eletricista força e controle

7/31/2019 Eletricista Fora e Controle

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ELETRICISTAFORA E

CONTROLECOMANDOS DE MOTORES


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COMANDOS DE MOTORES


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NDICE

UNIDADE I ............................................................................................................................................111.1 - Ligao de motores de induo monofsico (MIM)..................................................................11

1.1.1 Exemplos de ligaes para o MIM ....................................................................................... 121.1.2 Procedimento para identificao das bobinas de um MIM ..................................................15

1.2 - Ligao dos motores de induo trifsico (MIT)........................................................................161.2.1 - Ligao de Motores de Induo Trifasico com 6 Terminais...............................................171.2.2 - LIGAO DE MOTORES DE INDUO TRIFSICO COM 9 TERMINAIS.....................211.2.3 - Ligao de Motores de Induo Trifsico com 12 Terminais.............................................24

1.2.4 - Motores com Duas ou Mais Velocidades...........................................................................27UNIDADE II ............................................................................................................................................30UNIDADE III ...........................................................................................................................................32

3.1 Exemplo de esquema de fora de uma chave de partida direta simples no modo unifilar e nomodo multifilar....................................................................................................................................33

3.1.1 Modo Multifilar ......................................................................................................................333.1.2 Modo Unifilar.........................................................................................................................34

UNIDADE IV...........................................................................................................................................35UNIDADE V ...........................................................................................................................................36UNIDADE VI...........................................................................................................................................38

6.1 - Funo de um Dispositivo de Partida........................................................................................396.2 -Composio de um Dispositivo de Partida.................................................................................40

6.2.1 Definies das coordenadas de proteo - IEC 60 947-4 ...................................................416.3 - Glossrio....................................................................................................................................426.4 - Chave de Partida Direta Simples...............................................................................................44

6.4.1 Esquema de fora da chave de partida direta no modo multifilar e no modo unifilar .......... 466.4.2 Esquema de comando da chave de partida direta respectivamente aos esquemas de foraacima ............................................................................................................................................. 47

6.5 Chave de partida direta simples com reverso ........................................................................... 486.5.1 Esquema de fora da chave de partida direta com reverso no modo multifilar e no modounifilar ............................................................................................................................................ 496.5.2 Esquema de comando da chave de partida direta com reverso........................................50

6.6 - Chave de partida indireta estrela tringulo (yd)....................................................................516.6.1 Esquema de fora da chave de partida y d automtica no modo multifilar e no modounifilar ............................................................................................................................................ 55


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6.6.2 Esquema de comando da chave de partida y d automtica .............................................566.6.3 Esquema de fora da chave de partida y d automtica com reverso no modo multifilar576.6.4 Esquema de comando da chave de partida y d automtica com reverso ......................58

6.7 - Chave de partida indireta autocompensadora ou compensadora.............................................59

6.7.1 Exemplo dos valores de tenso das derivaes de um autotranformador ..........................606.7.2 Esquemas de ligao dos enrolamentos ............................................................................. 616.7.3 Demonstrao dos clculos com derivao de 65%............................................................616.7.4 Exemplo da chave de partida autocompensadora, no modo unifilar, com os valores decorrente por ramo do circuito, conforme derivao do autotransformador. ..................................626.7.5 Esquema de fora da chave de partida autocompensadora automtica no modo multifilar eno modo unifilar .............................................................................................................................636.7.6 Esquema de comando da chave de partida autocompensadora automtica......................64

6.8 - Chave de Partida Semi - Automtica ........................................................................................ 66

6.9 - Chave de Partida Automtica....................................................................................................67UNIDADE VII..........................................................................................................................................69

7.1 Funcionamento ............................................................................................................................707.2 - Conexes Eltricas....................................................................................................................71

UNIDADE VIII.........................................................................................................................................728.1 - Chave de partida soft-starter / stop ...........................................................................................72

8.1.1 - Princpio de Funcionamento...............................................................................................728.1.2 - Tipos de Soft Starter .......................................................................................................788.1.3 - Parametrizao do soft starter ........................................................................................ 828.1.4 - Aplicaes e ligaes feitas com a soft starter ...............................................................86

8.2 - Inversor de freqncia...............................................................................................................918.2.1 - Princpio de funcionamento do inversor de freqncia......................................................928.2.2 Tipos de inversor de freqncia ...................................................................................... 1048.2.3 - Aplicaes e ligaes feitas com o inversor de freqncia .............................................1068.2.4 - Controle de velocidade de um motor trifsico alimentado por um inversor de freqncia.....................................................................................................................................................1088.2.5 - Parametrizao do inversor de freqncia ......................................................................114

UNIDADE IX ........................................................................................................................................1169.1 O Socorro s Vtimas.................................................................................................................1179.2 - Dispositivos DR........................................................................................................................118

9.2.1 Proteo complementar contra contatos diretos:...............................................................1189.2.2 Funo Dispositivos DR .....................................................................................................1189.2.3 Princpio de Funcionamento...............................................................................................1199.2.4 Tipos de DRs .....................................................................................................................1219.2.5 Mdulo DR..........................................................................................................................122


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9.2.4 Aplicao ............................................................................................................................1229.2.5 Principais Caractersticas para Selecionar DR ..................................................................122

9.3 Interruptor Diferencial ................................................................................................................1239.4 Disjuntor Diferencial Seletivo.....................................................................................................124

9.5 Ligao dos Dispositivos de Proteo por Corrente Residual ..................................................1259.6 Boto de Teste...........................................................................................................................1269.7 Montagem dos Dispositivos DRs em Quadros de Distribuio ................................................127

UNIDADE X .........................................................................................................................................128BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................................130


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Representao das bobinas de um motor de induo monofsico com bobina auxiliar departida.....................................................................................................................................................12Figura 1.2 - Associao das bobinas em paralelo ................................................................................. 12Figura 1.3 - Inverso do sentido de rotao .......................................................................................... 13Figura 1.4 - Associao das bobinas em paralelo ................................................................................. 13Figura 1.5 Associao em srie das bobinas de trabalho ..................................................................... 14Figura 1.6 - Inverso do sentido de rotao .......................................................................................... 14Figura 1.7 Representao das bobinas de um motor de induo trifsico com seis terminais.............17

Figura 1.8 Bobinas de um motor trifsico ..............................................................................................17Figura 1.9 Representaes da ligao tringulo.................................................................................18Figura 1.10 Representaes da ligao tringulo (continuao)........................................................18Figura 1.11 Representaes da ligao estrela..................................................................................19Figura 1.12 Representaes da ligao estrela (continuao)...........................................................19Figura 1.13 Representao das bobinas de um motor de induo trifsico com nove terminais ......... 21Figura 1.14 - Tringulo Srie..................................................................................................................22Figura 1.15 - Tringulo Paralelo.............................................................................................................22Figura 1.16 - Estrela Srie .....................................................................................................................23

Figura 1.17 - Estrela Paralelo.................................................................................................................23Figura 1.18 Representao das bobinas de um motor de induo trifsico com doze terminais ......... 24Figura 1.19 - Tringulo Paralelo.............................................................................................................25Figura 1.20 - Estrela Paralelo.................................................................................................................25Figura 1.21 - Tringulo Paralelo.............................................................................................................26Figura 1.22 - Estrela Paralelo.................................................................................................................26Figura 1.23 - Motor com 4 plos considerando 2 bobinas de umas das fases. ....................................28Figura 1.24 Inverso do sentido da corrente num motor dahlander para mudana do nmero de plos................................................................................................................................................................28Figura 1.25 - Tipos de ligao para motores dahlander ........................................................................ 29Figura 2.1 - Motor de induo trifsico...................................................................................................30Figura 2.2 - Motor de induo trifsico (continuao)............................................................................31Figura 3.1 - Esquema de fora de uma chave de partida direta simples no modo multifilar.................33Figura 3.2 - Esquema de fora de uma chave de partida direta simples no modo unifilar....................34Figura 4.1 Exemplos de comando manuais simples de um MIM e de MIT ...........................................35Figura 5.1 Exemplo de uma chave de partida manual autocompensadora...........................................36


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Figura 5.2 Exemplo de uma chave de partida manual y - d .................................................................. 37Figura 6.1 Composio mnima para uma chave de partida .................................................................39Figura 6.2 Comportamento da corrente e conjugado de um motor partindo a plena tenso................45Figura 6.3 - Esquema de fora da chave de partida direta no modo multifilar e no modo unifilar ........ 46

Figura 6.4 Esquema de comando da chave de partida direta respectivamente aos esquemas de foraacima......................................................................................................................................................47Figura 6.5 - Esquema de fora da chave de partida direta com reverso no modo multifilar e no modounifilar.....................................................................................................................................................49Figura 6.6 - Esquema de comando da chave de partida direta com reverso......................................50Figura 6.7 - Esquema de ligao dos enrolamentos..............................................................................53Figura 6.8 - Comportamento da corrente e conjugado de um motor partindo com uma chave de tensoindireta Y D..........................................................................................................................................54Figura 6.9 - Esquema de fora da chave de partida y d automtica no modo multifilar e no modo

unifilar.....................................................................................................................................................55Figura 6.10 - Esquema de comando da chave de partida y d automtica .........................................56Figura 6.11 - Esquema de fora da chave de partida y d automtica com reverso no modo multifilar................................................................................................................................................................57Figura 6.12 - Esquema de comando da chave de partida y d automtica com reverso...................58Figura 6.13 - Representao das bobinas de um autotransformador ligado em estrela.......................59Figura 6.14 - Valores de tenso de fase e de linha em um autotransformador ligado em Y ................60Figura 6.15 - Esquemas de ligao dos enrolamentos..........................................................................61Figura 6.16 - Exemplo da chave de partida autocompensadora ...........................................................62Figura 6.17 - Esquema de fora da chave de partida autocompensadora automtica no modo multifilare no modo unifilar...................................................................................................................................63Figura 6.18 - Esquema de comando da chave de partida autocompensadora automtica ..................64Figura 6.19 - Chave de Partida Semi - Automtica................................................................................66Figura 6.20 - Chave de Partida Automtica...........................................................................................67Figura 6.21 - chave de partida puramente automtica .......................................................................... 68Figura 7.1 - Funcionamento ...................................................................................................................70Figura 7.2 - Conexes Eltricas.............................................................................................................71

Figura 8.1 Tiristores SCRs ligados em anti - paralelo, sendo 2 por fase, controle nas trs fases ....... 73Figura 8.2 - Acelerao .........................................................................................................................74Figura 8.3 Otimizao para carga parcial ..............................................................................................74Figura 8.4 - Desacelerao....................................................................................................................75Figura 8.5 - Grfico ................................................................................................................................75Figura 8.6 Grfico 2.............................................................................................................................76Figura 8.7 - Partida direta.......................................................................................................................77Figura 8.8 - Partida estrela - tringulo....................................................................................................77


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Figura 8.9 - Partida suave soft - starter..................................................................................................77Figura 8.10 - Soft starter com controle em apenas uma fase.............................................................78Figura 8.11 - Soft starter com controle em duas fases, com rel de by-pass e bimetlico contrasobrecarga..............................................................................................................................................79

Figura 8.12 - Soft Starter com duas fases semi - controladas............................................................80Figura 8.13 - Soft starter com controle em trs fases, com rel de by pass e bimetlico contrasobrecargas............................................................................................................................................81Figura 8.14 - Parametrizao via potnciometros ................................................................................. 82Figura 8.15 - Parametrizao da soft starter via potencimetros .......................................................83Figura 8.16 - Parametrizao da soft starter via software dedicado...................................................84Figura 8.17 - Parametrizao da soft starter via IHM ......................................................................... 85Figura 8.18 - Soft Starter Partindo um nico motor ............................................................................ 86Figura 8.19 - Starter Partindo Vrios Motores simultaneamente...........................................................87

Figura 8.20 - Starter Partindo Vrios Motores em Seqncia ou Cascata.........................................88Figura 8.21 - Partida em seqncia de 3 motores com apenas uma soft - starter................................89Figura 8.22 - Soft starter montada dentro do delta da ligao de um motor ......................................90Figura 8.23 - Blocodiagrama de um inversor de freqncia .................................................................. 93Figura 8.24 - Princpio de funcionamento do inversor de freqncia simplificada ................................95Figura 8.25 Etapa de Retificao........................................................................................................95Figura 8.26 - Etapa retificao completa ...............................................................................................96Figura 8.27 - Etapa ps retificao ou filtragem .................................................................................... 96Figura 8.28 - Inversor Tradicional. .........................................................................................................97Figura 8.29 - Inversor para tenso constante ou varivel e a sada que depende da freqncia dechaveamento dos transistores. ..............................................................................................................98Figura 8.30 - Modulao por amplitude e por largura de pulso. ............................................................98Figura 8.31 - Torque e sobre-torque do motor.....................................................................................100Figura 8.32 - Performance do motor....................................................................................................100Figura 8.33 - Princpio de funcionamento do pwm...............................................................................101Figura 8.34 - Princpio de funcionamento do pwm senoidal................................................................101Figura 8.35 - Forma de onda da tenso e corrente gerada por controle por pwm analisando uma fase

..............................................................................................................................................................102Figura 8.36 - Forma de onda da tenso e corrente gerada por controle por pwm analisando trs fases..............................................................................................................................................................102Figura 8.37 - Caractersticas dos conversores de freqncia pwm.....................................................103Figura 8.38 - Inversores com alimentao mono ou bifsica e sada trifsica....................................105Figura 8.39 - Inversores com alimentao trifsica e sada trifsica...................................................105Figura 8.40 - Ligao da fora num inversor de freqncia com alimentao mono ou bifsica........106


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Figura 8.41 - Ligao das entradas e sadas digitais, ligao das entradas analgicas, suas funes ecaractersticas ......................................................................................................................................107Figura 8.42 - Exemplo de ligao do comando num inversor de freqncia.......................................107Figura 8.43 - Controle em malha aberta da velocidade de um motor CA............................................110

Figura 8.44 - Controle de velocidade de um motor ca em malha aberta (sensorless)........................111Figura 8.45 - Modo do controle de velocidade em malha aberta Controle Vetorial.............................111Figura 8.46 - Controle em malha fechada da velocidade de um motor CA.........................................112Figura 8.47 - Controle de velocidade de um motor ca em malha fechada (encoder)..........................113Figura 8.48 - Inversor de freqncia com realimentao de velocidade proporcionada atravs do sinalgerado pelo encoder, e com sinal de posicionamento gerado por um resolver ..................................113Figura 8.49 - Parametrizao do inversor de freqncia via IHM........................................................114Figura 8.50 - Parametrizao do inversor via IHM...............................................................................115Figura 9.1 Tipos de Contato..............................................................................................................116

Figura 9.2 - Efeito fisiolgico da corrente no corpo humano. ..............................................................117Figura 9.3 Dispositivos DR...................................................................................................................119Figura 9.4 Corrente diferencial-residual...............................................................................................119Figura 9.5 Corrente de Fuga ocasionado por Falha de Isolao do Equipamento Contato Indireto120Figura 9.6 Princpio de Funcionamento dos DRs................................................................................120Figura 9.7 Interruptor Diferencial..........................................................................................................123Figura 9.8 Disjuntor Diferencial Seletivo ..............................................................................................124Figura 9.9 Como Ligar no Esquema TN ..............................................................................................125Figura 9.10 Como Ligar no Esquema TT.............................................................................................125Figura 9.11 Funcionamento de um Boto de Teste de um DDR.........................................................126Figura 9.12 Quadro Metlico................................................................................................................127Figura 9.13 Quadro Plstico.................................................................................................................127


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INTRODUO

Em todo setor industrial, do mais simples ao mais complexo sistema produtivo, h algum tipo demquina ou equipamento sendo acionado por motor, no qual o motor eltrico o mais largamenteutilizado. Para que esses motores venham a desempenhar de maneira satisfatria o seu papel noprocesso produtivo, ou seja, colocar alguma mquina e/ou em movimento, deve-se assegurar que omesmo ir funcionar de modo eficaz e principalmente seguro, tanto no que diz respeito mquinaem si como para as pessoas que por ventura possam estar diretamente ou indiretamente envolvidasna operao do equipamento.

Os motores eltricos so acionados (energizados) atravs de chaves de partida. As chaves departida podem ser do tipo manual h interveno direta do operador na comutao dos contatos dachave, atravs de acionamento por esforo mecnico em uma manopla ou alavanca comutadora,como por exemplo, a chave tripolar tipo faca, chave de partida direta reversora manual, chave Y-Dmanual e a chave compensadora manual; do tipo eletromagnticas quando usados contatores paraestabelecer ou interromper a energia de alimentao do motor h interveno indireta ou inexisteinterveno por parte do operador na comutao dos contatos da chave de partida. As chaves departida eletromagnticas com o uso do contator podem ser acionadas por comando tipo semi-automtico o operador deve acionar uma botoeira para que, conforme a lgica de funcionamento doesquema eltrico do equipamento seja acionado o motor; do tipo automtica quando o comando do

contator feito diretamente atravs de dispositivos analgicos como termostatos, chaves de nvel,pressostatos, existncia de tenso, temporizadores, etc; ou ainda associados a uma lgica defuncionamento de um processo controlado por uma programao feita num PLC.

As chaves de partida manuais esto sendo cada vez mais substitudas por chaves de partidaeletromagnticas por vrios motivos, entre eles: o fato do comando de acionamento do motor poderser feito a distncia, j que as chaves de partida manual so instaladas junto ao equipamento e nopossuir controle por instrumentao associada ao sistema; a segurana das chaves pelo fato daschaves manuais terem um ndice de proteo muito baixo e por vezes inexistir (IP00), como emalgumas chaves tripolar do tipo faca ainda comercializadas , entre outros. As chaves de partidamanuais ainda tem uso, porm, est mais restrito a pequenos produtores agrcolas e/ouagropecurios e a processos produtivos de baixa complexidade.

Neste captulo ser abordado as chaves de partida manuais, eletromagnticas convencionais,como a chave de partida direta, direta reversora, chave de partida estrela tringulo e acompensadora, e a chave de partida eletrnica em estado slido (soft-starter). O inversor defreqncia no propriamente uma chave de partida, salvo raras aplicaes muito especficas, etambm ser abordado.


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I LIGAO DE MOTORES ELTRICOS CA

O primeiro passo para dimensionar os dispositivos de uma chave de partida saber o tipo deligao a ser feito no motor. Conforme as caractersticas da placa do motor, e as caractersticas darede de alimentao, possvel determinar a ligao que ser executada entre as bobinas de ummotor e realizar o clculo da corrente nominal presumida que o motor consumir quando emfuncionamento em regime nominal.

1.1 - Ligao de motores de induo monofsico(MIM)

O motor de induo monofsico largamente utilizado nos setores comerciais, residenciais erurais. A grande maioria dos consumidores de energia eltrica recebe alimentao de uma redeeltrica a dois ou trs condutores, conforme a carga instalada, do tipo monofsica, fase e neutro(220Vac ou 110Vac), em alguns casos bifsica, fase-fase (220Vac), ou com trs condutores, fase-fase+neutro (220Vac e 110Vac). Muitos estabelecimentos comerciais utilizam os motores

monofsicos em sistemas de refrigerao, como em balces frigorficos; j no meio residencial e rural mais comum os motores monofsicos movimentarem mquinas de lavar roupas, ventiladores,pequenas mquinas de uso rural como serras, entre outros.

O motor monofsico mais utilizado o que utiliza uma bobina auxiliar de partida em srie comum capacitor prprio para esse uso, em srie com um interruptor centrfugo, chamada de fase auxiliarou bobina auxiliar de partida. O motor constitudo por mais duas bobinas, chamadas de bobinasprincipais ou bobinas de trabalho.

A bobina auxiliar somente percorrida por corrente eltrica na partida do motor, pois, quando omotor atinge aproximadamente 85% do valor da sua rotao nominal, o interruptor, atravs da fora

centrfuga provocada pela rotao do rotor, faz com que o contato do interruptor abra, interrompendoassim a corrente que circula sobre a bobina auxiliar.

A bobina auxiliar de partida ajuda o motor a entrar em funcionamento, sendo que sem o mesmo oMIM no conseguiria partir, pois no h defasagem entre a tenso e a corrente aplicada sobre osterminais do motor, como visto no captulo de fundamentos de eletromagnetismo e equipamentoseltricos.

A defasagem entre a tenso e a corrente conseguida atravs do capacitor, auxiliando o motor aobter um alto conjugado de partida.


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Figura 1.1 Representao das bobinas de um motor de induo monofsico com bobina auxiliar de partida.

Como aqui no Brasil h redes de alimentao em baixa tenso com valores de tenso de380/220 Vac e 220/127 ou 110 Vac, fica claro aqui que sendo o motor formado com duas bobinas de

trabalho, que so aquelas que ficam constantemente energizadas, as mesmas s poderiam serprojetadas para um valor de tenso de 110 Vac. A aplicao dos MIM se faz para uso em pequenasmquinas ou equipamentos, sendo na sua grande maioria potncias de at 5 CV. H o uso demotores monofsicos de potncias maiores, normalmente at 12,5 CV, porm seu uso mais restritoa instalaes em que se necessita a correo da potncia da carga instalada por fase.

1.1.1 Exemplos de ligaes para o MIM

1.1.1.1 Ligao do MIM para uma rede de alimentao sendo UL =220 Vac.

Associao das bobinas em paralelo para uma rede alimentao de 110Vac entre fase e neutro

Figura 1.2 - Associao das bobinas em paralelo


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Inverso do sentido de rotao

Para inverter a rotao de um MIM, se faz necessrio somente inverter a ligao da bobinaauxiliar em relao bobina de trabalho. (MIM ligado entre fase e neutro).

Figura 1.3 - Inverso do sentido de rotao

Caso o circuito alimentador seja bifsico, sendo a tenso entre fases de 220 VAC, tambm possvel ligar o MIM. Basta associar as bobinas de trabalho em srie, para provocar uma queda detenso entre as mesmas, e a bobina auxiliar conectar em paralelo com a bobina principal 2-4, pois ovalor de tenso entre 2-4 de aproximadamente 110 Vac. (MIM ligado entre fases).

Figura 1.4 - Associao das bobinas em paralelo


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1.1.1.2 Ligao do MIM para uma rede de alimentao sendo UL =380 Vac

Associao em srie das bobinas de trabalho, sendo a bobina auxiliar ligada em paralelo com abobina 2-4. (MIM ligado entre fase e neutro)

Figura 1.5 Associao em srie das bobinas de trabalho

Inverso do sentido de rotao

Figura 1.6 - Inverso do sentido de rotao


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A inverso do sentido de rotao ocorre devido inverso do sentido em que a corrente eltricapercorre a bobina auxiliar, invertendo assim o campo magntico produzido por essa bobina, logo osentido da f.e.m. induzidas nas barras do rotor por essa bobina.

Clculo da Corrente Nominal do Motor de Induo Monofsico

Onde:In (A): Corrente nominal em ampres;

P (cv): Potncia nominal em cavalo-vapor;736 W/cv: equivalncia cavalo-vapor em watts;Un: Tenso nominal aplicado aos terminais das bobinas do motor;Cos PHI: fator de potncia do motor;Rendimento: razo entre a potncia de sada (potncia mecnica na ponta do eixo do motor) e a

potncia de entrada (tenso e corrente disponibilizada aos terminais do motor).

1.1.2 Procedimento para identificao das bobinas de um MIM

Quando os terminais da bobina de um motor de induo monofsico no estiveremidentificados, deve-se fazer o seguinte procedimento para identificar os terminais da bobina. Talprocedimento se faz necessrio para que no haja erro na ligao do motor.

a) Com o auxlio do ohmmetro deve-se medir a continuidade entre os condutores terminais dasbobinas do motor e numer-los conforme os nmeros que identificam o comeo e final da bobina. (1 e3; 2 e 4; ou 5 e 6); nas bobinas principais h indicao de valor de resistncia constante, j a bobina

auxiliar pode ocorrer conforme descrito abaixo.b) Para identificar a bobina auxiliar, devido ao capacitor, o ohmmetro pode indicar, dependendo

da posio das ponteiras do ohmmetro, um valor de resistncia infinita. Caso isso ocorra deve-seinverter as ponteiras do ohmmetro e verificar o que ocorre. Se o ponteiro do ohmmetro deflexionarat a indicao de resistncia nula (0 Ohms) e comear a deflexionar lentamente pra valores deresistncia at indicar valor de resistncia infinita, significa que, alm de se tratar da bobina auxiliar, ocapacitor est em condies de uso. Caso o ponteiro do ohmmetro no deflexionar (valor deresistncia infinita), significa que o capacitor est aberto, no h condies de uso; caso o ponteiro do


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ohmmetro deflexionar e indicar valor de resistncia nula (0 Ohms), significa que o capacitor est emcurto-circuito, no h condies de uso.

c) Ligar o motor conforme a Un disponvel na rede; UL ou UF=Ub ligar em srie as bobinasprincipais (a bobina auxiliar sempre ser ligada em paralelo em relao s bobinas principais). Uf=Ub

ligar as bobinas em paralelo. (1 tentativa)d) Caso o motor partir com rudo anormal deve-se desenergizar imediatamente o motor e inverter

a numerao do 2 pelo 4 ou do 1 pelo 3 e ligar o motor novamente. (2 tentativa). Feito esse ltimoprocedimento o motor ira partir normalmente.

Observao: a falta do capacitor no impede o acionamento do motor. Quando ocorre um defeitono capacitor, o motor no ira partir, porm, basta um auxlio manual no eixo do mesmo que o motorira entrar em funcionamento. A falha do interruptor centrfugo, pode ser resolvida instalando uminterruptor comum tipo campainha externamente, e abrindo o motor e desfazendo a conexo do

interruptor centrifugo e fazer a conexo com o interruptor externo; liga-se o motor a rede, aciona-se ointerruptor durante aproximadamente 2 segundos. Solues paliativas.

1.2 - Ligao dos motores de induo trifsico (MIT)

Os motores de induo trifsicos assncronos so os mais utilizados no setor industrial, pois aalimentao de aproximadamente 95%, de todo montante de energia eltrica consumida, das cargasutilizadas nesse setor so para receber alimentao de uma rede trifsica. O rendimento, a relaopeso / potncia, facilidades no comando e controle, valor comercial, dos motores de induo trifsicosso muito mais atrativos comparados com o motor monofsico. A relao peso / potncia do motortrifsico melhor em relao ao motor monofsico, devido o fato do motor trifsico no possuir bobinaauxiliar de partida, pois, o prprio sistema de alimentao do motor trifsico j ser defasado numngulo de 120 graus eltricos. Assim sendo as bobinas de um MIT (motor de induo trifsico) sotodas energizadas constantemente. Somente justifica-se o uso do MIM quando no se possui a redede alimentao no sistema trifsico, ou por um uso muito especfico. Os MIT possuem na sua grande

maioria 6 terminais acessveis, ou seja, constitudos por 3 bobinas. H tambm o uso de motores deinduo trifsico com 9 ou 12 terminais. o motor de 12 terminais constitudo por 6 bobinas, sendo 2bobinas por fase. Cada bobina do motor de 12 terminais projetada para receber 220 Vac. Tem-secom esse motor de 12 terminais a possibilidade de lig-lo em 4 valores de tenso de linha diferentes,como ser visto a seguir.


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1.2.1 - Ligao de Motores de Induo Trifasico com 6 Terminais

Figura 1.7 Representao das bobinas de um motor de induo trifsico com seis terminais

As bobinas de um motor trifsico, na sua grande maioria, so projetados e fabricados para umvalor de tenso de 220 Vac ou para 380 Vac.

Figura 1.8 Bobinas de um motor trifsico


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1.2.1.1 Tipos de ligao do Motor de Induo Trifsico de 6terminais

Ligao tringulo ou ligao Delta

Representao grfica Representao VetorialFigura 1.9 Representaes da ligao tringulo

Como cada bobina foi projetada para receber 220 Vac, e na rede de alimentao h 220 Vacentre fases, assim sendo, cada bobina deve ficar ligada entre fases. Pela representao vetorial, onome da ligao denomina-se triangulo. Assim como a ligao mostrada abaixo para um motor emque a Ub para 380 Vac.

Figura 1.10 Representaes da ligao tringulo (continuao)


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Ligao estrela ou ligao ipsilon

Representao grfica Representao VetorialFigura 1.11 Representaes da ligao estrela

Como cada bobina foi projetada para 220 Vac, e na rede de alimentao h 220 Vac entre fase eneutro, cada bobina deve ficar ligada entre fase e um ponto neutro. Pela representao vetorialverifica-se que o somatrio dos valores das tenses no ponto onde esto conectados os terminaisfinais das bobinas do motor igual a 0, ou seja, um ponto neutro. Para inverter o sentido de rotaode um MIT, basta inverter a seqncia de fases na alimentao do motor, para tal, inverte-se apenas

duas fases.

Figura 1.12 Representaes da ligao estrela (continuao)


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e) Caso o motor partir com rudo anormal deve-se desenergizar imediatamente o motor ereinverter a numerao do 3 pelo 6 e ligar o motor novamente. (4 tentativa). Feito esse ltimoprocedimento o motor ira partir normalmente.

1.2.2 - LIGAO DE MOTORES DE INDUO TRIFSICO COM 9TERMINAIS

Figura 1.13 Representao das bobinas de um motor de induo trifsico com nove terminais

Os motores de induo trifsicos com 9 terminais acessveis podem ser ligados em redes dealimentao com valores de tenso de linha iguais ao valor de tenso de bobina e com valor detenso de linha igual a duas vezes o valor de tenso de bobina. Se Ub= 220 Vac esse motor pode serligado em UL= 220 Vac ou UL= 440 Vac. Esse motor usado em chaves de partida do tipo srie paralelo, sendo que j h a ligao das bobinas de cada fase entre si ligadas em paralelo, quandousado a chave tringulo srie - paralelo (UL= 220 Vac), ou as bobinas esto ligadas em estrela (une-se os terminais 10, 11 e 12) e usa-se a chave estrela srie - paralela (UL= 380 Vac).

Os mesmos esquemas a seguir servem para outras tenses quaisquer, desde que sempre seja odobro da tenso de bobina, como por exemplo 220/440 ou 230/460Vac.


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1.2.2.2 Tipos de ligao do motor de induo trifsico de 9terminais com o uso da chave estrela srie paralelo

Estrela Srie

Figura 1.16 - Estrela Srie

Estrela Paralelo

Figura 1.17 - Estrela Paralelo

Na partida as bobinas do motor so ligadas em estrela srie, sendo assim, as bobinas recebemsobre seus terminais o valor de UF/2, ou seja, 110 Vac. Quando a chave comutada para ligaoestrela paralelo, as bobinas recebem sobre seus terminais o valor de UF que igual ao valor de Ub.Esse mtodo de partida usado para reduzir a corrente de partida consumida pelo motor.


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1.2.3 - Ligao de Motores de Induo Trifsico com 12 Terminais

Figura 1.18 Representao das bobinas de um motor de induo trifsico com doze terminais

O motor de 12 terminais pode ser ligado em 4 diferentes valores de tenso de linha. Possuemduas bobinas por fase. H a possibilidade de ligar esse motor em redes de alimentao com valoresde tenso tpica de instalaes Sul Americanas (UL 220 Vac e UL 380 Vac), como tambm em redescom valores de tenso de linha usadas em redes de distribuio encontradas na Europa e NorteAmericanas (UL 440 Vac). A rede de alimentao onde a tenso de linha de 760 Vac apenas umdemonstrativo de possibilidade de ligao, pois no h redes com esse valor de UL. Note que tantopara o motor de 9 terminais acessveis e os com 12 terminais acessveis, a corrente eltrica percorreas bobina da mesma fase com o mesmo sentido.


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1.2.3.1 - Tipos de Ligao do Motor de Induo Trifsico de 12Terminais

Tringulo Paralelo

Figura 1.19 - Tringulo Paralelo

Estrela Paralelo



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1.2.3.2 - Tipos de Ligao do Motor de Induo Trifsico de 12Terminais

Tringulo Paralelo

Figura 1.21 - Tringulo Paralelo

Estrela Paralelo



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1.2.4 - Motores com Duas ou Mais Velocidades

1.2.4.1 Motores de duas velocidades com enrolamentos separados

Esta verso apresenta a vantagem de se combinar enrolamentos com qualquer nmero de plos,porm, limitada pelo dimensionamento eletromagntico do ncleo (estator/rotor) e carcaa geralmentebem maior que o de velocidade nica.

1.2.4.2 Motores de duas velocidades com enrolamento porcomutao de plos

O sistema mais comum que se apresenta o denominado ligao Dahlander. Esta ligaoimplica numa relao de plos de 1:2 com conseqente relao de rotao de 1:2. Podem ser ligadasda seguinte forma:

- Conjugado constanteO conjugado nas duas rotaes constante e a relao de potncia da ordem de 0,63:1. Neste

caso o motor tem uma ligao de D/YY. Exemplo: Motor 0,63/1cv - IV/II plos - D/YY. Este caso sepresta as aplicaes cuja curva de torque da carga permanece constante com a rotao.

- Potncia constanteNeste caso, a relao de conjugado 1:2 e a potncia permanece constante. O motor possui

uma ligao YY/D. Exemplo: 10/10cv - IV/II plos - YY/D.

Conforme a ligao que feita no motor criado um determinado numero de plos,conseqentemente, uma determinada velocidade do rotor. Quando mudada a ligao para as outrasbobinas, ou invertido o sentido da corrente percorrido num conjunto de bobinas, criado um nmerode plos diferentes da primeira ligao, conseqentemente, uma velocidade diferente no rotor. As

principais relaes de mudanas de nmero de plos so: 2/4 , 2/6, 2/8, 4/6, 4/8 e 6/8, sendo arotao sncrona para um motor de 2 plos de 3600rpm, 4 plos de 1800 rpm, 6 plos de 1200 rpm e8 plos de 900 rpm. A primeira utilizao do motor dahlander era de obter uma forma de variao develocidade. Conforme a ligao feita no motor dahlander a tambm a possibilidade de se ter umtorque constante, potncia constante Com os avanos da microeletrnica e eletrnica de potncia, avariao de velocidade de um motor de induo conseguida atravs da variao da freqncia etenso fornecida para o motor, com o uso do inversor de freqncia.


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1.2.4.3 Exemplo ligao motor dahlander

Figura 1.23 - Motor com 4 plos considerando 2 bobinas de umas das fases.

Com a inverso do sentido da corrente em uma das bobinas teremos a formao de apenas 2plos.

Figura 1.24 Inverso do sentido da corrente num motor dahlander para mudana do nmero de plos


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1.2.4.4 Tipos de ligao para motores dahlander

Figura 1.25 - Tipos de ligao para motores dahlander


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II - MOTOR DE INDUO TRIFSICO ESUAS PARTES CONSTITUINTES

Figura 2.1 - Motor de induo trifsico

Onde:Estator1 Carcaa; 2 Ncleo de chapas; 8 Enrolamento (bobinas) trifsico;

Rotor3 Ncleo de chapas; 7 Eixo ou veio; 12 Barras e anis de curto-circuito;Outra partes4 Tampa; 9 Caixa de ligao;5 Ventilador; 10 Terminais das bobinas;6 Tampa defletora; 11 Rolamentos.


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III - DIAGRAMAS ELTRICOSAPLICADOS A CHAVES DE PARTIDA

Os esquemas e diagramas das instalaes eltricas industrais so representados a partir dasconexes eltricas feitas atravs de condutores - fios, cabos ou barramentos -, entre os dispositivos eequipamentos utilizados para manobra, comando, proteo, sinalizao, seccionamento, e demaisdispositivos. Todos dispositivos so desenhados, segundo a simbologia normatizada, no seu estadonatural desenergizado, ou, no caso de dispositivos de atuao sob ao de esforo mecnico, como,botoeiras e seccionadores manuais, no seu estado natural sem a ao do esforo mecnico.

No caso de diagramas eltricos de uma subestao, QGBT ou de um CCM, o esquema unifilarsimplifica dispositivos ou equipamentos eltricos de mltiplos plos, que possuam comportamentosemelhantes ou iguais sob ao de energizao, como no caso dos contatos de um contator quandoenergizado a bobina do mesmo. Nesses caso bastante usual indicar o sentido da corrente eltricapelos dispositivos eltricos como tambm o valor da corrente que circula pelos mesmos.

A seguir esto representados no modo multifilar e no modo unifilar, o esquema de fora umachave de partida direta. O esquema de comando sempre representado na forma multifilar.


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3.1 Exemplo de esquema de fora de uma chave departida direta simples no modo unifilar e no modomultifilar.

3.1.1 Modo Multifilar

Figura 3.1 - Esquema de fora de uma chave de partida direta simples no modo multifilar


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3.1.2 Modo Unifilar

Figura 3.2 - Esquema de fora de uma chave de partida direta simples no modo unifilar.


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IV - COMANDOS MANUAIS SIMPLES PARAMOTOR MONOFSICO E MOTOR TRIFSICO

Os comandos manuais simples, para dar partida em motores, normalmente so aplicadospara partir pequenas mquinas e ,em situaes em que o operador est diretamente controlando ofuncionamento da mquina. Esta situao mais comum ser vista em pequenas mquinas de usorural e industrial, como esteiras transportadoras.

Com esse comando o operador aciona o dispositivo de proteo que, com o fechamento doscontatos energiza a carga. Para ser usado esse tipo de comando, normalmente, usado um disjuntor-motor ou um disjuntor termomagntico com o nmero de plos do disjuntor no mnimo igual ao

nmero de pontos de energizao da carga. O comando se d apenas no local onde est montado ocomando. Esse mtodo de partida de motores o mais simples de ser feito, porm, os contatos dodispositivo de comando devem ser feitos para manobra sob carga,

Figura 4.1 Exemplos de comando manuais simples de um MIM e de MIT


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Figura 5.2 Exemplo de uma chave de partida manual y - d


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VI - COMANDOS NO MANUAIS, SEMI-AUTOMTICOS E AUTOMTICOS DE

MOTORES TRIFSICOS

Existem trs mtodos de partir um motor de induo.

1 Partida direta: partida no qual o motor recebe o valor de tenso nominal das bobinas desde oinstante que energizado, por isso, tambm chamado de partida a plena tenso. Esse mtodo departida produz um elevado torque na partida, alto consumo de corrente na partida (entre 2 a 12 vezes

a corrente nominal In), pode provocar queda de tenso momentnea no ato de sua energizao,ocasiona golpes mecnicos. Mtodo mais simples de acionar um motor, sendo aplicado a motores depequena potncia.

2 - Partida com tenso indireta: partida no qual o motor acionado com um valor de tenso sobresuas bobinas menor do que o valor nominal, ocasionando assim uma queda na corrente consumidano motor durante a partida. Aps o motor atingir cerca de 90% da sua rotao nominal o motor energizado com o valor nominal da tenso de bobina do mesmo. Dentre as formas de se conseguiresse mtodo de partida h o mtodo de partida estrela triangulo (o motor parte ligado em estrela eaps atingir 90% da rotao nominal desfeito a ligao estrela e feito a ligao triangulo) e o mtodocom chave autocompensadora (o motor na partida alimentado a partir da derivao de umautotransformador e aps atingir cerca de 90% da rotao nominal o mesmo conectado diretamentena rede de alimentao). Mtodos usados para reduzir o alto consumo de corrente eltrica consumidapelo motor na partida, alm de ser exigido por norma. H tambm o mtodo com resistores eindutores em srie com as bobinas do motor, indicado para motores de grande potncia e,normalmente, motores alimentado em mdia ou alta tenso.

3 Partida com chaves eletrnicas: partida de motores no qual se usa uma chave de partidaeletrnica, chamada soft-starter, que com o uso dessa chave h um controle continuo no valor detenso eficaz aplicada ao motor, desde a partida at o regime nominal, no gerando altas correntesde consumo pelo motor na partida e golpes mecnicos, no qual ocorre com os outros mtodos departida.


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6.1 - Funo de um Dispositivo de Partida

A finalidade bsica de um dispositivo de partida de garantir o seguro acionamento de um motor,

visando a proteo do mesmo e da rede de alimentao contra curtos-circuitos, quedas de tenso,sobrecargas, distrbios e rudos devido a dispositivos de acionamento eletrnico ou mau aterramento;proteo das cargas acionadas (mquinas e equipamentos); e do seguro acionamento de partida eparada do motor de modo a proteger os usurios (pessoas).

Figura 6.1 Composio mnima para uma chave de partida


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6.2 -Composio de um Dispositivo de Partida

As funes que uma chave de partida deve assegurar segundo a norma IEC 60947-1so:

Seccionamento: A seccionadora um dispositivo que deve isolar eletricamente os circuitos depotncia e comando da alimentao geral. Dependendo do tipo da seccionadora ela capaz defechar e interromper o circuito com ou sem carga e pode suportar um curto-circuito fechado. Sousados, normalmente para isolar uma mquina ou equipamento por inteiro da rede de alimentao.Usa-se para tal funo seccionadoras de contatos tipo faca ou presso (apenas isola eletricamente oscircuitos), chave-fusvel (secciona e protege o circuito contra curto-circuitos) ou disjuntores(seccionam, protegem contra curto-circuito e sobrecargas). O seccionador deve suportar a correntetotal do equipamento.

Proteo contra curtos-circuitos: um curto-circuito se manifesta por um aumento excessivo dacorrente eltrica, que alcana em poucos milisegundos valores iguais a at centenas de vezes acorrente nominal de emprego. Para evitar que um curto-circuito danifique de forma muitas vezesirreparveis s pessoas, bens e patrimnios, deve-se utilizar dispositivos que detectem e interrompamo mais rpido possvel correntes anormais superiores a 10 x In. Aqui se devem considerar osaspectos de proteo das pessoas e proteo dos bens e patrimnios. Usa-se para finalidade deproteo das pessoas o disjuntor diferencial quando ocorrncia de falhas terra, podendo ocasionar

o choque eltrico devido ao contato direto ou indireto quando uma pessoa que entra em contato comum condutor (contato direto) ou uma parte condutora que normalmente no esta energizada, mas quese torna energizada acidentalmente (quando a uma falha de isolao por exemplo). Para essafinalidade de proteo so usados fusveis, disjuntores limitadores e disjuntores termomagnticos.

Proteo contra sobrecargas: todas as cargas esto sujeitas a incidentes de origem eltrica emecnica como sobretenso, queda de tenso, desequilbrio ou falta de fase, rotor bloqueado,sobrecargas mecnicas, etc. Todos incidentes provocam um aumento de corrente absorvida pelomotor e um aquecimento perigoso nos enrolamentos do motor (efeito trmico). Para evitar estesincidentes obrigatrio ter uma proteo contra sobrecargas, para detectar aumentos de corrente, desobre e subtenso e interromper a partida ou funcionamento antes que o aquecimento do motor e doscondutores provoque a deteriorao dos isolantes. A sobrecarga o defeito mais freqente nasmquinas. Segundo o nvel de proteo desejado e a categoria de emprego do receptor, a proteocontra sobrecarga pode ser realizada com rels trmicos bimetlicos, rels para sondas e termistores,rels eletrnicos multifuno e disjuntor-motor.


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Comutao: a comutao consiste em estabelecer e interromper a alimentao dos receptores,quando requer um comando semi ou automtico e uma grande cadncia de manobras. O usoindustrial para essa finalidade so do tipo eletromagnticos como os contatores , eletrnicos comorels em estado slido (SSR solid state relay), disjuntor-motor, partidas combinadas, e as do tipo

eletrnicos como partidas progressivas (soft-starter e inversor de freqncia).

6.2.1 Definies das coordenadas de proteo - IEC 60 947-4

A montagem de uma chave de partida, deve atender a um dos tipos de coordenao deproteo aplicadas aos dispositivos de seccionamento, proteo e comutao, segundo os tiposabaixo.

Coordenao tipo 1

Sem riscos para as pessoas e instalaes, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. O conjunto estar incapaz de continuar funcionando aps o desligamento, permitindo danosao contator e o rel de sobrecarga ou outro dispositivo.

Coordenao tipo 2

Sem riscos para as pessoas e instalaes, ou seja, desligamento seguro da corrente de curto-circuito. No podendo haver danos ao rel de sobrecarga ou outro dispositivo, com exceo de levefundio dos contatos e estes permitam fcil separao sem deformao significativa.


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6.3 - GlossrioTermos tcnicos utilizados nessa apostila, segundo as normas vigentes.

Seccionadoras: dispositivo de manobra (mecnico) que assegura, na posio aberta, umadistncia de isolamento que satisfaz requisitos de segurana especificados.

Nota: um seccionador deve ser capaz de fechar ou abrir um circuito, ou quando a correnteestabelecida ou interrompida desprezvel, ou quando no se verifica uma variao significativa natenso entre terminais de cada um dos seus plos. Um seccionador deve ser capaz tambm deconduzir correntes em condies normais de circuito, e tambm de conduzir por tempo especificado,as correntes em condies anormais do circuito, tais como as de curto-circuito.

Interruptor: chave seca de baixa tenso, de construo e caractersticas eltricas adequadas manobra de circuitos de iluminao em instalaes prediais, de aparelhos eletrodomsticos eluminrias, e aplicaes equivalentes.

Contator: dispositivo de manobra (mecnico) de operao no manual, que tem uma nicaposio de repouso e capaz de estabelecer (ligar), conduzir e interromper correntes em condiesnormais do circuito, inclusive sobrecargas de funcionamento previstas.

Disjuntor: dispositivo de manobra (mecnico) e de proteo, capaz de estabelecer (ligar),

conduzir e interromper correntes em condies normais do circuito, assim como estabelecer, conduzirpor tempo especificado e interromper correntes em condies anormais especificadas do circuito, taiscomo as de curto-circuito.

Fusvel encapsulado: fusvel cujo elemento fusvel completamente encerrado num invlucrofechado, o qual capaz de impedir a formao de arco externo e a emisso de gases, chama oupartculas metlicas para o exterior quando da fuso do elemento fusvel, dentro dos limites de suacaracterstica nominal.

Rel (eltrico): dispositivo eltrico destinado a produzir modificaes sbitas e predeterminadoem um ou mais circuitos eltricos de sada, quando certas condies so satisfeitas no circuito deentrada que controlam o dispositivo.

Observao: O rel seja de que tipo for, no interrompe o circuito principal, mas sim faz atuar odispositivo de manobra desse circuito principal. Assim, por exemplo, existem rels que atuam emsobrecorrente de sobrecarga ou de curto-circuito, ou de rels que atuam perante uma variaoinadmissvel de tenso. Por outro lado, os reles de sobrecorrente perante sobrecarga (ou


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simplesmente rels de sobrecarga), por razes construtivas, podem ser trmicos (quando atuam emfuno do efeito joule da corrente sobre sensores bimetlicos), ou seno eletrnicos, que atuam emfuno de sobrecarga e que podem adicionalmente ter outras funes, como superviso dostermistores (que so componentes semicondutores), ou da corrente de fuga.

Quanto s grandezas eltricas mais utilizadas, destacamos:Corrente nominal: corrente cujo valor especificado pelo fabricante do dispositivo.Nota do autor: Essa corrente obtida quando da realizao dos ensaios normalizados, conforme

comentrio anterior.

Corrente de curto-circuito: sobrecorrente que resulta de uma falha, de impednciainsignificante entre condutores energizados que apresentam uma diferena de potencial emfuncionamento normal.

Corrente de partida: valor eficaz da corrente absorvida pelo motor durante a partida,determinado por meio das caractersticas corrente-velocidade.

Sobrecorrente: corrente cujo valor excede o valor nominal.

Sobrecarga: parte da carga existente que excede a plena carga.Nota: Esse termo no deve ser utilizado como sinnimo de sobrecorrente.

Capacidade de interrupo: um valor de corrente de interrupo que o dispositivo capaz deinterromper, sob uma tenso dada e em condies prescritas de emprego e funcionamento, dadas emnormas individuais.

Observao: A capacidade de interrupo era antigamente chamada de capacidade de ruptura,termo que no deve mais ser usado. O valor da capacidade de interrupo de particular importnciana indicao das caractersticas de disjuntores, que so, por definio, dispositivos capazes deinterromper correntes de curto-circuito, o que os demais dispositivos de manobra no fazem.

Resistncia de contato: resistncia eltrica entre duas superfcies de contato, unida emcondies especificada.

Observao: esse valor de particular interesse entre peas de contato, onde se destaca o usode metais de baixa resistncia de contato, que so normalmente produzidos por metais de baixondice de oxidao, ou seno ainda, quando duas peas condutoras so colocadas em contato fsico,passando a corrente eltrica de uma superfcie a outra. por exemplo, o que acontece entre oencaixe de fusveis na base e a pea externa de contato do fusvel, que no pode ser fabricada commateriais que possam apresentar elevada resistncia de contato.


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6.4 - Chave de Partida Direta Simples

Segundo o regulamento da maioria das concessionrias brasileiras de energia eltrica, baseadas

na NBR 5410, um motor eltrico somente poder partir diretamente, ou seja, a plena tenso quando apotncia do motor for igual ou inferior a 5cv sendo o mesmo alimentado por uma rede secundria dealimentao em baixa tenso de 220/127 Vac ou, quando a potncia do motor for igual ou inferior a7,5cv sendo o mesmo alimentado por uma rede secundria de alimentao em baixa tenso de380/220 Vac, ou ainda, 9%, referida em cavalo vapor, da potncia, em KVA, do transformador dasubestao rebaixadora.

A chave de partida direta, ou, chave de partida a plena tenso, a forma mais simples de acionarum motor eltrico. Como o prprio nome j diz, o motor acionado recebendo desde a partida,momento em que o motor recebe tenso a partir do circuito alimentador, a tenso nominal para o qualfoi projetado, ou seja, se a bobina do motor foi projetada para receber 380 Vac, o mesmo recebereste valor de tenso desde o instante da partida at o regime nominal de funcionamento e assimpermanecer at ser desenergizado. Por haver um alto consumo de corrente eltrica na partida porum motor eltrico (devido ao escorregamento e ao valor da tenso aplicado na partida) acionado pelachave de partida direta, na ordem de 2 a 12 x In, h tambm nesse momento de partida umamomentnea queda de tenso. Essa situao por vezes pode ser inconveniente pois, num circuitoalimentador normalmente h vrios consumidores. Entendendo como consumidor outras mquinas ouequipamentos acionados por dispositivos eltricos em um mesmo estabelecimento, ou de um outro

estabelecimento vizinho alimentando pela mesma subestao ou QGBT. Essa queda de tensoprovocada pela partida direta do motor pode vir, em alguns casos, fazer um falso desligamento emalgum dispositivo de proteo ou vir a provocar um mal funcionamento de um equipamentoconsumidor, de maneira as vezes at definitivo se for o caso de equipamentos eletroeletrnicos. Umoutro aspecto que deve ser visto o fato do motor eltrico gerar um alto torque de acelerao napartida direta. Isto provoca os chamado solavancos, ou seja, golpes mecnicos na mquina acionada.Em termos prticos tem-se a reduo da vida til dos componentes do equipamento, principalmenteem selos mecnicos, retentores, acoplamentos, mancais e rolamentos, fixadores, fadiga mecnicados materiais de transmisso de fora, e, nos casos de movimentao e transporte de fludos, ocorre

tambm golpes provocado pela rpida acelerao do fludo, o golpe de arete, que pode vir a provocardanos em vlvulas, vedaes de flanges, registros, danos em alguns tipos de filtro, danos eminstrumentos de medio e verificao como manmetros, fadiga em pontos soldados da tubulao,entre outros.

O grfico abaixo demonstra o comportamento da corrente eltrica absorvida por um motoreltrico em funo do escorregamento, assim como a curva do torque produzida pelo motor partindo aplena tenso.


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Figura 6.2 Comportamento da corrente e conjugado de um motor partindo a plena tenso

A chave de partida direta aplicada em mquinas com qualquer tipo de carga; mquinas quepermitem normalmente suportar o conjugado (torque) de acelerao; fonte com disponibilidade depotncia para alimentao; confiabilidade de servio pela composio e comando simples.


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6.4.1 Esquema de fora da chave de partida direta no modomultifilar e no modo unifilar

Multifilar Unifilar

Figura 6.3 - Esquema de fora da chave de partida direta no modo multifilar e no modo unifilar

Sendo:Q1 + k1: Q1 = disjuntor motor, com funo de proteo contra curto-circuito e sobrecarga, com

contato auxiliar NF (95-96) para comando; k1 = contator de fora com funo de estabelecer einterromper a alimentao do motor.

Q1 + k1 + FT1: Q1 = disjuntor motor, com funo de proteo contra curto-circuito esobrecarga, sem contato auxiliar NF (95-96) para comando; k1 = contator de fora com funo deestabelecer e interromper a alimentao do motor; FT1 = rel de sobrecarga bimetlico com funode proteo contra sobrecargas, atravs da insero de seu contato auxiliar para comando NF (95-96)no esquema de comando.


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6.4.2 Esquema de comando da chave de partida diretarespectivamente aos esquemas de fora acima

Figura 6.4 Esquema de comando da chave de partida direta respectivamente aos esquemas de fora acima

Sendo:L1 e L2: alimentao do comando conforme tenso de bobina do contator. Normalmente a

bobina do contator fabricada para: 380, 220 ou 110 Vac, ou 48, 24 ou 12 Vdc; por isso a

necessidade ora do uso do F22.F21 e F22: fusveis, ou disjuntor mono ou bipolar, para proteo do circuito do comando, sendo

F22 de uso obrigatrio quando o circuito de comando alimentado entre fases, ou entre positivo enegativo.

NF de Q1 ou NF de FT1 (95-96): contato auxiliar dos dispositivos de proteo com funo deproteo do motor indiretamente com a abertura do circuito alimentador da bobina do contator.

SE + S0 + S1: SE = boto tipo soco para emergncia, com trava; S0 = boto pulsador comfuno de DESLIGA; S1 = boto pulsador com funo de LIGA.


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6.5 Chave de partida direta simples com reverso

A chave de partida direta com reverso possui caractersticas semelhantes a chave de partida

direta. Os contatores usados na montagem dessa chave possuem a categoria de emprego diferentedos utilizados na chave de partida direta, conforme as categorias de emprego mostradas nos anexos.Quando a reverso feita aps o motor parar por completo, as curvas de corrente e torque em funoda rotao ou escorregamento so idnticas ao grfico mostrado da chave de partida direta. Porm,quando a comutao para reverso do motor ocorre com o motor em funcionamento, o tempo decorrente de rotor bloqueado (Ip) maior. Este tempo corresponde ao tempo em que o motor custa areduzir a rotao do valor nominal a zero RPM e inverter o sentido de rotao.

A inverso do sentido de rotao se d atravs da inverso da seqncia de fase aplicada aomotor. Para inverter o sentido de rotao se faz necessrio alterar somente a posio de duas fasesque alimentam o motor. A inverso da seqncia de fase feita atravs das conexes eltricas feitanos plos de dois contatores como mostrado a seguir nos esquemas de fora e comando.

Quando feita a reverso do sentido de rotao do motor, estando o motor em funcionamento,deve-se atentar que ocorre um momento de esforo mecnico toror no sistema de acoplamento damquina com o motor, principalmente, nos eixos das mquina motriz e motora. caracterstico asmquinas e equipamentos que necessitem inverter o sentido de rotao, que a troca de peassobressalentes (rolamentos, selo mecnico, retentores, buchas, etc) sejam feitas num intervalo detempo mais curto em relao as mquinas acionadas por chaves de partida direta simples.


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6.5.1 Esquema de fora da chave de partida direta com reverso nomodo multifilar e no modo unifilar

Multifilar Unifilar

Figura 6.5 - Esquema de fora da chave de partida direta com reverso no modo multifilar e no modo unifilar

Sendo:Q1 + k1 + FT1: Q1 = disjuntor motor, com funo de proteo contra curto-circuito e

sobrecarga, sem contato auxiliar NF (95-96) para comando; k1 = contator de fora com funo deestabelecer e interromper a alimentao do motor com uma determinada seqncia de fase; K2 =contator de fora com funo de estabelecer e interromper a alimentao do motor com seqncia defase diferente de K1; FT1 = rel de sobrecarga bimetlico com funo de proteo contrasobrecargas, atravs da insero de seu contato auxiliar para comando NF (95-96) no esquema decomando.


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6.5.2 Esquema de comando da chave de partida direta comreverso

Figura 6.6 - Esquema de comando da chave de partida direta com reverso

Sendo:L1 e L2: alimentao do comando conforme tenso de bobina do contator. Normalmente a

bobina do contator fabricada para: 380, 220 ou 110 Vac, ou 48, 24 ou 12 Vdc; por isso anecessidade ora do uso do F22.

F21 e F22: fusveis, ou disjuntor mono ou bipolar, para proteo do circuito do comando, sendoF22 de uso obrigatrio quando o circuito de comando alimentado entre fases, ou entre positivo enegativo.


SE + S0 + S1 + S2: SE = boto tipo soco para emergncia, com trava; S0 = boto pulsador comfuno de DESLIGA; S1 = boto pulsador com funo de LIGA num sentido de rotao e S2 no outrosentido.


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6.6 - Chave de partida indireta estrela tringulo (yd)

Segundo o regulamento da maioria das concessionrias brasileiras de energia eltrica, baseadas

na NBR 5410, um motor eltrico somente poder partir diretamente, ou seja, a plena tenso quando apotncia do motor for igual ou inferior a 5cv sendo o mesmo alimentado por uma rede secundria dealimentao em baixa tenso de 220/127 Vac ou, quando a potncia do motor for igual ou inferior a7,5cv sendo o mesmo alimentado por uma rede secundria de alimentao em baixa tenso de380/220 Vac, ou ainda, 9%, referida em cavalo vapor, da potncia, em KVA, do transformador dasubestao rebaixadora. Quando for observado que a partida do motor no esta de acordo com oreferido acima, deve-se ser utilizado um mtodo de partida que reduza a corrente absorvida pelomotor na partida, afim de, no prejudicar o fornecimento de energia eltrica, mesmo quemomentaneamente, aos demais consumidores da rede de alimentao. Entende-se como rede noapenas consumidores vizinhos, mas como tambm, as outras cargas de uma mesma rede terminal dealimentao.

Para que possa ser usada a chave de partida estrela-triangulo o motor deve possuir os terminaisincio e fim das bobinas acessveis. O motor na partida ligado em estrela e assim ligado devereceber o valor de tenso igual a Un/ 3. Quando o motor atingir cerca de 90% da rotao nominaldever ser desfeito a ligao estrela realizar a ligao triangulo. Com o motor ligado em triangulo, ouseja, cada bobina ligada entre fases, o motor devera receber sobre as bobinas o valor de tensonominal para o qual foi projetado. Como se v abaixo, com esse mtodo de partida h uma

significativa reduo na corrente consumida pelo motor na partida, diminuindo a possibilidade deprovocar quedas de tenso momentneas na rede de alimentao. Quando o motor comutadode estrela para triangulo ocorre um aumento na tenso recebida pelas bobinas do motor,conseqentemente, um pico de corrente consumida pelo mesmo. Isso ocorre devido ao intervalo detempo em que o motor no recebe tenso, que o tempo entre desfazer a ligao estrela e fazer aligao triangulo, ou seja, o motor estava recebendo um valor de tenso menor durante a partida,desfeito a conexo estrela o motor no recebe alimentao, e quando feito a ligao triangulo o motor alimentado plena tenso, porm, j com rotao prxima da nominal. A corrente na partida ficareduzida a 1/3 da corrente de partida a plena tenso, porm, o conjugado disponibilizado no eixo do

motor tambm fica reduzido a 1/3 do conjugado de partida a plena tenso. Caso com o uso da chaveestrela-tringulo o motor no consiga movimentar a carga, ou, movimentar com severas dificuldadesna partida, deve-se optar por uma chave que aumente a tenso aplicada na partida,conseqentemente e proporcionalmente, o conjugado de partida, mas que no aumente de formasignificativa a corrente de partida. Deve-se optar pela chave de partida autocompensadora ou poruma chave de partida sof starter.

Somente possvel utilizar a chave de partida estrela tringulo quando a tenso de bobina forigual a tenso de linha da rede de alimentao.


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O mtodo de partida com tenso reduzida, ou, tenso indireta, do tipo estrela triangulo aplicado em motores que acionam cargas ou mquinas que partem em vazio ou com conjugadoresistente baixo; esse mtodo alivia o conjugado ( torque ) de acelerao em base a tenso inicial (reduzida ), e conseqente reduo da disponibilidade de potncia para alimentao do motor. H,

porm, no momento da comutao da ligao do motor de estrela para tringulo, alm de um pico decorrente, uma acelerao brusca, devido ao aumento do torque do motor quando alimentado a plenatenso, pois o torque diretamente proporcional ao quadrado da tenso. Isso no motor e na mquinaacionada significa um golpe, ou, solavanco mecnico, o que diminui a vida til do motor e da mquina,diminuindo assim o intervalo de tempo da manuteno preventiva do motor e da mquina. H apossibilidade de montar uma chave de partida Y D com reverso, porm, no mtodo mais simplesde inverso, no qual ser mostrado a seguir, a inverso poderia ocorrer sem a parada total do motor.Para que haja a inverso deve-se aguardar o motor parar totalmente. Caso essa observao de notara parada total do motor seja dificultosa, deve-se ento, prever o tempo de parada por inrcia do

motor, ou da carga acionada, e, adicionar / incrementar esse valor de tempo no temporizador atravsdo ajuste de tempo no dial do mesmo.

Para ser aplicado a chave de partida Y D, o valor de tenso de bobina deve ser igual ao valorde tenso de linha da rede. Como na partida o motor estar ligado por um intervalo de tempo emestrela, o motor ir receber sobre seus terminais das bobinas o valor de tenso de fase da rede, que raiz de trs vezes menor que da tenso de linha. Exemplos de tenso de bobina de motores e valoresde tenso de linha / tenso de fase de redes de alimentao onde se possam ligar motores com achave de partida Y D.: Motor 380/660 Vac Rede 380/220 Vac; Motor 220/380 Vac Rede 220/127Vac ou 220/110 Vac.

Motor 380/660 Vac Rede 380/220 Vac, na partida o motor recebe, por estar ligado em estrela,220Vac (UF), aps quando ligado em triangulo, recebe 380 Vac (UL).

O princpio de funcionamento da chave de partida Y-D se baseia em:

Designando:

Un: tenso nominal

Uf: tenso de faseX: reatncia por faseIn: corrente nominal de alimentaoIp: corrente de partida por faseK: constante relacionada forma construtiva do motorM: momento ou conjugado de partida, proporcional ao quadrado de Uf


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E baseado no esquema de ligao dos enrolamentos, a seguir,

Figura 6.7 - Esquema de ligao dos enrolamentos


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Relacionando entre si a corrente de alimentao e os momentos de partida, resulta que,passando da ligao estrela para a tringulo, temos a relao de 1:3, como segue:

O grfico abaixo demonstra o comportamento da corrente eltrica absorvida por um motoreltrico em funo do escorregamento, assim como a curva do torque produzida pelo motor partindocom uma chave do tipo estrela tringulo. O pico de corrente ocasionado pelo degrau de tensoque ocorre quando da comutao de estrela para triangulo.

Figura 6.8 - Comportamento da corrente e conjugado de um motor partindo com uma chave de tenso indireta Y D

Comportamento da corrente e conjugado de um motor partindo com uma chave de tensoindireta Y D. O pico de corrente ocorre quando ocorre a comutao de Y para D.


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6.6.1 Esquema de fora da chave de partida y d automtica nomodo multifilar e no modo unifilar

Multifilar UnifilarFigura 6.9 - Esquema de fora da chave de partida y d automtica no modo multifilar e no modo unifilar

Sendo:Q1,2 + k1,2,3 + FT1: Q = seccionador porta-fusvel, com funo de proteo contra curto-circuito

sem contato auxiliar NF (95-96) para comando; k = (k1+k3) contator de fora com funo deestabelecer e interromper a alimentao do motor na partida em estrela sendo K3 com funo defechar o centro da estrela da ligao do motor; k1+k2 fecham a ligao tringulo; FT1 = rel desobrecarga bimetlico com funo de proteo contra sobrecargas, atravs da insero de seucontato auxiliar para comando NF (95-96) no esquema de comando.


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6.6.2 Esquema de comando da chave de partida y d automtica

Figura 6.10 - Esquema de comando da chave de partida y d automtica

L1 e L2: alimentao do comando conforme tenso de bobina do contator. Normalmente abobina do contator fabricada para: 380, 220 ou 110 Vac, ou 48, 24 ou 12 Vdc; por isso anecessidade ora do uso do F22.

F21 e F22: fusveis, ou disjuntor mono ou bipolar, para proteo do circuito do comando, sendo




RT1: rel temporizador com funo de estabelecer o tempo de comutao da ligao estrela paratriangulo.


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6.6.3 Esquema de fora da chave de partida y d automtica comreverso no modo multifilar

Figura 6.11 - Esquema de fora da chave de partida y d automtica com reverso no modo multifilar


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6.6.4 Esquema de comando da chave de partida y d automticacom reverso

Figura 6.12 - Esquema de comando da chave de partida y d automtica com reverso

Normalmente o ajuste de tempo no rel temporizador, para que seja feita a comutao de daligao estrela para triangulo, em torno de 10 a 15 segundos, conforme o torque resistente dacarga. Caso ocorre-se a comutao antes desse tempo, que o tempo em que o motor leva pra

acelerar de 0 a aproximadamente 90% da rotao nominal, ocorreria um pico de corrente maiselevado, podendo ser at, proporcional a corrente da partida direta (triangulo nesse caso), comomostrado no grfico do comportamento da corrente com o uso da chave Y D. Quando usadoreverso na chave Y D, e usado o comando acima, sendo esse o mais simples para tal funo,deve-se adicionar o tempo em que o motor leva para parar completamente, independente do mtodode parada. Normalmente a parada por inrcia, e esse tempo deve-se ser incrementado no reltemporizador, para evitar uma inverso do sentido de rotao estando o motor ainda em movimentono sentido oposto.


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6.7 - Chave de partida indireta autocompensadora oucompensadora

Como visto na chave Y D, o valor de tenso aplicado ao motor, na partida, fica restringido a58% do valor da tenso nominal. Esse valor de tenso produz um valor de conjugado que ,por vezes,no capaz de acionar / acelerar a mquina movida. Isso ocorre devido o conjugado ser diretamenteproporcional ao quadrado da tenso, nesse caso, o conjugado de partida, assim como a corrente departida, ficaria limitado a 1/3 dos valores nominais. Quando com o uso da chave Y D, for observadoque no ocorre a acelerao em tempo hbil para efetuar a comutao de estrela para triangulo, semque tal procedimento ocasionasse um elevado pico de corrente e, conseqentemente, um elevadogolpe mecnico na carga, deve-se utilizar um mtodo de partida que aumente o valor de tenso

aplicada ao motor, na partida, para que, com esse valor de tenso, seja produzido pelo motor umvalor de conjugado maior, sendo que esse valor de conjugado maior seja capaz de acelerar amquina, ou seja, produza uma curva de conjugado maior que a curva do conjugado resistente dacarga.

A chave de partida compensadora consistente em, na partida, alimentar o motor a partir daderivao de um autotransformador. O autotransformador trifsico usado para essa utilidade,normalmente ligado em estrela e, consiste num transformador com um nico enrolamento por lado,ou fase, de um ncleo ferro-magntico. As derivaes mais usuais de um autotransformador, so de80, 65% ou 80, 65 e 50%.

Figura 6.13 - Representao das bobinas de um autotransformador ligado em estrela


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6.7.1 Exemplo dos valores de tenso das derivaes de umautotranformador

O valor de tenso nas derivaes do auto transformados so em percentuais dos valoresnominais aplicados aos terminais 100%. Lembrando que a relao existente entre a tenso de linha ea tenso de fase de raiz de 3.

Figura 6.14 - Valores de tenso de fase e de linha em um autotransformador ligado em Y

Quando acionado o comando para partir o motor, o mesmo alimentado a partir de uma das

derivaes do autotransformador (80 ou 65%). Aps atingir cerca de 90% da rotao nominal, omotor passa a ser alimentado, por um curtssimo intervalo de tempo, tanto a partir da derivao doautotransformador, como pela rede de alimentao principal, at que o autotransformador by-passado e o motor fica continuamente alimentado pela rede de alimentao principal, como ser vistoa seguir. Com a chave de partida Y D, a forma de se conseguir uma menor corrente de partida,indiretamente atravs da diminuio do valor de tenso aplicada as bobinas do motor, est na formade como o motor est ligado na partida e de como ser ligado em regime nominal. J com a chaveautocompensadora a diminuio da tenso aplicada ao motor, e conseqentemente diminuio dacorrente de partida, esta no fato da alimentao do motor, na partida, derivar de uma rede dealimentao momentnea, com valores de tenso diferentes da rede de alimentao principal,conseguido atravs do uso de um autotransformador.


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6.7.2 Esquemas de ligao dos enrolamentos

Figura 6.15 - Esquemas de ligao dos enrolamentos

6.7.3 Demonstrao dos clculos com derivao de 65%.


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6.7.4 Exemplo da chave de partida autocompensadora, no modounifilar, com os valores de corrente por ramo do circuito, conformederivao do autotransformador.

Figura 6.16 - Exemplo da chave de partida autocompensadora

Note que no h modificao na ligao do motor. O motor pode, para quando usado uma chaveautocompensadora, ter apenas 3 terminais acessveis, no entanto, deve estar ligado de tal maneira areceber o correto valor de tenso nas bobinas, ou seja, a plena tenso.

Exemplos motores com 3 terminais acessveis (ligao estrela ou triangulo j vem pronto defbrica atravs de ligao fixa soldada entre os terminais da bobina do motor):

Motor 380 Vac ligado em triangulo Rede 380/220 Vac.Motor 380 Vac ligado em estrela Rede 660/380 Vac.

Motor 220 Vac ligado em triangulo Rede 220/127 Vac ou 220/110 Vac.Motor 220 Vac ligado em estrela Rede 380/220 Vac.


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6.7.6 Esquema de comando da chave de partida autocompensadoraautomtica

Figura 6.18 - Esquema de comando da chave de partida autocompensadora automtica

L1 e L2: alimentao do comando conforme tenso de bobina do contator. Normalmente abobina do contator fabricada para: 380, 220 ou 110 Vac, ou 48, 24 ou 12 Vdc; por isso anecessidade ora do uso do F22.

F21 e F22: fusveis, ou disjuntor mono ou bipolar, para proteo do circuito do comando, sendo




RT1: rel temporizador com funo de estabelecer o tempo de comutao da ligao em que omotor recebe alimentao a partir da derivao do autotransformador.


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No comando da chave de partida autocompensadora, se for garantido que a abertura de K2ocorra somente depois do fechamento de K1, o motor fica recebendo alimentao na comutao dachave. Para obter essa garantia que se justifica o uso do contator KA (esquema de comando). Ocontator K2 permanecendo ligado na comutao da chave autocompensadora da condio de partida

para a condio de regime do motor, ainda proporciona uma mudana menos brusca de tensoporque estando K2 ligado, sem que K3 esteja ligado, uma parte da bobina do autotransformador ficaem srie com o motor. Por tudo isso, a chave autocompensadora no provoca tranco causado pelamudana brusca de tenso como na chave Y D, e o golpe mecnico de baixa intensidade.

A chave de partida autocompensadora tambm pode ser reversora. pouco usual por tratar-se,normalmente, de acionamentos de grandes mquinas que possuem grandes potncias. Aps apartida do motor a autocompensadora fica inativa, sendo possvel a sua utilizao para partir outromotor, atravs da combinao e intertravamentos com o comando dos outros motores.


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6.8 - Chave de

eletricista força e controle

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