo nvinculadocomatensesdepotncia.A figura 19, em vez, mostra um contatorauxiliario com 4 contatosNAe 2 contatosNF.

Com relao a simbologia literal, algunsexemplos so apresentados na tabela da pginaa seguir.

NF 1 2 NA 3 4

Figura 18 Figura 19


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Simbologia numrica e literal

Simbolo Componente Exemplos

F Dispositivos de proteo Fusveis, disparadores, rels,protettor de surto.

H Dispositivos de sinalizao Indicadores acsticos e pticos.

K Contatores Contatores de potncia e auxiliares.

M Motores

Q Dispositivos de manobrapara circuitos de potnciaDisjuntores, seccionadores,interruptores.

S Dispositivos de manobraseletores auxiliaresDispositivos e botes de comando ede posio (fim-decurso) e seletores.

T TransformadoresTransformadores de distribuio, depotncia, de potencial, de corrente,autotransformadores.


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Caractersticas dos motores de induo eme relao aos comandos

Neste curso trabalha-se com os motores deinduo trifsicos do tipo gaiola de esquilo por seremosmaiscomunsnaindstria.

Este nome dado devido ao formato do seurotor.

Umestudocompletosobreesteelementotemade um curso de mquinas eltricas, apesar dissoalgumas caractersticas so interessantes aoestudodoscomandoseltricos.

Basicamente os motores do tipo gaiola socompostospordoissubconjuntos:

Estator: com enrolamento montado nacarcaa do motor, fornecendo o campogiranteRotor: enrolamento constitudo por barrascurto-circuitadas, a suacorrente induzida pela ao do campo girante, provocandouma rotao do rotor e o fornecimento deenergiamecnicaaoeixodomotor.

Quando o motor energizado, ele funcionacomo um transformador com o secundrio emcurto-circuito, portanto exige da rede eltricauma corrente muito maior que a nominal, podendo atingir cerca de 7 vezes o valor damesma.

As altas correntes de partida causami n c o n v e n i e n t e s p o i s e x i g e m u mdimensionamento de cabos com dimetros bemmaioresdoqueonecessrio.

Alm disso podem haver quedas momentneasdo fator de potncia, que monitorado pelaconcessionria de energia eltrica, causandomultasaindstria.

Para evitar estas altas correntes na partida,existemalgumasestratgiasemcomandos.

Uma delas alimentar o motor com 50% ou65% da tenso nominal, o caso da partidaestrela-tringulo,queservistanestecurso.

Outrasestratgiasso:

Resistoresouindutoresemsrie;Transformadoresouauto-transformadores;Chavessrie-paralelo;Chavescompensadoras;SoftStarter,etc..

Os motores de induo podem serclassificados em tipos com 6 pontas e tipos 12pontas.

No caso do motor de 6 pontas existem doitiposdeligao:

Tringulo: a tenso nominal de 220 V (vefigura20)Estrela: a tenso nominal de 380 V (vefigura21)

Figura 19

Figura 20


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Caractersticas dos motores de induo em relao a os comandos

No caso do motor de 12 pontas, existem quatrotipospossveisdeligao:

Tringuloemparalelo: a tensonominal 220V(verfigura21) Estrela emparalelo: a tenso nominal 380 V

(verfigura22) Tringulo em srie: a tenso nominal 440 V

(verfigura23) Estrela em srie: a tenso nominal 760 V

(verfigura24)

Nota-se que nas figuras so mostradas asquantidades de bobinas constituintes de cadamotor.

Assimummotorde6pontastem3bobinaseumde12pontastem6bobinas.

A unio dos contatos segue uma determinadaordempadro.

Existe uma regra prtica para faz-lo: numera-se sempre os terminais de fora com 1, 2 e 3 eliga-seosterminaisfaltantes.

No caso do motor de 12 pontas deve-se aindaassociar o srie paralelo com as bobinascorrespondentes, como por exemplo (1-4 com7-10).

Figura 22

Figura 24

Figura 21

Figura 23


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Caractersticas dos motores de induo eme relao aos comandosUma ltima caracterstica importante do motor de induo a ser citada a sua placa deident if icao , que t raz informaesimportantes; aqueles de maior interesse para odimensionamento dos controles e protees solistadasaseguir:

CV: Potnciamecnicadomotor emcv Ip/In: Relao entre as correntes de partida e

nominal; Hz: Freqncia da tenso de operao do

motor; RPM: Velocidade do motor na freqncia

nominaldeoperao V:Tensodealimentao A: Corrente requerida pelo motor em

condiesnominaisdeoperaoF.S.: Fator de servio, quando o fator deservio igual a 1,0, isto implica que o motor pode disponibilizar 100% de sua potnciamecnica.

Abaixoumexemplopraticodeumaplaca.

1Emgeralocdigodomotor 2Nmerodefases3Tensonominaldeoperao

4 Regimedeservio5 Rendimento6 Modelo da carcaa7 Grau de proteo8 Classe de isolamento9 Temperatura da classe de isolamento10 Frequncia11 Potncia12 Rotao nominal por minuto13 Corrente nominal de operao14 Fator de potncia15 Temperatura ambiente16 Fator de servio17 Altitude18 Massa19 Especificao do rolamento dianteiro e

quantidade de graxa20 Especificao do rolamento traseiro e

quantidade de graxa21 Tipo de graxa utilizada nos rolamentos22 Esquema de ligao para a tenso

nominal 220V23 Esquema de ligao para a tenso

nominal 380V24 Certificaes25 Relao da corrente de partida/corrente

nominal26 Categoria de conjugado


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Laboratrio prtico

Funcionamento

U1 V1 W1K100

1 2 3 4 5 6

K100A1 A2

FC200

Para operar o motor, necessrio que a tensoda rede, protegida ante, seja presentea os terminaisde ligao - - .Para que isso acontea, o contator devefechar os contatos - / - / - permanentemente para todo o tempo necessrioaofuncionamento.

capaz de realizar esta funo, somentecom a bobina alimentada parao circuitodecomando.

devitamente

(terminais e )

Todos os componentes do circuito de controloso protegido paraos fusveis .Comovocpodever,aalimentaodabobina

dada por um circuito composto de contatos esrie: (STOP), (proteo trmica)(START) mais um contato auxiliario d

em paralelo com (SELO).Ao fechar o contato , a bobina do contatoralimentada, permitindo o fechamento docontatos de potncia e simultaneamente, o dcontato auxiliar, que permite demantera bobinalimentada mesmo que o contacto volta ser aberto. Com com a abertura de o

acaba a alimentao da bobina at quseja fechado outra veis (se necesariorestaurar ante aproteo trmica ).

advisaqueomotoremoperao.

S200 FT100S300K100 S300

S300

S300S200

FT100S300

FT100EA1

Partida direta de Motores

A primeira combinao entre os elementos decomando estudados a partida direta de ummotor,mostradanafiguraabaixo.

O objetivo de montar esta partida, observandas dificuldades e a lgica de funcionamento bem comoapresentaro conceitode .selo

potncia comando


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Laboratrio prtico

Funcionamento

Q1

F1

H1H2H3

O conceito de funcionamento o mesmo que odoesquemaanterior.Foram adicionado trs diferentes sinaleiros deindicao do estatdo do sistema e um disjuntor magnetotrmico especfico para motores ( ),mas, como redundncia de segurana, temosmantido o reldesobrecarga( ).Asfunesdosindicadoresso:

-motoremoperao-sistemaemstand-by(prontoparaouso)-disparoproteotrmica(resetnecessrio)

O rel de sobrecarga( ) est equipadocom umcontatodecomutaodeestadofuncional.Quando no existe anomalia o contato condunos terminais - autorizando a partida alimentando a lmpada por meio do contatauxiliar . .docontator ( ).Em caso de interveno da proteo trmica contato troca entre os terminais - inibindo sistema ealimentando a lmpada .Quando o motor ligado, fecha os contatode potencia e muda o estado dos contatoauxiliares - ( ), - (lmpada )e - (lmpada ).

F1

95 96H2

N F K1 21-22

95 98H3

K1

13 14 SELO 22 21 H243 44 H1

Partida direta de Motores com sinalizao

Objetivo: explicar e consolidar os conceitos, introduzindo os elementos de sinalizao no sidecomando.

potncia comando


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Laboratrio prtico

Funcionamento

Q1 F2 S0K1

K2

R T

O conceito de funcionamento o mesmo que odo esquema anterior, no complexo deve ser considerado como dois sistemas distintos de partida, comum apenas com a parte de proteodo motor ( e ) e a parada ( ) boto STOP.O contator destina-se a controlar a rotaono sentido horrio, o contator d

A mudana de direco de rotao dada pelainverso das fases e .Com este tipo de comando, obrigatrio prever

estina-se acontrolararotaonosentidoanti-horrio.

umsistemaparaevitar aativaoconcomitante

de ambos os contatores, a o fim de evitar curtcircuitosperigososcomasfasesreversas.Para fazer isto, utiliza-se geralmente umsistema eltrico de intertravamento, que n permite a alimentao da bobina do contatooposto quele em operao. Para fazer issusamoscontatosauxiliaresN.F.emsriecoma bobinas e cruzados mecanicamente, - - para a bobina do contator e - - para a bobina do contator . Quando o motor gira nsentido horrio excitado, o seu contactauxiliar - abre e no permite a alimentade at parar o sistema e iniciar um novciclo.

21 22 K1K2 21 22 K2

K1K1

21 22K2

Partida de Motores com reverso (sistema bsico)

Objetivo:Acionar, de formaautomtica, um motor comreverso do sentido de rotao, mostalgumas similaridades coma partidadireta, introduzindoo conceitodeintertravamentoel

potncia comando


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Laboratrio prtico

Funcionamento(potncia)

Q11 3 5 K1

K2K3W2 Y2 U2

K2estrellaW2 Y2 U2

triangulo

A tenso da linha passa atravs do disjuntor e chega a os contatos - - dos contatores e

.O contator , tem a tarefa de ligar os contatosdo motor - - , para configurar-lo emmodalidade ; tem a tarefa de ligar os contatos do motor - - , com asrespetivas fases em configurao .

Quando o sistema iniciado (boto START) contator fecha junto a o contator criando uma ligao do motor em triangulo (ve pgina19).Essa condio persiste por um tempo prdefinido, em relao com as caractersticas dmotor.Esgotado esse tempo abre e fechacriandoumaligaodomotoremestrela.

K1 K3

K3 K2

Partida estrela-tringulo ( ) /

Objetivo: demonstrar uma das importantes estratgias para evitar altos picos de corrente dura partidadeum motorde induotrifsico.

potncia


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Laboratrio prtico

Funcionamento(comando)

Q2A2 K1 K2 K3 K6

95 F1K6

S1 A1 K1 K3K6 K3

K2K6

A tenso da linha passa atravs do disjuntor e chega a os terminais de - - - e aoterminal de .

um rel temporizador, que comanda umcontato em troca do tipo: atrasado emfechamentoeadiantadoemabertura.Quando fecha, o terminais de , e

so alimentados ( condicionado a ointertravamento de evice-versa).comea uma contagem regressiva do tempo programado.

Alguns milissegundos antes de alcanar a fimda contagem, o contato em troca - abrdesengatandoo contator .Chegado a fim da contagem, com um atraso dalguns milisegundos, fecha o contato em troc

- engatando o contator .Este adiantamento e atraso de comando entre ocontatos - / - necesario para garantiuma comutao segura entre e

impedindo assim que, possveis rejeiemecnicas dos contatos de geram um curtocircuitode linhacom o fechamentode .

15 16K3

15 18 K2

15 16 15 18K3 K2

K3K2

Partida estrela-tringulo ( ) /

comando


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Laboratrio prtico

Funcionamento

K1S1 K2

43 44 K213 14

K1S2 3 4

1 2 K1

K2 13 14K1

13 14 43 44 K3

1 2 S2

ocontatordepotncia.Apertando , o contator

selado para o seu contato auxiliar - ; tambmfecha o seu auxiliario - autorizando aenergizao de .Apertando o seuscontatos - so fechadose- abre mas a energizao de e ainda

autorizada porque - permanecefechadopor causa doseuselo; energizado,o seu auxiliario - fechajuntoa - ,

energizato pasando para os contatos - de e fica

energizado abrendo o seu contato - ficando selado por meio do seu contato - desligado assim que termina na posio drepouso abrendo - .

ainda energizado graas a seu contato , que se encontra em paralelo com o - dequenessemomentoaberto.

Parando de apertar e , acaba a energizaode e , iniciando assim novamente o ciclo

Se no para de ser apertado fica engatadoimpedindo uma nova fechadura de e asim comensodeumanovaseqencia.

21 2213 14

K213 14

K1 1314 13 14K2

S1 S2K1 K3

S1 K3K2

Comando de prensacomseqnciade acionamento

Objetivo: Conhecer uma estratgia no comando de prensas, para evitar que o operador inuumadasbotoeirasdecomando.

comando

Deste circuito, no ser mostrada a seo de potncia, que deve feitaemconformidadecomasnecessidadesdomotor.

apertar e manter apertado S1, depois apertar e manter apertado SeapertadoS2antedeS1osistemanodevefuncionar.Seumdosdoisbotonomaisapertadoosistemadeveparar.

Seqncia de acionamento:


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Laboratrio prticoComando de prensa com duas mose sistema que no permite de burlar osdois botes (NR 12)

Objetivo: conhecer uma das estratgias para segurana em prensas, evitando que o opeinutilizeburlandoumadasbotoeiras,trabalhandosomentecomaoutra.

comando

Funcionamento

K3

K3A1

S1 S2

A1 K1 K2

ocontatordepotncia.Embora a lgica do presente sistema maiscomplexa do que o anterior, a realizao prticaesuaoperaotcnicasomuitomaisfceis.O contator para ser acionado, precisa que aserie de contatos ligados em sejaconstantementefechada.

e , os botes de acionamento, so ligadosemseriacoma doscontatores e .Apertando os dois botes junto, com um atrasomaximode0,5segundososcontatosemseriede

A1 K3 15 16 K4K3

13 1415 16 K4K4

15 16

K3

A1 K3

- so fechados, o contato - detambm fechado e asim o contator alimentado, fechando os contatos de potenciatambm o seu auxiliario - em paralelo com

- de . um temporizadorultrarpido que, apos 0,

segundo de sua primeira excitao, abre o secontato - , independentemente de qualqueoutra condio eltrica do circuito, por iss

precisa jumperar o seu contato quando fechado, caso contrrio falta o fechamento emsrie de - parando o motor.

Destecircuito,nosermostradaaseodepotncia,quedeveserfeemconformidadecomasnecessidadesdomotor.Com o sistema anterior, era possvel burlar o boto S1, aposinicializao do sistema; travando o boto o sistema podeva ser uscom uma mo, com este novo sistema isto impossvel, porque tque apertar os dois botes giunto, com um atraso maximo entre uoutrode0,5segundos


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