weg - guia de aplicação de soft-starters - 2ª edição

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AUTORIA:“Este ‘Guia de Soft-Starter’ foi escrito pelo Tecnólogo Rogério Ferraz, a quem coube a coordenação do trabalho e a criação dos capítulos 1, 4, 5, 6, 7, 8 e anexo II, e pelo Engº. Enivaldo C. do Nascimento que atuou na criação do capítulo 4.Os capítulos 2 e 3 e os anexos I e III foram revisados pelos autores a partir do Guia do Inversores de Freqüência da Weg.”

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GUIA DEAPLICAÇÃO DESOFT-STARTERS

GUIA DEAPLICAÇÃO DESOFT-STARTERS

WEG AUTOMAÇÃOwww.weg.com.br

2ª EDIÇÃO

AUTORIAAUTORIAAUTORIAAUTORIAAUTORIA

AUTORIA:

“Este ‘Guia de Soft-Starter’ foiescrito pelo Tecnólogo Rogério Ferraz, aquem coube a coordenação do trabalho ea criação dos capítulos 1, 4, 5, 6, 7, 8 eanexo II, e pelo Engº. Enivaldo C. doNascimento que atuou na criação docapítulo 4.

Os capítulos 2 e 3 e os anexos I eIII foram revisados pelos autores a partirdo Guia do Inversores de Freqüência daWeg.”

1.1 Métodos de partida de motores ______________ 121.2 Métodos tradicionais de partida de motores ____ 12

1.2.1 Partida de motores com embreagens ____ 131.2.2 Transmissão hidráulica ________________ 131.2.3 Acoplamento hidrálico ________________ 131.2.4 Motor de anéis _______________________ 151.2.5 Inversor de Freqüência como um

método de partida____________________ 16

2.1 Princípíos básicos de funcionamento __________ 212.2 Análise de funcionamento ___________________ 262.3 Curvas características de motor de indução ____ 28

2.3.1 Torque x Velocidade ___________________ 282.3.2 Corrente x Velocidade _________________ 29

2.4 Potência e perdas __________________________ 292.5 Características de temperatura - classes de

isolamento térmico _________________________ 302.6 Tempo de rotor bloqueado ___________________ 31

3.1 Categorias de partida _______________________ 353.2 Formas de partida__________________________ 36

. Partida direta ____________________________ 36

. Partida estrela-triângulo ___________________ 37

. Partida eletrônica (soft-starter)______________ 38

. Partida série-paralelo ______________________ 39

. Partida compensadora _____________________ 413.3 Frenagem _________________________________ 43

3.3.1 Frenagem por contra-corrente __________ 433.3.2 Frenagem por injeção de corrente

contínua (CC) ________________________ 443.4 Vantagens e desvantagens dos métodos de

partida ___________________________________ 45. Partida direta ____________________________ 45. Estrela-triângulo __________________________ 46. Soft-starter ______________________________ 46. Partida série-paralelo ______________________ 46. Partida compensadora _____________________ 47

3.5 NBR-5410 referente a partida com correntereduzida __________________________________ 48

4.1 Introdução________________________________ 534.1.1 Semicondutores e componentes

eletrônicos __________________________ 534.1.2 A característica mais marcante dos

tiristores ____________________________ 544.1.3 Introdução às válvulas de descarga

a gás _______________________________ 54

ÍNDICEÍNDICE1

INTRODUÇÃO

2

COMO FUNCIONA UMMOTOR DE INDUÇÃO?

3

MÉTODOS DE COMANDODE UM MOTOR DEINDUÇÃO

2ª EDIÇÃO

4

SOFT-STARTER

5

PARÂMETROS DASOFT-STARTER

4.1.4 Thyratron ____________________________ 564.1.5 SCR (Silicon Controlled Rectifier) ________574.1.6 Entendendo o disparo do SCR ___________59

4.2 Princípio de funcionamento da Soft-Starter _____65. Circuito de potência ________________________ 66. Circuito de controle ________________________ 68

4.3 Principais características _____________________684.3.1 Principais funções _____________________69

. Rampa de tensão na aceleração ________69

. Rampa de tensão na desaceleração _____70

. Kick Start ___________________________71

. Limitação de corrente _________________72

. Pump control ________________________ 73

. Economia de energia _________________744.3.2 Proteções ____________________________ 754.3.3 Acionamentos típicos __________________ 75

. Básico / Convencional_________________76

. Inversão de sentido de giro ____________77

. Frenagem por injeção de CC ___________78

. By-pass _____________________________79

. Multimotores / Cascata ________________80

5.1 Parâmetros de leitura ________________________ 845.2 Parâmetros de regulação _____________________865.3 Parâmetros de configuração __________________ 945.4 Parâmetros do motor ______________________ 1025.5 Erros e possíveis causas ____________________ 105

6.1 Introdução _______________________________ 1116.1.1 Definições__________________________ 1116.1.2 Relações básicas ____________________ 112

6.2 Interação entre processo, máquina, motor eacionamento _____________________________ 1166.2.1 A importância do processo/máquina ___ 1166.2.2 Aplicação de acionamentos elétricos -

problemas típicos ___________________ 1186.3 O que a carga requer ______________________ 119

6.3.1 Tipos de cargas _____________________ 1196.3.2 O pico da carga _____________________ 1216.3.3 Estimando cargas ___________________ 122

6.4 Seleção de acionamentos (motor/Soft-Starter) _ 1236.4.1 Categorias AC53a e AC53b ____________ 1236.4.2 Capacidade térmica da Soft-Starter ____ 1246.4.3 Corrente RMS num ciclo (IRMS) _________ 1256.4.4 Casos especiais _____________________ 129

. Efeito da temperatura ambiente ______ 129

. Efeito da altitude___________________ 1306.4.5 Tempo de rotor bloqueado do motor ____ 1316.4.6 Tempo de aceleração_________________ 132

6.5 Afundamento de tensão ou queda de tensãomomentânea (Voltage Sag / Voltage Dip) _____ 1416.5.1 Conseqüências de uma queda de tensão

momentânea _______________________ 1456.5.2 Comentários sobre soluções contra

queda de tensão momentânea_________ 146

6

DIMENSIONAMENTO DOCONJUNTO MOTOR +SOFT-STARTER

7

INSTALAÇÃO DASOFT-STARTER

8

LINHAS DESOFT-STARTER WEG

6.5.3 Capacidade relativa da rede dealimentação ________________________ 148

6.5.4 Comentários sobre a queda de tensão ea influência na partida do motor _______ 158

6.6 Aplicações típicas _________________________ 1606.6.1 Máquinas com partidas leves__________ 1616.6.2 Máquinas com partidas severas _______ 165

6.7 Regras práticas de dimensionamento ________ 173

7.1 Introdução_______________________________ 1797.2 Ligação padrão, entre a rede e o motor _______ 180

7.2.1 Chave seccionadora _________________ 1817.2.2 Fusíveis ou disjuntor _________________ 1817.2.3 Contator ___________________________ 1817.2.4 Fiações de controle e interface

Homem-Máquina (IHM) ______________ 1817.2.5 Correção de fator de potência _________ 1827.2.6 Aterramento ________________________ 182

7.3 Ligação dentro do delta do motor ___________ 1837.3.1 Introdução _________________________ 1837.3.2 Exemplo de ligação com SSW-03 Plus

dentro da ligação delta do motor ______ 1857.3.3 Ligação de terminais de motores com

tensões múltiplas ____________________ 1887.3.4 Possibilidades de ligação da SSW-03 Plus

em função do fechamento do motor ____ 1917.4 SSW-05 (Micro Soft-Starter) ________________ 1937.5 Ligação da SMV-01 (Soft-Starter para Média

Tensão) __________________________________ 196

8.1 Introdução_______________________________ 1998.2 SSW-03 e SSW-04 _________________________ 199

. Benefícios ______________________________ 200

. Principais aplicações _____________________ 200

. Interface Homem-Máquina ________________ 201

. Tipo de ligação (Soft-Starter ––> motor) ____ 202

. Acionamentos típicos_____________________ 203

. Acessórios e periféricos ___________________ 204

. Funções principais _______________________ 206

. Dimensões e pesos _______________________ 207

. Tabela de especificação SSW-04 ____________ 208

. Tabela de especificação SSW-03 Plus ________ 209

. Especificação SSW-04 ____________________ 209

. Características técnicas SSW-03 e SSW-04 ___ 210

. Codificação _____________________________ 211

8.3 SSW-05 __________________________________ 212. Benefícios ______________________________ 212. Algumas aplicações ______________________ 213. Esquema de ligação ______________________ 213. Interface Homem-Máquina ________________ 214. Tabela de especificação SSW-05 ____________ 216. Dimensões ______________________________ 217. Características técnicas da SSW-05. Codificação - exemplo de utilização ________ 218

ANEXO 3

CHECK-LIST PARA DETA-LHAMENTO DA APLICAÇÃO- SOFT-STARTER

8.4 SSW-06 __________________________________ 219. Benefícios ______________________________ 219. Principais aplicações _____________________ 220. Interface Homem-máquina ________________ 221. Interface inteligente ______________________ 221. Idioma selecionável ______________________ 221. Função “Copy” __________________________ 222. Funções do teclado ______________________ 223. Tipos de ligação _________________________ 224. Funções principais _______________________ 225. Acessórios e periféricos ___________________ 226. Dimensões e peso ________________________ 227. Tabela de especificação SSW-06 ____________ 228. Características técnicas ___________________ 229. Codificação _____________________________ 230

8.5 SMV-01 _________________________________ 231. Características gerais _____________________ 232. Modelos ________________________________ 233. Características técnicas ___________________ 234

1. Momento de inércia de formas simples _______ 2372. Teorema dos eixos paralelos ________________ 2393. Momento de inércia de formas compostas ____ 2404. Momento de inércia de corpos que se movem

linearmente ______________________________ 2415. Transmissão mecânica _____________________ 2416. Exemplos de cálculos de momento de inércia

de massa ________________________________ 2426.1 Cálculo do momento de inércia de massa 2426.2 Cálculo do momento de inércia total ___ 243

1. Introdução _______________________________ 2472. Como acessar ____________________________ 2483. Como usar _______________________________ 2494. Limite de responsabilidade pelo uso do

software SDW ____________________________ 272

Soft-StarterFolha de dados para dimensionamento ___________ 275

Referências Bibliográficas ______________________ 277

Comentários__________________________________ 279

ANEXO 1

CÁLCULO DO MOMENTODE INÉRCIA DE MASSA

ANEXO 2

SOFTWARE DEDIMENSIONAMENTOWEG - SDW

1INTRODUÇÃO

1.1 Métodos de partida de motores

1.2 Métodos tradicionais de partida demotores1.2.1 Partida de motores com embreagens1.2.2 Transmissão hidráulica1.2.3 Acoplamento hidráulico1.2.4 Motor de anéis1.2.5 Inversor de Freqüência como um método de partida

11

INTRODUÇÃO1É recorrente no desenvolvimento de nossa sociedade anecessidade de acelerar, manter em movimento eparar máquinas.

Seja através de tração animal, sejam monjolos, moinhosde vento ou vapor, foram várias as soluções de quenossos precursores lançaram mão para obter maiorconforto, maior segurança. e para atingir melhoresresultados em suas atividades.

Figura 1.1 - Moinho de Vento

O atual estado de desenvolvimento dos acionamentoselétricos concentra o resultado de um longo período detentativas e descobertas, em diversas áreas doconhecimento, para movimentar nossas máquinas cadavez mais sofisticadas e exigentes.

A Soft-Starter hoje já é uma alternativa plenamenteconsolidada para partidas e paradas de motorestrifásicos de indução. A evolução dos processos emáquinas criou um ambiente propício ao acionamentosuave, controlado e com múltiplos recursosdisponibilizados pelo controle digital.

Indo além, há uma maior consciência de que nossosrecursos exigem conservação cuidadosa, o que faz daSoft-Starter um equipamento em sintonia com ocenário energético atual, colaborando para o usoracional de nossas instalações.

Temos a satisfação de reconhecer que o Brasil estámuito bem representado nesta área por uma empresanacional cujo nome já é sinônimo de qualidade noscinco continentes, a Weg.

Estamos certos de que este guia será de grande valiapara os técnicos, engenheiros e empreendedores que,

12

INTRODUÇÃO1conosco, trabalham para construir um futuro à alturadas potencialidades do nosso país. Já é possível ver estefuturo.

Conforme veremos no capítulo 2 (Funcionamento domotor de indução), picos de corrente e torque sãointrínsecos à partida com plena tensão do motortrifásico.

Na prática, muitas vezes deseja-se limitar o valor dacorrente que será drenada da rede de alimentação afim de evitar:

1) distúrbios na rede ou

2) aumento da demanda de energia elétrica.

No caso dos distúrbios na rede, o objetivo é reduzir aqueda de tensão (ou mesmo a sua interrupção). Nocaso do aumento da demanda, deseja-se atenderlimites definidos junto às concessionárias de energiaelétrica, uma vez que o não atendimento destes limitesé punido com a cobrança tarifas elevadas.

Embora, invariavelmente a redução da corrente sejaacompanhada de uma redução do torque no motor,nem sempre esta redução de torque é tida comoprejudicial. Na verdade este é um dos aspectos queprecisam ser cuidadosamente ponderados a fim deobter-se o melhor dimensionamento do conjunto motor+ sistema de partida.

Podemos agrupar os métodos de partida de motorestrifásicos conforme segue:

1) Aqueles em que a tensão aplicada ao motor é atensão plena da rede (partida direta)

2) Aqueles em que a tensão aplicada ao motor é atensão plena, entretanto a ligação das bobinas domotor leva a uma tensão menor em cada bobina(chaves estrela- triângulo e série- paralela)

3) Aqueles em que a tensão aplicada ao motor éefetivamente reduzida (chaves compensadoras eSoft-Starter)

Os itens acima são abordados em maior profundidadenos capítulos seguintes.

1.1 MÉTODOS DEPARTIDA DEMOTORES

1.2 MÉTODOSTRADICIONAIS DEPARTIDA DEMOTORES

13

INTRODUÇÃO1O objetivo básico que leva a utilização de embreagensé permitir que durante a aceleração de motoresassíncronos a partida se dê praticamente a vazio e acorrente de partida tenha uma duração mínima, comvantagens para a rede de alimentação e para o motor.

Por outro lado o motor poderá atingir seu conjugadomáximo em processo momentâneo de desaceleração(durante o acoplamento da embreagem), enquanto nosoutros métodos este conjugado máximo será atingidoem plena aceleração.

A necessidade de manutenção e maior complexidadede montagem do conjunto mecânico são algumas dasrestrições do uso de embreagens.

Em um sistema de transmissão hidráulica, a energia étransferida empregando-se um fluído para controlarum movimento linear ou um eixo de saída.

Há dois tipos principais de transmissão hidráulica:

1) hidrocinéticos (como acoplamentos hidráulicos),que utilizam a energia cinética de um fluído

2) hidrostáticos, que utilizam a energia de pressão dofluído.

O princípio de funcionamento do acoplamentohidráulico pode ser explicado por analogia com umsistema de bombeamento. Neste sistema uma bombacentrífuga de óleo (“parte motora”) é acionada por ummotor elétrico. Uma turbina (“parte movida”), cujo eixoaciona a máquina, é acionada através do óleomovimentado pela bomba.

Tanto a “parte motora” quanto a “parte movida”compartilham um mesmo invólucro, sem conexãomecânica entre elas. A energia é transmitida pelofluído (óleo) entre as partes.

Desde o início do movimento do motor há umatendência de movimento da “parte movida“ (eixo queaciona a máquina). Quando o conjugado transmitido aoeixo que aciona a máquina se igualar ao conjugadoresistente inicia-se a aceleração da máquina.

1.2.1 Partida de motorescom embreagens

1.2.2 Transmissãohidráulica

1.2.3 AcoplamentoHidráulico

14

INTRODUÇÃO1Este é um método de partida historicamente associadoa partida de cargas com inércia elevada, como moinhosou transportadores.

O gráfico a seguir ilustra a evolução do torque no eixode saída do acoplamento.

Figura 1.2 - O acoplamento hidráulico segue o princípio das máquinascentrífugas: o torque transmitido ao eixo de saída é proporcional aoquadrado da velocidade

Fisicamente, instala-se o acoplamento hidráulico entreo motor e a máquina

Figura 1.3 - Exemplo de acoplamento hidráulico com montagem porpolias

O acoplamento hidráulico necessita de manutençãopara checagem do nível e carga de óleo, o que pode setornar um procedimento mais ou menos difícil emfunção da montagem (com polias, axial ao eixo domotor, com redutores, etc).

15

INTRODUÇÃO1Manutenção inadequada ou vazamento do óleo podemcausar danos no sistema.

Os motores de anéis caracterizam-se pela capacidadede alteração das curvas de conjugado e correnteatravés da inserção de resistências externas ao circuitorotórico do motor.

Figura 1.4 - Exemplo de circuito de força de motor de anéis

1.2.4 Motor de Anéis

16

INTRODUÇÃO1Esta alteração das curvas do motor tornaram o uso domotor de anéis bastante conveniente para aceleraçãode máquinas com alto conjugado resistente em baixasrotações, como pode-se observar na figura abaixo.

Figura 1.5 - Partida com motor de anéis. A inserção dos devidosresistores no circuito rotórico leva o torque máximo do motor ao instanteinicial de partida.

O motor de anéis também encontrou aplicação emmáquinas que necessitam de alguma variação develocidade e redução na corrente de partida.

Entretanto, o uso de Inversores de Freqüência temlevado os motores de anéis a fazer parte apenas desituações muito específicas.

Vale lembrar que o uso de Inversores para partidas decargas com alto conjugado de partida merece cuidadoparticular de dimensionamento. Deve-se levar emconta o ciclo de operação e a corrente solicitada comInversor no dimensionamento “térmico” do conjuntomotor + inversor.

Embora a principal função do Inversor de Freqüênciaseja a variação de velocidade, não é possível deixar delado suas virtudes no que tange à aceleração e paradade máquinas.

Em todos os métodos de partida, o que se procura sãomaneiras de lidar com os “transitórios” de partida

1.2.5 Inversor deFreqüência como umMétodo de Partida

17

INTRODUÇÃO1(elétricos e mecânicos), e, assim, alcançar com sucesso,e com o mínimo de distúrbio, o funcionamento estáveldo sistema.

Figura 1.6 - Curva torque versus rotação de um motor trifásico acionadopor Inversor Vetorial. Desde que provido de meio de ventilaçãoadequada, o motor trifásico acionado por Inversor de Freqüência podeaplicar seu torque nominal mesmo em velocidades baixas durantequanto tempo for necessário

Com o Inversor de Freqüência estes transitórios sãopraticamente eliminados, ou, pelo menos, são bastantereduzidos.

Por exemplo, em cargas com alta inércia, o torque e arampa de aceleração podem ser ajustados da maneiraque se consiga a aceleração mais suave possível. Istoporque o Inversor de Freqüência “toma as rédeas” dosistema desde os primeiros instantes da aceleração.

Quando se necessita de controle na desaceleração, comou sem frenagem, também através do Inversorencontramos o maior número de alternativas: tantopode-se conseguir a parada e desaceleração suaves deuma bomba, quanto torque de frenagem para adescida de uma carga (ponte rolante, guindaste).

18

Figura 1.7 – Fundamental de uma fase na saída do inversor defreqüência durante um processo de aceleração seguido dedesaceleração.Com uma taxa de aumento de velocidade (rampa de aceleração)adequada, aliada a novas tecnologias de controle vetorial como oVectrue, pode-se praticamente eliminar os transitórios de partida emalgumas aplicações.

Entretanto, convém frisar que cada máquina requerseus devidos cuidados no dimensionamento doInversor e eventuais acessórios (resistor de frenagem,tipo de retificador, etc).

Figura 1.8 - Inversores de Freqüência série CFW-09. A baixa exigência demanutenção é um dos principais diferenciais dos Inversores deFreqüência, assim como as Soft-Starters

INTRODUÇÃO1

2COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?

2.1 Princípios básicos de funcionamento

2.2 Análise de funcionamento

2.3 Curvas características do motor deindução2.3.1 Torque x Velocidade2.3.2 Corrente x Velocidade

2.4 Potência e perdas

2.5 Características de temperatura - Classesde isolamento térmico

2.6 Tempo de rotor bloqueado

21

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2Para compreender o funcionamento da Soft-Starter ede um Inversor de Freqüência é de fundamentalimportância entender primeiro como funciona ummotor de indução. Para começar enunciaremos osprincípios físicos básicos da conversão de energiaelétrica em energia mecânica.

1. Uma corrente circulando por um condutor produzum campo magnético, representado na figura 2.1pelas linhas circulares chamadas de linhas deindução magnética. No centro da figura se encontrao condutor e as linhas circulares em volta são umarepresentação gráfica do campo magnético geradopela corrente.

Figura 2.1

2. Se um condutor é movimentado dentro de umcampo magnético, aparecerá uma tensão induzidaentre os terminais do condutor, proporcional aonúmero de linhas de indução cortadas por segundo(figura 2.2). Se o dito condutor forma um circuitofechado, circulará por ele uma corrente elétrica.

Figura 2.2

2.1 PRINCÍPIOS BÁSICOSDE FUNCIONAMENTO

22

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?23. Dois condutores adjacentes (a e b) pelos quais está

circulando uma corrente elétrica (ia e ib) produzemcada um deles um campo magnético (Item 1). Ainteração entre estes dois campos magnéticosproduzirá uma força (F) de atração ou repulsãoentre os condutores (figura 2.3), proporcional àcorrente que circula por ambos condutores e àdistância (d) entre eles.

Figura. 2.3

4. Um bobinado polifásico, igual ao mostrado na figura2.4, alimentado por um sistema de tensões trifásico(figura 2.5) produzirá um campo magnético girante(figura 2.6). Este princípio é similar ao visto nafigura 2.1, com a diferença que neste o campomagnético é estático.

Figura 2.4

23

Figura 2.5

Na figura 2.6, os pontos identificados com osnúmeros... correspondem aos momentos emque a tensão de uma das três fases é igual a zero.Desta maneira é mais fácil fazer a composição dosvetores de indução magnética para cada instante.Na figura pode-se ver que a resultante destesvetores está girando (campo girante) com umavelocidade proporcional a freqüência e ao númerode pólos do motor.

Figura 2.6

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2

24

5. A velocidade do campo girante descritoanteriormente, chamada de velocidade síncrona, éproporcional à freqüência do sistema de tensõestrifásico e ao número de pólos do bobinado.

Velocidade do campo girante [rpm]= (freqüência [1/s] x 120 ) / n° de pólos

6. Conjugado: O conjugado (também chamado detorque, momento ou binário) é a medida do esforçonecessário para girar um eixo. É sabido, pelaexperiência prática, que para levantar um peso porum processo semelhante ao usado em poços deágua – ver figura 2.7 – a força F que é precisoaplicar à manivela depende do comprimento damanivela.

Quanto maior a manivela, menor será a forçanecessária.

Se dobrarmos o tamanho da manivela, a força Fnecessária será diminuída a metade. No exemplo dafigura 2.7, se o balde pesa 20kgf e o diâmetro dotambor é 20 cm, a corda transmitirá uma força de20 kgf na superfície do tambor, isto é, a 0,1m(10cm) do centro do eixo.

Para contrabalançar esta força, precisamos de 10kgf na manivela, se o comprimento “a” for 0,2 m(20cm).

Se “a” for o dobro, isto é 0,4 m, a força F será ametade, ou seja, 5kgf.

Como se vê, para medir o “esforço” necessário parafazer girar o eixo não basta definir a forçaempregada: é preciso também dizer a que distânciado eixo a força é aplicada. O “esforço” é medido peloconjugado, que é o produto F x a , da “força”pela “distância”.

No exemplo citado, o conjugado vale:

C = 20 kgf x 0,1 m = 10 kgf x 0,2 m = 5 kgf x 0,4= 2mkgf

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2

25

Figura 2.7

Os motores de indução mais utilizados na indústriasão os chamados motores de gaiola trifásicos(figura 2.8 - rotor e estator).

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2

Figura 2.8

1

23

4

5

67

8

9

10

11

12

NÚCLEODECHAPAS

BARRAS DEANÉIS DE

CURTO-CIRCUITO

NÚCLEODECHAPAS

VENTILADOR

PROTEÇÃO DOVENTILADOR

CAIXADELIGAÇÃO

TERMINAIS

EIXO

TAMPAS

CARCAÇA

ENTROLAMENTOTRIFÁSICO

ROLAMENTOS

26

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2Estator: Carcaça (1), Núcleo de Chapas (2),Enrolamento trifásico (8)Rotor: Eixo (7), Núcleo de chapas (3), Barras e anéisde curto-circuito (12)Outras partes: Tampas (4), Ventilador (5), Proteçãodo ventilador (6), Caixa de ligação (9), Terminais(10), Rolamentos (11).

Nestes motores o rotor é fabricado com espiras emcurto-circuito formando uma verdadeira gaiola. Oestator é formado por três bobinas (bobinado trifásico),com pares de pólos em cada fase.

Para análise de funcionamento pode-se considerar omotor de indução como um transformador, onde oenrolamento primário deste transformador é formadopelo estator e o enrolamento secundário pelo rotor. Opróprio nome “motor de indução” se deve ao fato deque toda a energia requerida pelo rotor para a geraçãode torque é “induzida” pelo primário do transformador(estator) no secundário (rotor).

Como existem dois campos magnéticos, um no estator eoutro no rotor, e como descrito no item 3, apareceráuma força entre o rotor e o estator que fará com que orotor gire, já que é o único que pode se movimentarpois está montado sobre rolamentos, disponibilizandoassim energia mecânica (torque) no seu eixo.

Para facilitar o entendimento do funcionamento domotor de indução dividiremos o estudo em três casoshipotéticos:

CASO 1Primeiramente consideraremos um motor de dois póloscom o “rotor bloqueado”, isto significa que através dealgum dispositivo mecânico impediremos que o eixo domotor (rotor) gire. Nesta condição, se aplicarmostensão trifásica com freqüência de 60Hz nos terminaisdo bobinado do estator, este produzirá um campomagnético girante com velocidade de 3600 rpm (item5). As linhas de indução deste campo magnético“cortarão” as espiras do rotor com velocidade máximainduzindo assim a máxima tensão nas espiras do rotor,e como estas estão em curto-circuito, circulará tambéma máxima corrente por elas. Como toda a energiaproduzida no rotor tem de ser “induzida” pelo estator,

2.2 ANÁLISE DEFUNCIONAMENTO

27

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2circulará no bobinado do estator uma corrente elevada(6 a 8 vezes maior que a corrente nominal do motor).

Se esta condição for mantida por mais que algunssegundos os fios do bobinado do estator irão esquentarde forma indevida, podendo até danificar (queimar) obobinado, pois não foram projetados para suportar estacorrente por um período de tempo grande.

CASO 2Agora vamos para o outro extremo. Vamos supor que orotor do motor possa girar exatamente à velocidade de3600 rpm. Neste caso as linhas de indução do campomagnético girante produzido pelo estator “nãocortarão” as espiras do rotor pois os dois estão girandocom mesma velocidade. Sendo assim não haverátensão induzida, nem corrente, nem geração de campomagnético.

Para a produção de energia mecânica (torque) nomotor é necessária a existência de dois camposmagnéticos, sendo assim, não haverá torque no eixo domotor.

CASO 3Vamos supor agora que, nas mesmas condições do Caso2, baixamos a velocidade do rotor do motor para 3550rpm. O campo magnético girante tem uma velocidadede 3600 rpm, é assim que as linhas de indução docampo magnético girante do estator “cortarão” asespiras do rotor com uma velocidade de 50 rpm (3600rpm – 3550 rpm = 50 rpm), produzindo uma tensão euma corrente induzida no rotor. A interação entre osdois campos magnéticos, o do estator e o do rotor,produzirão uma força, que pela sua vez produzirátorque no eixo do motor.

A diferença entre a velocidade síncrona (3600 rpm) e avelocidade do rotor é conhecida como“escorregamento”.

Escorregamento = velocidade síncrona – velocidadedo rotor

(Ns – N)S = ––––––––––––

Ns

28

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2Descritas estas três condições, podemos agora imaginaro que acontece na prática com nosso motor de indução.

Na partida acontece algo similar ao descrito no caso 1,mas na prática a diferença do rotor bloqueado do caso1 nosso motor pode girar livremente. Sendo assimcirculará no bobinado do estator uma corrente elevada(6 a 8 vezes maior que a corrente nominal do motor)que diminuirá a medida que a velocidade do motoraumenta.

Quando a velocidade do rotor se aproxima davelocidade síncrona (caso 2) o torque produzidodiminuirá, fazendo diminuir também a velocidade dorotor. Existirá então um ponto de equilíbrio entre acarga do motor e a velocidade do rotor (caso 3).

Se a carga no eixo do motor aumenta, a velocidade dorotor tenderá a diminuir, e o escorregamentoaumentará. Se o escorregamento aumenta avelocidade com que as linhas de indução do campomagnético do rotor “cortam” o estator aumentará,aumentando também a tensão e corrente induzida norotor. Se a corrente é maior, o campo magnético geradopor esta também será maior, aumentando assim otorque disponível no eixo do motor, chegandonovamente numa condição de equilíbrio. Se o torquerequerido pela carga é maior que o nominal do motor,e se esta condição é mantida por muito tempo, acorrente do motor será maior que a nominal e o motorserá danificado.

É a curva que mostra a relação entre o torquedesenvolvido pelo motor e a sua rotação. Na partida,quando o motor é ligado diretamente à rede, o torque(torque de partida) será de aproximadamente 2 a 2,5vezes o torque nominal, diminuindo a medida que avelocidade aumenta até atingir um valor de 1,5 a 1,7do torque nominal a aproximadamente 30% davelocidade nominal. A medida que a velocidadeaumenta o torque aumenta novamente até atingir oseu valor máximo (80% da velocidade nominal)chegando a seu valor nominal na velocidade nominal.Como mostra a curva (linha cheia) da figura 2.9.

2.3 CURVASCARACTERÍSTICASDO MOTOR DEINDUÇÃO

2.3.1 Torque x Velocidade

29

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2

2.4 POTÊNCIA E PERDAS

2.3.2 Corrente x Velocidade É a curva (linha tracejada da figura 2.9) que mostra arelação entre a corrente consumida pelo motor emfunção da sua velocidade. A figura mostra que napartida, quando o motor é ligado diretamente à rede, acorrente que circula por ele será 5 a 6 vezes maior quea corrente nominal, diminuindo a medida que avelocidade aumenta até atingir um valor estacionáriodeterminado pela carga acoplada ao motor. Se a cargafor a nominal a corrente será também a correntenominal.

Figura 2.9 - Curva Torque x Velocidade e Corrente x Velocidade paramotores de indução de rotor em gaiola alimentados com tensão efreqüência constantes

Na placa de identificação do motor existe umparâmetro chamado de rendimento e identificado pelaletra grega . Este parâmetro é uma medida daquantidade de potência elétrica transformada pelomotor em potência mecânica. A potência transmitida àcarga pelo eixo do motor é menor que a potênciaelétrica absorvida da rede, devido às perdas no motor.Essas perdas podem ser classificadas em:

30

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2

2.5 CARACTERÍSTICASDE TEMPERATURA –CLASSES DEISOLAMENTOTÉRMICO

perdas no enrolamento estatórico (perdas no cobre);perdas no rotor;perdas por atrito e ventilação;perdas magnéticas no núcleo (perdas no ferro);

Sendo o motor de indução uma máquina robusta e deconstrução simples, a sua vida útil depende quaseexclusivamente da vida útil da isolação do bobinado eda vida mecânica dos rolamentos. Vida útil da isolaçãorefere-se ao envelhecimento gradual do isolante, nãosuportando mais a tensão aplicada e produzindocurto-circuito entre as espiras do bobinado.

Para fins de normalização, os materiais isolantes e ossistemas de isolamento (cada um formado pelacombinação de vários materiais) são agrupados emCLASSES DE ISOLAMENTO, cada qual definida pelorespectivo limite de temperatura, ou seja, pela maiortemperatura que o material pode suportarcontinuamente sem que seja afetada sua vida útil. Asclasses de isolamento utilizadas em máquinas elétricase os respectivos limites de temperatura conformenorma NBR-7094, são mostradas na tabela a seguir:

Tabela 2.1 - Classes de isolamento

CLASSE TEMPERATURA (°C)

A 105

E 120

B 130

F 155

H 180

As classes B e F são as freqüentemente utilizadas.

O sistema de isolamento convencional dos motores, quetem sido utilizado com sucesso em todos os casos dealimentação com fontes senoidais tradicionais (50/60Hz) pode não atender os requisitos necessários se osmesmos forem alimentados por outro tipo de fonte. É ocaso dos motores alimentados por inversores defreqüência. Atualmente, com a utilização generalizadadestes equipamentos, o problema do rompimento daisolação provocado pelos altos picos de tensãodecorrentes da rapidez de crescimento dos pulsos

31

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2gerados pelo inversor, bem como a alta freqüência comque estes são produzidos, obrigou a implementarmelhorias no isolamento dos fios e no sistema deimpregnação, afim de garantir a vida dos motores.Estes motores com isolamento especial são chamadosde ”Inverter Duty Motors”.

Tempo de rotor bloqueado é o tempo necessário paraque o enrolamento da máquina, quando percorridopela sua corrente de partida, atinja a sua temperaturalimite, partindo da temperatura em condições nominaisde serviço e considerando a temperatura ambiente noseu valor máximo.

Este tempo é um parâmetro que depende do projetoda máquina. Encontra-se normalmente no catálogo ouna folha de dados do fabricante. A tabela abaixomostra os valores limites da temperatura de rotorbloqueado, de acordo com as normas NEMA e IEC.

2.6 TEMPO DE ROTORBLOQUEADO

Tabela 2.2 - Temperatura limite de rotor bloqueado

CLASSE TEMPERATURA MÁXIMA (°C)DE Tmáx(°C)

ISOLAMENTO NEMA MG1.12.53 IEC 79.7

B 175 185 80

F 200 210 100

H 225 235 125

32

COMO FUNCIONA UM MOTOR DE INDUÇÃO?2Para partidas com tensão reduzida o tempo de rotorbloqueado pode ser redefinido como segue:

trb = tb x ( Un / Ur )2

Onde:trb = Tempo de rotor bloqueado com tensão

reduzida

tb

= Tempo de rotor bloqueado à tensãonominal

Un = Tensão nominal

Ur = Tensão reduzida

Outra forma de se redefinir o tempo de rotorbloqueado é através da utilização da corrente aplicadaao motor, como segue:

Ipntrb = tb . ( –––––– )²

Ipc

Onde:trb = Tempo de rotor bloqueado com corrente

reduzida

tb = Tempo de rotor bloqueado à correntenominal

Ipn = Corrente de partida direta do motor

Ipc = Corrente de partida do motor comcorrente reduzida

Geralmente, Ipn é obtido de catálogos e possui o valorem torno de 6 a 8 vezes a corrente nominal do motor, eIpc depende do método de partida do motor. Se porexemplo esta partida for do tipo estrela-triângulo ovalor da corrente será de aproximadamente 1/3 dacorrente de partida.

3MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DEINDUÇÃO

3.1 Categorias de partida

3.2 Formas de partida

3.3 Frenagem

3.4 Vantagens e desvantagens dos métodosde partida

3.5 NBR-5410 referente a partida comcorrente reduzida

35

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3Os métodos de comando de um motor de indução, sãoimplementados com equipamentos eletromecânicos,elétricos e eletrônicos. Estes equipamentos permitemacelerar (partir) e desacelerar (frenar) o motor deacordo com requisitos impostos pela carga, segurança,concessionárias de energia elétrica, etc.

Conforme as suas características de torque em relaçãoà velocidade e corrente de partida, os motores deindução trifásicos com rotor de gaiola, são classificadosem categorias, cada uma adequada a um tipo decarga. Estas categorias são definidas em norma (NBR7094), e são as seguintes:

a) CATEGORIA NConstituem a maioria dos motores encontrados nomercado e prestam-se ao acionamento de cargasnormais, como bombas, máquinas operatrizes, eventiladores.

b) CATEGORIA HUsados para cargas que exigem maior torque napartida, como peneiras, transportadores carregadores,cargas de alta inércia, britadores, etc.

c) CATEGORIA DUsados em prensas excêntricas e máquinassemelhantes, onde a carga apresenta picos periódicos.Usados também em elevadores e cargas quenecessitam de torques de partida muito altos ecorrente de partida limitada.

3.1 CATEGORIAS DEPARTIDA

Tabela 3.1 - Características das categorias de partida direta

Categorias Torque Corrente Escorregamentode partida de partida de partida

N Normal Normal Baixo

H Alto Normal Baixo

D Alto Normal Alto

As curvas torque x velocidade das diferentes categorias estão mostradas na figura 3.1.

36

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3

Figura 3.1 - Curvas características de torque em função da categoria domotor (partida direta)

PARTIDA DIRETAA maneira mais simples de partir um motor de induçãoé a chamada partida direta, aqui o motor é ligado àrede diretamente através de um contator (ver figura3.2). Porém, deve-se observar que para este tipo departida existem restrições de utilização. Como já foivisto anteriormente, a corrente de partida de um motorde indução quando ligado diretamente à tensão darede é 5 a 8 vezes maior que a corrente nominal. Poreste motivo, e fundamentalmente para motores degrande porte, a partida direta não é utilizada.

3.2 FORMAS DEPARTIDAS

Figura 3.2 - Partida direta

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MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3 PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO

(Y- )Este tipo de partida só pode ser utilizado em motoresque possuam ligação em dupla tensão (por exemplo 3 x380 V e 3 x 220 V). A menor tensão deverá ser igual àtensão de rede e a outra 1,73 vezes maior. (Ex.: 220/380V, 380/660V). Esta partida é implementada comdois contatores como mostra a figura 3.3. Na partida omotor é ligado na conexão de maior tensão, istopossibilita uma redução de até 1/3 da corrente de partidado motor, como mostra a figura 3.4.

A partida estrela-triângulo poderá ser usada quando acurva de torque do motor for suficientemente elevadapara que possa garantir a aceleração da máquina coma corrente reduzida, ou seja, o torque resistente dacarga não deverá ser superior ao torque do motorquando o motor estiver em estrela.

Figura 3.3 - Partida estrela-triângulo

38

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3

Figura 3.4 - Curva característica de torque e corrente, motor com partidaestrela-triângulo

PARTIDA ELETRÔNICA(SOFT-STARTER)

Será abordada em profundidade no capítulo a seguir.

Figura 3.5 - Curva característica de torque e corrente, motor com partidasuave (soft-starter)

39

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3Além da vantagem do controle da corrente durante apartida, a chave eletrônica apresenta, também, avantagem de não possuir partes móveis.

Ainda, como um recurso adicional, a soft-starterapresenta a possibilidade de efetuar a desaceleraçãosuave das cargas de baixa inércia.

PARTIDA SÉRIE-PARALELOEste tipo de partida só pode ser utilizado em motoresque possibilitam a ligação em dupla tensão.

A menor das duas tensões deve ser igual a tensão darede e a outra deve ser o dobro.

Por exemplo: 220V- 440V e 380V-760V (mais comuns),ou outros valores de tensão de rede, seguindo a mesmaregra: 230V-460V, etc.

Para tanto, o motor deve dispor de 9 ou 12 terminaisde ligação, para permitir as ligações triângulo série-paralelo (figuras 3.6 e 3.7) ou estrela série-paralelo(figuras 3.8 e 3.9).

Figura 3.6 - Ligação triângulo série: apta a receber ligação superior,entretanto aplica-se tensão reduzida: este é o princípio de funciona-mento da “série-paralelo”

40

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3

Figura 3.7 - Ligação triângulo paralelo: apta a receber tensão reduzida,e efetivamente aplicando-se tensão reduzida: o motor desenvolve suascaracterísticas nominais

Figura 3.8 - Ligação estrela série: apta a receber ligação superior, entre-tanto aplica-se tensão reduzida, conforme o princípio de funcionamen-to da “série paralelo”

Figura 3.9 - Ligação estrela paralelo: apta a receber tensão reduzida, eefetivamente aplicando-se tensão reduzida: o motor desenvolve suascaracterísticas nominais

41

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3No momento da partida a corrente fica reduzida para25 a 33% da corrente de partida direta, entretanto omesmo ocorre com o torque, restringindo o uso destachave para partidas em vazio.

Figura 3.10 - Chave série paralelo, usando nove cabos do motor

PARTIDA COMPENSADORAEsta chave de partida alimenta o motor com tensãoreduzida em suas bobinas, na partida.

A redução de tensão nas bobinas (apenas durante apartida) é feita através da ligação de umautotransformador em série com as mesmas.

Após o motor ter acelerado as bobinas passam areceber tensão nominal.

A redução de corrente depende do TAP em que oautotransformador estiver ligado.

TAP 65%: Redução para 42% do seu valor de partidadireta

TAP 80%: Redução para 64% do seu valor de partidadireta

42

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3A chave de partida compensadora pode ser usada paramotores que partem com alguma carga. O conjugadoresistente deve ser inferior ao conjugadodisponibilizado pelo motor durante a partida comtensão reduzida pela compensadora.Os motores podem ter tensão única e, apenas, trêscabos disponíveis.

Figura 3.11 - Curvas características do motor trifásico partindo comchave compensadora, TAP 85%

Figura 3.12 - Partida compensadora

43

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3Os motores de indução possibilitam várias formas defrenagem, isto é, onde se tem s < 0 e o motor operacom características de gerador. A seguirapresentaremos dois métodos de frenagem elétrica.

Obtém-se a frenagem por contra-corrente através dainversão de duas fases da tensão de alimentação doenrolamento estatórico (ver figura 3.14), para revertera direção de rotação do campo girante do motor com omesmo girando ainda na direção inicial. Dessa forma, arotação do rotor fica agora contrária a um torque queatua em direção oposta (ver figura 3.13) e começa adesacelerar (frenar). Quando a velocidade cai a zero omotor deve ser desenergizado, caso contrário, passaráa funcionar em sentido oposto. Para este tipo defrenagem, as correntes induzidas nos enrolamentosrotóricos são de freqüências altas (duas vezes afreqüência estatórica) e de elevada intensidade, pois otorque desenvolvido pelo motor é elevado, onde há aabsorção de potência elétrica da rede com correntemaior que a nominal, acarretando em umsobreaquecimento do motor.

Figura 3.13 - Curva de torque x rotação na frenagem por contra-corrente

3.3 FRENAGEM

3.3.1 Frenagem porcontra-corrente

Figura 3.14 - Frenagem por contra-corrente

44

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3É obtida através da desconexão do estator da rede dealimentação e da posterior conexão a uma fonte decorrente contínua (ver figura 3.16). A correntecontínua enviada ao enrolamento estatórico estabeleceum fluxo magnético estacionário cuja curva dedistribuição tem uma fundamental de forma senoidal.A rotação do rotor em seu campo produz um fluxo decorrente alternada no mesmo, o qual tambémestabelece um campo magnético estacionário comrespeito ao estator. Devido à interação do campomagnético resultante e da corrente rotórica, o motordesenvolve um torque de frenagem (ver figura 3.15)cuja magnitude depende da intensidade do campo, daresistência do circuito rotórico e da velocidade do rotor.

Figura 3.15 - Curva de torque x rotação durante a frenagem CC

Na prática, a frenagem CC tem sua aplicação limitadadevido ao fato de que toda a energia de frenagem édissipada no próprio motor, podendo causarsobreaquecimento excessivo no mesmo. Assim, paranão comprometer a vida útil do motor, utiliza-se afrenagem CC com tensões contínuas limitadas aaproximadamente 20% da tensão nominal CA do motor.

3.3.2 Frenagem porinjeção de correntecontínua (CC)

45

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3

Figura 3.16 - Frenagem por injeção de CC

PARTIDA DIRETAVantagensMenor custo de todasMuito simples de implementarAlto torque de partida

DesvantagensAlta corrente de partida, provocando queda de

tensão na rede de alimentação. Em função distopode provocar interferência em equipamentosligados na mesma instalação

É necessário sobredimensionar cabos e contatores Limitação do número de manobras/hora Picos de torque

3.4 VANTAGENS EDESVANTAGENS DOSMÉTODOS DEPARTIDA

46

ESTRELA-TRIÂNGULOVantagens Custo reduzidoA corrente de partida é reduzida a 1/3 quando

comparada com a partida diretaNão existe limitação do número de manobras/hora

DesvantagensRedução do torque de partida a aproximadamente

1/3 do nominal São necessários motores com seis bornes Caso o motor não atingir pelo menos 90% da

velocidade nominal, o pico de corrente nacomutação de estrela para triângulo é equivalenteao da partida direta

Em casos de grande distância entre motor e chavede partida, o custo é levado devido a necessidade deseis cabos.

SOFT-STARTERTerá suas vantagens e desvantagens abordadas emprofundidade no capítulo a seguir.

PARTIDA SÉRIE-PARALELOVantagens Custo reduzidoA corrente de partida é reduzida a ¼ quando

comparada com a partida direta

DesvantagensRedução do torque de partida a aproximadamente

¼ do torque de partida nominal São necessários motores com pelos menos nove

bornes (ou seja, capacidade de fechamento dasbobinas para tensão igual à duas vezes a tensão darede)

Caso o motor não atingir pelo menos 90% davelocidade nominal, o pico de corrente nacomutação da ligação é equivalente ao da partidadireta

Em casos de grande distância entre motor e chavede partida, o custo é elevado devido a necessidadede nove cabos.

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3

47

PARTIDA COMPENSADORAVantagens Capacidade de partir com alguma carga Possibilidade de algum ajuste de tensão de partida,

selecionando (conectando) o TAP no transformadorNecessário apenas três terminais disponíveis no

motorNa passagem da tensão reduzida para a tensão da

rede, o motor não é desligado e o segundo pico ébem reduzido

Desvantagens Tamanho e peso do autotransformadorNúmero de partidas por hora limitado Custo adicional do autotransformador

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3

48

A NBR 5410 de novembro de 1997, no item referentea motores elétricos, orienta sobre a corrente de partidade motores e a necessidade de se reduzir a corrente departida dos motores elétricos a fim de se evitarperturbações na rede.

Figura 3.17 - NBR-5410 (reprodução de fotocópia)

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO33.5 NBR-5410

REFERENTE APARTIDA COMCORRENTEREDUZIDA

49

MÉTODOS DE COMANDO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO3Abaixo segue transcrição do texto da NBR 5410, item6.5.3

Como pode ser observado no texto acima, a redução dacorrente de partida de motores é uma necessidadeprevista em norma.

Dentre as diversas formas de redução da corrente departida, trataremos nos capítulos seguintes da formamais eficaz, e com excelente relação custo/benefíciopara a maioria das aplicações: a partida de motoresatravés da SOFT-STARTER.

6.5.3 Motores

6.5.3.1 Generalidades

As cargas constituídas por motores elétricos apresentam peculiaridades queas destinguem das demais.

a) A corrente absorvida durante a partida é muito maior que a defuncionamento normal em carga;

b) A potência absorvida em funcionamento é determinada pela potênciamecânica no eixo solicitada pela carga acionada, o que pode resultarem sobrecarga na rede de alimentação se o motor não for protegidoadequadamente.

Em razão destas peculiaridades, a instalação de motores, além das demaisprescrições desta Norma, deve atender às prescrições seguintes.

6.5.3.2 Limitação das perturbações devidas à partida de motores

Para evitar perturbações inaceitáveis na rede de distribuição na própriainstalação e nas demais cargas ligadas a instalação de motores deve-se:

a) Observar as limitações impostas pela concessionária local referentesa partida de motores;

NOTA: Para partida direta de motores com potência acima de 3,7kW(5CV), em instalações alimentadas por rede de distribuição pública embaixa tensão, deve ser consultada a concessionária local.

b) Limitar a queda de tensão nos demais pontos de utilização, durante apartida do motor, aos valores estipulados em 6.2.6.1.

Para obter conformidade às limitações descritas nas alíneas a) e b)anteriores, pode ser necessário o uso de dispositivos de partida quelimitem a corrente absorvida durante a partida.

NOTA – Em instalações contendo muitos motores, pode ser levado em contaa probabilidade de partida simultânea de vários motores.

4SOFT-STARTER

4.1 Introdução4.1.1 Semicondutores e componentes eletrônicos4.1.2 A característica mais marcante dos tiristores4.1.3 Introdução às válvulas de descarga a gás4.1.4 Thyratron4.1.5 SCR (Silicon Controlled Rectifier)4.1.6 Entendendo o disparo do SCR

4.2 Princípio de funcionamento daSoft-StarterCircuito de potênciaCircuito de controle

4.3 Principais características4.3.1 Principais funções4.3.2 Proteções4.3.3 Acionamentos típicos

53

SOFT-STARTER4Entender o funcionamento da Soft-Starter é importantepara construir uma base sólida de conhecimentos, apartir da qual o usuário do equipamento poderádesenvolver sua capacidade de aplicação do produto.

Vamos abordar com especial atenção o principalcomponente de força da Soft-Starter: o SCR – SiliconControlled Rectifier. Entender o funcionamento do SCRé boa parte do entendimento do funcionamento daSoft-Starter.

Adotaremos a seguir uma seqüência de raciocíniobaseada em analogias com outros fenômenos, e comoutros componentes, permitindo assim o entendimentodo funcionamento do SCR.

Um material semicondutor, como o silício, é umelemento com capacidade intermediária de conduçãode corrente, ou seja, sua capacidade natural depermitir fluxo de corrente elétrica é intermediáriaentre aquela de um condutor propriamente dito eaquela de um material isolante.

A maneira como um semicondutor lidará com cargaselétricas depende de como foram adicionadasimpurezas a sua composição, processo este chamadode dopagem. Existem dois tipos de dopagem: P e N, ecada uma delas têm comportamento complementar noque diz respeito à condução de cargas elétricas.

Exemplificando: o diodo, é um componente eletrônicoque possui duas diferentes partes de semicondutor,formando um junção P-N. As propriedades decondução são tais que fazem o diodo permitir o fluxode corrente elétrica somente em um sentido, situaçãoesta definida como diretamente polarizado. O mesmodiodo, porém polarizado inversamente tem ocomportamento de um isolante.

As condições que desencadeiam o comportamentoelétrico de um componente eletrônico variam com onível de tensão ou corrente, a presença de um sinalelétrico de estimulo externo ou até mesmo por luzvisível, infravermelho, etc.

4.1.1 Semicondutores ecomponenteseletrônicos

4.1 INTRODUÇÃO

54

SOFT-STARTER44.1.2 A característica mais

marcante dostiristores

Tiristores são componentes que exibem umapropriedade marcante: de maneira geral, ele nãoretorna ao seu estado original depois que a causa dasua mudança de estado tenha desaparecido.

Uma analogia simples é a ação mecânica de uminterruptor de luz: quando o interruptor é pressionado,ele muda de posição e permanece assim mesmo depoisdo estímulo do movimento ter desaparecido (ou seja,mesmo depois de tirar a mão do interruptor).

Em contraste, um botão de campainha volta a suaposição original após cessar o estímulo externo.

Transistores bipolares e IGBTs, também não “travam”em um determinado estado após terem sidoestimulados por um sinal de corrente ou tensão: paraqualquer sinal de entrada o transistor exibirá umcomportamento previsível conforme sua curvacaracterística.

Voltando aos Tiristores: eles são componentessemicondutores que tendem a permanecer ligados,uma vez ligados, e tendem a permanecer desligados,uma vez que tenham sido desligados. Um eventomomentâneo é capaz de ligá-los ou desligá-los, e assimeles permanecerão por conta própria, mesmo que acausa de mudança de estado tenha sido eliminada.

Antes de analisar o tiristor propriamente dito, éinteressante analisarmos seu precursor histórico: asválvulas de descarga a gás.

Uma tempestade é uma oportunidade de presenciarfenômenos elétricos interessantes.

A ação do vento e da chuva acumula cargas elétricasestáticas entre as nuvens e a terra, e entre as própriasnuvens. A diferença de carga manifesta-se como altastensões, e quando a resistência elétrica do ar não podemais suportar esta alta tensão, ocorrem surtos decorrente entre pólos de carga elétrica oposta, o quechamamos de relâmpagos, raios ou descargasatmosféricas.

4.1.3 Introdução àsválvulas de descargaa gás

55

SOFT-STARTER4

Figura 4.1 - Descarga atmosférica

Sob condições normais o ar tem uma tremendaresistência elétrica. Genericamente sua resistência étratada como infinita. Sob presença de água e/oupoeira sua resistência diminui, mas permanece umbom isolante para a maioria das situações. Quando umnível suficientemente alto de tensão é aplicado atravésde uma distância de ar, entretanto, suas propriedadeselétricas são alteradas: elétrons são arrancados de suasposições normais em torno do núcleo de seus átomos, esão liberados para constituir corrente elétrica. O arnesta situação é considerado ionizado, recebe adenominação de plasma, e tem resistência elétrica bemmenor que o ar.

Conforme a corrente elétrica se movimenta pelo ar,energia é dissipada na forma de calor, o que mantém oar em estado de plasma, cuja baixa resistência favorecea manutenção do raio mesmo após alguma redução datensão. O relâmpago persiste até que a tensão caiaabaixo de um nível insuficiente para manter correntesuficiente para dissipar calor. Finalmente, não há calorpara manter o ar em estado de plasma, que volta aonormal, deixa de conduzir corrente e permite que atensão aumente novamente.

Observe como o ar se comporta neste ciclo: quando nãoestá conduzindo, ele permanece um isolante até que atensão ultrapasse um nível crítico. Então, uma vez queele muda de estado, ele tende a permanecer umcondutor até que a tensão caia abaixo de um nívelmínimo. Este comportamento, combinado com a açãodo vento e chuva, explica a existência dos raios comobreve descargas elétricas.

56

SOFT-STARTER4Nas válvulas thyratron pode-se observarcomportamentos semelhantes à do ar durante aocorrência de um relâmpago, com a diferença de que aválvula pode ser disparada por um pequeno sinal.

O thyratron é essencialmente uma válvula preenchidacom gás, que pode conduzir corrente com umapequena tensão de controle aplicada entre o grid e ocátodo, e desligado reduzindo-se a tensão plate-catodo.

Figura 4.2 - Circuito de controle simplificado do thyratron

No circuito visto acima a válvula thyratron permitecorrente através da carga em uma direção (note apolaridade através da carga resistiva) quandodisparado pela pequena tensão DC de controleconectada entre grid e cátodo.

O “pontinho” dentro do circulo do símbolo esquemáticoindica preenchimento com gás, em oposição ao vácuoverificado em outras válvulas.

Observe que a fonte de alimentação da carga éalternada, o que dá uma dica de como o thyratrondesliga após ter sido disparado: uma vez que a tensãoAC periodicamente passa por zero volt a cada meiociclo, a corrente será interrompida periodicamente.

Esta breve interrupção permite à válvula resfriar eretornar a seu estado “desligado”. Condução decorrente pode prosseguir apenas se há tensãosuficiente aplicada pela fonte AC e se a tensão DC decontrole permitir.

Um osciloscópio indicaria a tensão na carga conformefigura 4.3:

4.1.4 Thyratron

“grid”“plate”

“cátodo”

57

SOFT-STARTER4

4.1.5 SCR (SiliconControlled Rectifier)

Figura 4.3

Enquanto a fonte de tensão sobe, a tensão na cargapermanece zero, até que o valor de threshold voltageseja atingido.

Neste ponto a válvula começa a conduzir, seguindo atensão da fonte até a próxima fase do ciclo. A válvulapermanece em seu estado “ligado”, mesmo após atensão reduzir-se abaixo do valor de disparo (thresholdvoltage). Como os thyratron são one-way, não hácondução no ciclo negativo. Em circuitos práticos,poder-se-ia arranjar vários thyratron para formar umretificador de onda completa.

Thyratrons tornaram-se obsoletos com o surgimentodos tiristores, exceto para algumas aplicações muitoespeciais, devido a possibilidade de thyratrons lidarcom valores altíssimos de tensão e corrente.

Partiremos da representação do SCR para iniciar nossaexplanação:

Figura 4.4

58

SOFT-STARTER4Representado da maneira acima o SCR assemelha-se adois transistores bipolares interligados, um PNP e outroNPN.

Há três maneiras de “dispará-lo”: com uma variação brusca de tensão ultrapassando-se um limite de tensão aplicando-se a tensão entre gate e cátodo.

A última maneira é, na prática, a única desejada. OsSCRs normalmente são escolhidos com valor de tensãode breakover bem superior a tensão esperada nocircuito.

O circuito de teste de um SCR é excelente paraentender sua operação.

Figura 4.5 - Circuito de teste do SCR

Uma fonte DC é usada para energizar o circuito, e doisbotões com retorno são usados para “disparar” e para“desenergizar” o SCR.

Pressionado o botão “liga” conecta-se o gate ao ânodo,permitindo corrente de um terminal da bateria atravésda junção PN do cátodo- gate, através do contato dobotão, da carga resistiva e de volta ao outro terminalda bateria.

Esta corrente de gate deve ser suficiente para o SCR“selar” na posição ligado. Mesmo soltando o botão, oSCR deve permanecer conduzindo.

Pressionar o botão desliga (normalmente fechado)corta a corrente e força o SCR desligar.

Se neste teste o SCR não “selar” o problema pode ser ovalor ôhmico da carga. O SCR necessita de um valormínimo de corrente de carga para permanecerconduzindo.

59

SOFT-STARTER4A maioria das aplicações para o SCR são controle emAC, apesar dos SCR serem inerentemente DC(unidirecionais).

Se é necessário um circuito bidirecional, vários SCRpodem ser usados (um ou mais em cada direção) paralidar com a corrente de ambas fases do ciclo, positiva enegativa.

O principal motivo do uso do SCR em circuitos de forçaAC é a sua resposta à onda AC: trata-se deu umcomponente que permanece conduzindo (como othyratron, seu precursor) uma vez estimulado e atéque a corrente da carga passe por zero.

Conectando-se o devido circuito de controle ao gate doSCR nós podemos cortar a senóide em qualquer pontopara conseguir controlar a energia entregue à carga.

Tomemos o seguinte circuito como exemplo.

Figura 4.6 - Fonte AC, SCR e carga resistiva ligados em série

Aqui o SCR é inserido em um circuito para controlarenergia de uma fonte AC fornecida à carga. Sendounidirecional, no máximo poderemos entregar meiaonda à carga, entretanto, para demonstrar o conceitobásico de controle, este circuito é mais fácil do que umpara controle de toda a senóide, que exigiria dois SCR.

Sem disparar o gate, e com fonte AC abaixo do valor debreakover, o SCR nunca começará a conduzir.

Conectar o gate ao ânodo através de um diodo normal,disparará o SCR quase imediatamente no início dequalquer fase positiva do ciclo.

4.1.6 Entendendo odisparo do SCR

60

SOFT-STARTER4

Figura 4.7 - Gate conectado ao ânodo através de diodo

Pode-se, entretanto, atrasar-se o disparo inserindo-sealguma resistência no circuito de disparo do gate,incrementando assim a quantidade de tensãonecessária para provocar o disparo. Em outraspalavras, se dificultarmos para os elétrons transitarematravés do gate, a tensão AC terá de alcançar um valormais alto até que haja corrente para ligar o SCR.

Resultado:

Figura 4.8 - Resistência inserida ao circuito de gate

Com a meia onda cortada em um nível mais elevadopelo disparo “atrasado” do SCR, a carga recebe menosenergia, uma vez que a carga fica conectada à fontepor um tempo menor.

Tornando variável o resistor do gate, pode-se fazer

61

SOFT-STARTER4ajustes à energia fornecida:

Figura 4.9 - Variando a resistência, variamos o ponto de disparo do SCR(quanto maior a resistência maior é o ponto, ou ângulo, de disparo)

Infelizmente este esquema de controle tem umalimitação significativa. Usando a fonte AC para dispararo SCR, limita-se o controle à metade da fase positiva dociclo, em outras palavras, não há como atrasar odisparo para depois do pico. Isto limitaria o nívelmínimo de energia àquele conseguido com o disparodo SCR no pico da onda (a 90 graus). Elevando-se aresistência a um valor maior, faria o circuito nãodisparar nunca.

Uma solução é a adição de um capacitor defasador aocircuito:

Figura 4.10 - A forma de onda com menor amplitude é a tensão nocapacitor.

62

SOFT-STARTER4A título de ilustração, vamos supor que a resistência decontrole é alta, ou seja, o SCR não está disparando semeste capacitor e não há corrente através da carga,exceto a pequena quantia de corrente através docapacitor e resistor.

A tensão do capacitor pode ser defasada de 0 a 90 ºem relação à fonte AC. Quando esta tensão defasadaatingir um valor alto o suficiente, o SCR será disparado.

Supondo que há periodicamente tensão suficiente nosterminais do capacitor para disparar o SCR, o a formade onda de corrente resultante será como segue:

Figura 4.11 - O disparo do tiristor se dá após o pico máximo, devido àescolha conveniente do capacitor.

Uma vez que a forma de onda do capacitor ainda estásubindo após o pico da senoide de tensão dealimentação, é possível dispará-lo depois do pico,cortando a onda de corrente de modo a liberar umvalor de energia mais baixo à carga.

Os SCR também podem ser disparados por circuitosmais complexos.

Transformadores de pulsos são usados para acoplar ocircuito de disparo ao gate/ cátodo do SCR para proverisolação elétrica entre os circuitos de disparo e deforça:

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SOFT-STARTER4

Figura 4.12 - Disparo com transformador defasador

Quando múltiplos SCR são utilizados para controle deforça, os cátodos não são eletricamente comuns,tornando difícil o uso de um único circuito de disparopara todos SCR.

Um exemplo é a ponte retificadora controlada:

Figura 4.13 - Ponte controlada

Como em qualquer retificador, os elementos opostosdevem conduzir simultaneamente. SCR 1 e 3, e SCR 2 e4.

Como eles não compartilham a conexão de cátodo, faz-se necessário lançar mão de transformadores de pulso,conforme mostra a figura 4.14:

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SOFT-STARTER4

Figura 4.14 - Uso de transformadores de pulso (circuito simplificado paradois tiristores para facilitar o entendimento)

No circuito acima foi omitido o transformador de pulsodo SCR 1 e 3 a fim de tornar o desenho mais claro.

Naturalmente, os circuitos de controle não sãolimitados à circuitos monofásico. Assim como na Soft-Starter, o circuito de controle pode ser trifásico. Umretificador trifásico com os circuitos de disparo omitidosparece com o seguinte:

Figura 4.15 - Retificador trifásico (circuito de disparo omitido)

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SOFT-STARTER4O funcionamento das Soft-Starters está baseado nautilização de uma ponte tiristorizada (SCR’s) naconfiguração anti-paralelo, que é comandada atravésde uma placa eletrônica de controle, a fim de ajustar atensão de saída, conforme programação feitaanteriormente pelo usuário. Esta estrutura éapresentada na figura 4.16.

Figura 4.16 - Blocodiagrama simplificado

Como podemos ver, a Soft-Starter controla a tensão darede através do circuito de potência, constituído porseis SCRs, onde variando o ângulo de disparo dosmesmos, variamos o valor eficaz de tensão aplicada aomotor. A seguir faremos uma análise mais atenciosa decada uma das partes individuais desta estrutura, já quenotamos nitidamente que podemos dividir a estruturaacima em duas partes: o circuito de potência e ocircuito de controle.

4.2 PRINCÍPIO DEFUNCIONAMENTO DASOFT-STARTER

66

SOFT-STARTER4CIRCUITO DE POTÊNCIAComo já sabemos, a etapa de potência da Soft-Startertem como principais componentes os tiristores SCR(Silicon Controlled Rectifier).

Controlando o ângulo de disparo do SCR, podemoscontrolar a tensão média aplicada à carga, controlandoassim sua corrente e potência.

Numa soft-starter, o controle da tensão tem que serfeito nos dois sentidos da corrente, devendo serutilizada a configuração anti-paralela de dois SCR porfase, conforme indicado na figura abaixo.

Figura 4.17 - Dois tiristores em anti-paralelo

Neste caso, tem-se o controle da tensão nas duasmetades do ciclo, mediante os disparos nos Gatesprovenientes do circuito de controle.

Na figura 4.18 temos um diagrama simplificado docircuito de potência de uma soft-starter, onde notamoso uso dos pares de tiristores (SCR) em anti-paralelo emcada fase do circuito.

Mediante um circuito de controle para os disparos dostiristores, a tensão a ser aplicada no motor pode ircrescendo linearmente, tendo com isso um controle dacorrente de partida do motor.

Ao final da partida do motor, o motor terá sobre seusterminais praticamente toda a tensão da rede.

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SOFT-STARTER4

Figura 4.18 - SCRs no circuito de força do motor (ligação “fora” do deltado motor)

A seguir temos a ilustração da forma de onda da tensãoem uma das fases do motor em quatro instantes. Nota-se que ao reduzir o ângulo de disparo dos SCR, atensão a ser aplicada no motor aumenta, aumentandocom isso a corrente no mesmo.

Figura 4.19b - Disparo a 90º

Figura 4.19d - Disparo a 15º

Figura 4.19a - Disparo a 150º

Figura 4.19d - Disparo a 45º

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SOFT-STARTER4Para evitar disparos acidentais dos SCR, instala-se emparalelo com os mesmos um capacitor e um resistorconforme indicado na figura 4.20. Este circuito auxiliaré denominado de Snubber e tem como finalidadeevitar o disparo por dV/dT (variação abrupta da tensãonum pequeno intervalo de tempo).

Figura 4.20 - Snubber

Para se fazer a monitoração da corrente na saída daSoft-Starter, instala-se transformadores de corrente,permitindo com isso que o controle eletrônico efetue aproteção e manutenção do valor de corrente em níveispré-definidos (função limitação de corrente ativada)

CIRCUITO DE CONTROLEOnde estão contidos os circuitos responsáveis pelocomando, monitoração e proteção dos componentes docircuito de potência, bem como os circuitos utilizadospara comando, sinalização e interface homem-máquinaque serão configurados pelo usuário em função daaplicação.

Embora o CAPÍTULO 5 deste guia seja dedicado adescrição detalhada das funções (parâmetros) da Soft-Starter, consideramos conveniente apresentar nesteponto uma abordagem diferenciada para as principaisfunções da Soft-Starter.

Aqui não entraremos em detalhes de faixas de valores,mas daremos ênfase em aspectos práticos, como, seuma função é mais adequada para uma carga com altainércia ou não, etc.

4.3 PRINCIPAISCARACTERÍSTICAS

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SOFT-STARTER4 Rampa de tensão na aceleração

As chaves Soft-Starters tem uma função muito simples,que é através do controle da variação do ângulo dedisparo da ponte de tiristores, gerar na saída damesma, uma tensão eficaz gradual e continuamentecrescente até que seja atingida a tensão nominal darede. Graficamente podemos observar isto através dafigura 4.21.

Figura 4.21 - Rampa de tensão aplicada ao motor na aceleração

Atentem ao fato de que quando ajustamos um valor detempo de rampa, e de tensão de partida (pedestal), istonão significa que o motor irá acelerar de zero até a suarotação nominal no tempo definido por ta. Isto, narealidade dependerá das características dinâmicas dosistema motor/carga, como por exemplo: sistema deacoplamento, momento de inércia da carga refletida aoeixo do motor, atuação da função de limitação decorrente, etc .

Tanto o valor do pedestal de tensão, quanto o de tempode rampa são valores ajustáveis dentro de uma faixaque pode variar de fabricante para fabricante.

Não existe uma regra prática que possa ser aplicadapara definir qual deve ser o valor de tempo a serajustado, e qual o melhor valor de tensão de pedestalpara que o motor possa garantir a aceleração da carga.A melhor aproximação poderá ser alcançada através docálculo do tempo de aceleração do motor, o qual serámostrado posteriormente.

4.3.1 Principais funções

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SOFT-STARTER4 Rampa de tensão na desaceleração

Existem duas possibilidades para que seja executada aparada do motor, por inércia ou controlada,respectivamente. Na parada por inércia, a Soft-Starterleva a tensão de saída instantaneamente a zero,implicando que o motor não produza nenhumconjugado na carga, que por sua vez, irá perdendovelocidade, até que toda energia cinética sejadissipada. A equação (1) mostra matematicamentecomo podemos expressar esta forma de energia.

1K = –––––– J .

2(1)

2

onde,

K = energia cinética (Joules)J = momento de inércia total (Kg.m2)= velocidade angular (rad/s)

Na parada controlada a Soft-Starter vai gradualmentereduzindo a tensão de saída até um valor mínimo emum tempo pré-definido. Graficamente podemosobservar a figura 4.22.

Figura 4.22 - Perfil de tensão na desaceleração

O que ocorre neste caso pode ser explicado da seguintemaneira: Reduzindo-se a tensão aplicada ao motor, esteirá perder conjugado; a perda de conjugado reflete noaumento do escorregamento; o aumento doescorregamento faz com que o motor perca velocidade.Se o motor perde velocidade a carga acionada também

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SOFT-STARTER4perderá. Este tipo de recurso é muito importante paraaplicações que devem ter uma parada suave do pontode vista mecânico. Podemos citar como exemplobombas centrífugas, transportadores, etc.

No caso particular das bombas centrífugas este recursominimiza o efeito do “golpe de ariete”, que podeprovocar sérios danos a todo o sistema hidráulico,comprometendo componentes como válvulas etubulações, além da própria bomba.

Golpe de Ariete:O “Golpe de Ariete” é um “pico de pressão” resultado deuma rápida redução na velocidade de um líquido, quepode ocorrer quando um sistema de bombeamentosofre uma parada brusca. No contexto da aplicação deSoft-Starter, a ocorrência do Golpe de Ariete estárelacionada à rápida parada do motor da bomba,embora o golpe de ariete possa ser provocado poroutros eventos, como o fechamento rápido de umaválvula.

O “pico” de pressão nestas condições pode ser váriasvezes maior que o esperado para o sistema,provocando danos que podem se extender até abomba.

Quando a Soft-Starter está habilitada a fazer umaparada suave do motor (“Pump Control”), a chance deocorrência do golpe de ariete na parada do motor éreduzida.

Kick Start

Existem cargas que no momento da partida exigem umesforço extra do acionamento em função do altoconjugado resistente. Nestes casos, normalmente aSoft-Starter precisa aplicar no motor uma tensão maiorque aquela ajustada na rampa de tensão naaceleração, isto é possível utilizando uma funçãochamada “Kick Start”. Como podemos ver na figura4.23, esta função faz com que seja aplicado no motorum pulso de tensão com amplitude e duraçãoprogramáveis para que o motor possa desenvolver umconjugado de partida, suficiente para vencer o atrito, eassim acelerar a carga. Deve-se ter muito cuidado comesta função, pois ela somente deverá ser usada noscasos onde ela seja estritamente necessária.

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SOFT-STARTER4

Figura 4.23 - Representação gráfica da função “Kick Start”

Devemos observar alguns aspectos importantesrelacionados com esta função, já que ela poderá sermal interpretada e, desta forma, comprometer adefinição com relação ao seu uso, inclusive o dopróprio sistema de acionamento.

Como a tensão de partida poderá ser ajustada próximoda tensão nominal, mesmo que por um pequenointervalo de tempo, a corrente de partida irá atingirvalores muito próximos daqueles registrados nocatálogo ou folha de dados do motor.

Isto é claramente indesejável, pois a utilização da Soft-Starter nestes casos advém da necessidade de garantir-se uma partida suave, seja eletricamente, sejamecanicamente. Desta forma podemos considerar esterecurso como sendo aquele que deverá ser usado emúltima instância, ou quando realmente ficar óbvia acondição severa de partida.

Limitação de corrente

Na maioria dos casos onde a carga apresenta umainércia elevada, é utilizada uma função denominadade limitação de corrente. Esta função faz com que osistema rede/Soft-Starter forneça ao motor somente acorrente necessária para que seja executada aaceleração da carga. Na figura 4.24 podemos observargraficamente como esta função é executada.

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SOFT-STARTER4

Figura 4.24 - Limitação de corrente

Este recurso é sempre muito útil pois garante umacionamento realmente suave e, melhor ainda, viabiliza apartida de motores em locais onde a rede encontra-se nolimite de sua capacidade. Normalmente nestes casos acondição de corrente na partida faz com o sistema deproteção da instalação atue, impedindo assim ofuncionamento normal de toda a instalação. Ocorre entãoa necessidade de se impor um valor limite de corrente departida de forma a permitir o acionamento doequipamento bem como de toda a indústria.

A limitação de corrente também é muito utilizada napartida de motores cuja carga apresenta um valor maiselevado de momento de inércia. Em termos práticos,podemos dizer que esta função é a que deverá serutilizada após não obter-se sucesso com a rampa detensão simples, ou mesmo quando para que o motoracelere a carga, seja necessário ajustar uma rampa detensão de tal forma que a tensão de partida (pedestal)próximo aos níveis de outros sistemas de partida como,por exemplo, as chaves compensadoras, não sendo istode forma alguma um fator proibitivo na escolha dosistema de partida.

Pump control

Esta função é utilizada especialmente para a aplicaçãode Soft-Starter em sistemas de bombeamento. Trata-sena realidade de uma configuração específica(pré-definida) para atender este tipo de aplicação,onde normalmente é necessário estabelecer umarampa de tensão na aceleração, uma rampa de tensão

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SOFT-STARTER4 SOFT-STARTER4na desaceleração e a habilitação de proteções. A rampade tensão na desaceleração é ativada para minimizar ogolpe de ariete, prejudicial ao sistema como um todo.São habilitadas também as proteções de seqüência defase e subcorrente imediata (para evitar a cavitação).

A cavitação é a formação de “bolhas” através nointerior da bomba. Com bombas centrífugas, acavitação pode ocorrer quando o valor de sucção setorna alto o suficiente no interior da bomba. Quandoestas bolhas passam pela bomba, uma grandequantidade de energia é liberada, provacando danos.

Quando a Soft-Starter está devidamente habilitada afazer proteção de subcorrente (“Pump Control”), abomba fica protegida de ocorrência de cavitaçãoprolongada.

Economia de energia

Uma Soft-Starter que inclua características deotimização de energia simplesmente altera o ponto deoperação do motor. Esta função, quando ativada, reduza tensão aplicada aos terminais do motor de modo quea energia necessária para suprir o campo sejaproporcional à demanda da carga.

Quando a tensão no motor está em seu valor nominal ea carga exige o máximo conjugado para o qual o motorfoi especificado, o ponto de operação será definidopelo ponto A, conforme a figura 4.25. Se a cargadiminui e o motor for alimentado por uma tensãoconstante, a velocidade (rotação) aumentará ligeira-mente, a demanda de corrente reduzirá e o ponto deoperação se moverá junto à curva para o ponto B. Porser um motor onde o conjugado desenvolvido éproporcional ao quadrado da tensão aplicada, haveráuma redução do conjugado com uma redução detensão. Caso esta tensão seja devidamente reduzida, oponto de operação passará a ser o ponto A|.

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SOFT-STARTER4

Figura 4.25 - Equilíbrio entre conjugado e tensão

Em termos práticos pode-se observar uma otimizaçãocom resultados significativos somente quando o motorestá operando com cargas inferiores a 50% da carganominal. Isto, diga-se de passagem, é muito difícil deencontrar-se pois estaríamos falando de motoresaltamente sobredimensionados, o que atualmente emvirtude da crescente preocupação com o desperdíciode energia e fator de potência, vem sendo evitado atodo custo.

Cabe destacar que este tipo de otimização de energiapossui alguns inconvenientes, principalmente, ageração de tensões e correntes harmônicas e variaçõesno fator de potência. No caso as harmônicas podemocasionar problemas relativos a danos e redução davida útil de capacitores para correção de fator depotência, sobreaquecimento de transformadores einterferências em equipamentos eletrônicos.

As proteções disponibilizadas pelas Soft-Starter Wegsão um diferencial importante.

Ver item 5.5 deste Guia para uma descrição detalhadadas proteções das Soft-Starter das séries SSW-03 eSSW-04.

Veremos a seguir alguns acionamentos típicos,abrangendo desde circuitos triviais, para apenas partiro motor, até aplicações mais sofisticadas com reversão,by-pass, etc.

4.3.2 Proteções

4.3.3 Acionamentostípicos

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SOFT-STARTER4 Básico / Convencional

Todos os comandos, leituras e monitoração de statusfeitos via I.H.M.

Acionamento sugestivo com comandos porentradas digitais a dois fios

Figura 4.26 - Diagrama simplificado de um acionamento básico

Parâmetro Programação

P53 1

P54 2

P55 oFF

P61 oFF

* Padrão de fábrica

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SOFT-STARTER4 Inversão de sentido de giro

Acionamento sugestivo com comandos porentradas digitais a três fios e troca do sentidode giro

Figura 4.27 - Diagrama do acionamento com inversão de sentido de giro

Parâmetro Programação

P04 oFF

P51 3

P53 4

P54 4

P55 3

P61 oFF

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SOFT-STARTER4 Frenagem por injeção de corrente contínua

Acionamento sugestivo com comandos porentradas digitais a três fios e frenagem cc

Figura 4.28 - Diagrama do acionamento com frenagem CC

Parâmetro Programação

P34 Maior que oFF

P35 Ajuste de carga

P52 3

P53 4

P54 2

P55 3

P61 OFF

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SOFT-STARTER4 By-pass

Acionamento sugestivo com comandos porentradas digitais a três fios e contator de by-pass

Figura 4.29 - Diagrama do acionamento com by-pass da chave

Parâmetro Programação

P43 ON

P52 2

P53 4

P54 2

P55 3

P61 OFF

Módulo MACEste opcional deve ser utilizadopara manter as proteções relacio-nadas ao motor, quando a SSW-03 Plus for utilizada com contatorde by-pass. Este módulo provê asmedições de corrente necessáriaspara os algoritmos e circuitos deproteção da Soft-Starter continua-rem protegendo o motor, mesmoem by-pass.

MÓDULO MAC

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SOFT-STARTER4 Multimotores / Cascata

Acionamento sugestivo com comandos porentradas digitais para três motores

Figura 4.30 - Diagrama orientativo do acionamento tipo cascata

5PARÂMETROS DA SOFT-STARTER

5.1 Parâmetros de leitura

5.2 Parâmetros de regulação

5.3 Parâmetros de configuração

5.4 Parâmetros do motor

5.5 Erros e possíveis causas

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PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Um parâmetro da Soft-Starter é um valor de leitura ouescrita, através do qual o usuário pode ler ouprogramar valores que mostrem, sintonizem ouadeqüem o comportamento da Soft-Starter e motor emuma determinada aplicação. Exemplos simples deparâmetros:

Parâmetro de Leitura P73: Corrente consumidapelo motor

Parâmetro Programável P01: Ajusta o valor inicialde tensão (% ) que será aplicado ao motor

IMPORTANTE: Para parametrização refira-sesempre ao manual do equipamento, que estarávinculado à devida versão de Softtware.

Figura 5.1 - Interface Homem-Máquina

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PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Praticamente todas as Soft-Starter disponíveis nomercado possuem parâmetros programáveis similares.Estes parâmetros são acessíveis através de umainterface composta por um mostrador digital(“display”) e um teclado, chamado de InterfaceHomem-Máquina (HMI), ver figura 5.1.

Para facilitar a descrição, os parâmetros serãoagrupados pelas suas características:

parâmetros de leitura parâmetros de regulação parâmetros de configuração parâmetros do motor

Os parâmetros de leitura, como seu nome indica,permitem visualizar os valores programados nosparâmetros de regulação, de configuração, do motor edas funções especiais. Por exemplo, na linha de Soft-Starter Weg são identificados de P71 até P77, P82, ede P96 até P99.

Estes parâmetros não permitem a edição do valorprogramado; somente sua leitura.

EXEMPLOS:

P72 - Corrente do motorIndica a corrente de saída da Soft-Starter empercentual da chave (% IN). (precisão de ± 10%).

Figura 5.2 - P72 e P73 indicam a corrente de saída (1) da chave

5.1 PARÂMETROS DELEITURA

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PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5P73 - Corrente do motor

Indica a corrente de saída da Soft-Starterdiretamente em Ampères (precisão de ± 10%).

P74 - Potência ativaIndica a potência ativa requerida pela carga,valores em kW (precisão de ±10%).

NOTAÉ indicado “OFF” quando utiliza-se função de tensãoplena ou economia de energia.

P75 - Potência aparenteIndica a potência aparente requerida pelacarga, valores em kVA (precisão de ± 10%).

P76 - Cos da cargaIndica o fator de potência da carga sem levarem consideração as correntes harmônicasgeradas pelo chaveamento da carga (precisão± 5%).

Figura 5.3 - Indicações de P74, P75 e P76

P82 - Estado da proteção térmica do motorIndicação do estado da proteção térmica domotor em escala percentual (0...250%). Sendoque 250% é o ponto de atuação da proteçãotérmica do motor, indicando E04.

P96 - Último erro de hardware ocorrido

P97 - Penúltimo erro de hardware ocorrido

P98 - Ante-Penúltimo erro de hardware ocorrido

P99 - 1º dos últimos 4 erros de hardware ocorrido

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PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5São os valores ajustáveis a serem utilizados pelasfunções da Soft-Starter.

EXEMPLOS

P01 - Tensão inicialAjusta o valor inicial de tensão (% da tensão darede) que será aplicado ao motor.

P02 - Tempo da rampa de aceleraçãoDefine o tempo da rampa de incremento detensão, conforme mostrado na figura 5.4,desde que a Soft-Starter não entre emlimitação de corrente (P11).

Figura 5.4 - Tempo da rampa de aceleração

P11 - Limitação da corrente da chaveAjusta o valor máximo de corrente que seráfornecido ao motor (carga) durante aaceleração.

A limitação de corrente é utilizada para cargascom alto ou constante torque de partida.

A limitação de corrente deve ser ajustada paraum nível que se observe a aceleração do motor,caso contrário o motor não partirá.

NOTA1) Se no final do tempo da rampa de aceleração (P02)

não for atingido a tensão plena, haverá a atuaçãodo erro E02 que desabilitará o motor.

2) A proteção térmica dos tiristores, inclusive durantea limitação de corrente é feita através de sensoresda própria chave.

5.2 PARÂMETROS DEREGULAÇÃO

87

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

Figura 5.5 - Limitação de corrente durante a aceleração

P11 - Exemplo de cálculo para ajuste dalimitação de correnteLimitar a corrente em 2,5x do motor

In da chave = 170AIn do motor = 140A

ILIM = 250% da In do motor

2,5 x 140A = 350A

350A 350A––––––––––– = –––––––– = 2,05 x In da ChaveIn da Chave 170A

P11 = 205% da IN da chave = 2,5 X IN do motor.

Obs.: Esta função (P11) não atua se o pulso de tensãona partida (P41) estiver habilitado.

P12 - Sobrecorrente imediata (% IN da chave)Ajusta o nível de sobrecorrente instantâneaque o motor ou Soft-Starter permite, duranteum tempo pré-ajustado em P13, após o qual achave desliga, indicando E06. Mostrado nafigura 5.6.

88

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

Figura 5.6 - Sobrecorrente imediata: o valor de P12 será maior que acorrente nominal definida em P22

NOTAEsta função tem atuação apenas em tensão plena, apósa partida do motor.

P12 - Exemplo de cálculo para ajuste dasobrecorrente imediataValor máximo de corrente igual a 1,4x do motor

In da chave = 170AIn do motor = 140A

1,4 x 140A = 196A

196A 196A––––––––––– = –––––––– = 1,15 x In da ChaveIn da Chave 170A

P12 = 115% da In da chave =140% da In do motor

P14 - Subcorrente imediata (% IN da chave)Ajusta o nível de subcorrente mínimo que omotor + carga pode operar sem problemas.Esta proteção atua quando a corrente da carga(figura 5.6) cai a um valor inferior ao ajustadoem P14; e por um tempo igual ou superior aoajustado em P15, indicando erro E05.

NOTAEsta função tem atuação apenas em tensão plena, apósa partida do motor.

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PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5P14 - Exemplo de cálculo para ajuste de

subcorrente imediataValor mínimo de corrente igual a 70% do motor.

In da chave = 170AIn do motor = 140A

70% de 140A= 0,7 x 140A = 98A

98A 196A––––––––––– = –––––––– = 0,57 x In da ChaveIn da Chave 170A

P14 = 57% da In da chave = 70% da do motor

P13 - Tempo de sobrecorrente imediata (s)Através deste parâmetro determina-se o tempomáximo que a carga pode operar comsobrecorrente, conforme ajustado em P12.

P15 - Tempo de subcorrente imediata (s)Este parâmetro determina o tempo máximoque a carga pode operar com subcorrente,conforme ajustado em P14. Aplicação típicadesta função é em sistemas de bombeamento,para evitar o escorvamento (página 73).

P22 - Corrente Nominal da Chave (A)Sua função é ajustar o software a determinadascondições do hardware, servindo como basepara as funções de: Limitação de corrente napartida (P11); sobrecorrente imediata (P12) emregime; subcorrente em regime (P14).

P23 - Tensão Nominal da Chave (V)Sua função é para indicação das potênciasfornecidas à carga.

P31 - Seqüência de fase (ON = RST; OFF =Qualquer seqüência)Pode ser habilitada ou desabilitada, sendo quequando habilitada sua função é a de protegercargas que não podem funcionar em duplosentido de rotação.

90

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5NOTAA seqüência de fase apenas é detectada a primeira vezque se aciona a potência após a eletrônica serenergizada. Portanto nova seqüência só será detectadadesligando-se ou resetando-se a eletrônica.

P33 - Nível da tensão da função JOGExecuta a rampa de aceleração até o valorajustado da tensão de JOG, durante o tempoem que a entrada digital (DI4) estiver fechada.Após abrir a entrada DI4 realiza adesaceleração via rampa, desde que estafunção esteja habilitada em P04.

A função JOG permite girar o motor com umtorque reduzido, enquanto alguém (umoperador, um CLP, etc) manda um sinal digitalpara a Soft-Starter.

Esta função é útil em condições em que sedeseja observar o comportamento da máquinagirando pela primeira vez (como um teste dasituação mecânica geral), desta maneira sendopossível corrigir uma montagem incorreta semos transtornos de colocar a máquina a plenavelocidade na primeira operação.

Outra aplicação é o posicionamento de materialdentro da máquina. A função JOG “dá umempurrão” enquanto o operador segura umbotão JOG (contato seco ligado à entradaprogramada para JOG na Soft-Starter),permitindo que o material a ser trabalhado (ouqualquer elemento da máquina) possa serajustado no começo do processo.

NOTA1) O tempo máximo da atuação da função JOG é

determinado pelo tempo ajustado em P02, sendoque após transcorrido este tempo haverá atuaçãodo erro E02 que desabilita o motor.

2) Para tanto P55 = 4.

P34 - Tempo da frenagem cc(s)Ajusta o tempo da frenagem cc, desde queP52=3.Esta função somente é possível com o auxílio deum contator que deverá ser ligado conforme

91

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5item “Diagramas de ligação típicos” neste Guia.

Esta função deve ser utilizada quando se querreduzir o tempo de desaceleração imposto pelacarga ao sistema.

NOTASempre que utilizar esta função deve-se levar em contaa possível sobrecarga térmica nos enrolamentos domotor. A proteção de sobrecarga da SSW não funcionana frenagem CC.

P35 - Nível da tensão de frenagem cc (%UN)Ajusta o valor da tensão de linha Vacconvertido diretamente em Vcc aplicado aosterminais do motor, durante a frenagem.

P41 - Pulso de Tensão na Partida (Kick Start)Quando habilitado, o pulso de tensão napartida define o tempo em que este pulso detensão (P42) será aplicado ao motor, para queeste consiga vencer o esforço inercial inicial dacarga aplicada ao seu eixo, conforme mostradona figura 5.7.

Figura 5.7 - Kick-Start: auxilia a partida de cargas com inércia elevada

NOTAUtilizar esta função apenas para aplicações específicasonde se apresente uma resistência inicial aomovimento.

P45 - Pump ControlA Weg, em sua Soft-Starter, desenvolveu umalgoritmo especial para aplicações com bombascentrífugas. Este algoritmo especial, destina-se

92

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5a minimizar os golpes de Ariete, “overshoots”de pressão nas tubulações hidráulicas quepodem provocar rupturas ou desgastesexcessivos nas mesmas.

Ao colocar P45 em “On” e pressionar a tecla“P”, o display irá indicar “PuP”e os seguintesparâmetros serão ajustados automaticamente:

P02 = 15 s (Tempo de aceleração)P03 = 80% (Degrau de tensão nadesaceleração)P04 = 15 s (Tempo de desaceleração)P11 = OFF (Limitação de corrente)P14 = 70% (Subcorrente da chave)P15 = 5s (Tempo de subcorrente)

Sendo que os demais parâmetros permanecemcom o seu valor anterior.

NOTAOs valores ajustados automaticamente apesar deatender o maior número de aplicações, podem sermelhorados para atender as necessidades da suaaplicação.Segue abaixo um procedimento para melhorar odesempenho do controle de bombas.

Ajuste final da função de controle de bombas:

NOTAEste ajuste somente deve ser feito para melhorar odesempenho do controle de bombas quando amotobomba já estiver instalada e apta a funcionar emregime pleno.

1. Colocar P45 (Pump Control) em “On”.

2. Ajustar P14 (Subcorrente) ou colocar P15 (Tempode Subcorrente) em “OFF” até o fim do ajuste.Depois reprogramá-lo.

3. Verificar o correto sentido de giro do motor,indicado na carcaça da bomba.

4. Ajustar P01 (Tensão inicial % UN) no nívelnecessário que comece a girar o motor, sem quehaja trepidação.

5. Ajustar P02 (Tempo de aceleração [s]) para otempo de partida exigido pela carga.

93

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Com o auxílio do manômetro da tubulação,verificar o aumento da pressão, que deve sercontínua até o nível máximo exigido sem que haja“overshoots”. Se houver, aumente o tempo deaceleração até reduzir ao máximo esses“overshoots” de pressão.

6. P03 (Degrau de tensão % uN) usar esta função paraprovocar uma queda imediata ou mais linear depressão na desaceleração da moto-bomba.

7. P04 (Tempo de desaceleração) com o auxílio domanômetro, ao desacelerar o motor, deve-severificar a contínua queda de pressão até que seatinja o nível mínimo sem que haja o golpe deAríete no fechamento da válvula de retenção. Sehouver, aumente o tempo de desaceleração atéreduzir ao máximo as oscilações.

NOTAS Se não houver manômetros de observação nas

tubulações hidráulicas os golpes de Aríetes podemser observados através das válvulas de alívio depressão.

Tempos de aceleração e desaceleração muitograndes sobreaquecem os motores. Programe ostempos mínimos necessários para sua aplicação.

P47 - Tempo para auto-reset (s)Quando ocorre um erro, exceto E01, E02 e E07ou E2x, a Soft-starter poderá provocar um“reset” automaticamente, após transcorrido otempo programado em P47.

Se P47= OFF não ocorrerá “Auto-Reset”. Apóstranscorrido o “Auto-Reset”, se o mesmo errovoltar a ocorrer por três vezes consecutivas (*),a função de “Auto-reset” será inibida. Portanto,se um erro ocorrer quatro vezes consecutivas,este permanecerá sendo indicado (e a Soft-Starter bloqueada) permanentemente.

(*) Um erro é considerado reincidente, se este voltar aocorrer até 60 segundos após o último erro terocorrido.

94

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5P43 - Relé By- Pass

Esta função quando habilitada permite autilização da indicação de Tensão Plena,através do RL1 ou RL2

(P51 ou P52), acionar um contador de By-Pass.A principal função do By-Pass da soft-starter éeliminar as perdas em forma de calorocasionadas pela Soft-Starter.

NOTA1) Sempre que for utilizado o contator de by-pass

deve-se programar esta função.

2) Para não perder as proteções referentes a leiturade corrente do motor, os transformadores decorrente deverão ser colocados externamente aconexão do contador de by-pass através do móduloMAC-0x.

3) Quando P43 em “On” os parâmetros P74 e P76ficam inativos “OFF”.

P44 - Economia de energiaPode ser habilitada ou desabilitada, sendo quequando habilitada sua função é a de diminuiras perdas no entreferro do motor, quando semou com pouca carga.

NOTAS1) A economia total de energia depende de que carga

está o motor.

2) Esta função gera correntes harmônicasindesejáveis na rede devido a abertura do ângulode condução para diminuição da tensão.

3) Quando P44 em “On” os parâmetros P74 e P76ficam inativos (“OFF”).

4) Não pode ser habilitada com by-pass (P43 em“On”).

5) O Led “Run” fica piscando quando a funçãoeconomia de energia está habilitada.

5.3 PARÂMETROS DECONFIGURAÇÃO

95

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

Figura 5.8 - Economia de energia

P46 - Valores Default (carrega parâmetros defábrica)Quando colocada em ON esta função força aparametrização da Soft-Starter conforme valo-res de fábrica, exceto os parâmetros P22 e P23.

P50 - Programação do Relé RL3Habilita o relé RL3 a funcionar conformedescrito a seguir:

1. Fecha o contato N.A. sempre que a SSW-03 estiversem ERRO.

2. Fecha o contato N.A. somente quando a SSW-03estiver em estado de ERRO.

P51 - Função do Relé RL1Habilita o Relé RL1 a funcionar conformeparametrização abaixo:

1. Função “Operação”, o relé é ligadoinstantaneamente com o comando de aciona daSoft-Starter, só desligando quando a Soft-Starterrecebe um comando de desaciona (P04=OFF), oupor rampa quando a tensão chega à 30% UN(P04=OFF). Mostrado na figura 5.9.

2. Função “Tensão Plena”, o relé é ligado somenteapós a Soft-Starter atingir 100% , e desligadoquando a Soft-Starter recebe um comando dedesliga. Conforme mostrado na figura 5.9.

NOTAQuando se utilizar da função de Tensão Plena paraacionar o contador de By-Pass, o parâmetro P43 deveestar em “On”.

96

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

Figura 5.9 - Funções “operação” e “tensão plena”

Figura 5.10 - Esquema simplificado de aplicação do relé com função finalde rampa para ligar banco de correção de fator de potência

97

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER53. Função “Sentido de Giro”, o relé é ligado quando a

entrada digital (DI3) é mantida fechada, edesligado quando aberta. O relé RL1 apenascomandará um contator que deverá ser ligado nasaída da SSW-03, o qual fará a reversão de 2 fasesde alimentação do motor. Conforme mostrado nafigura 5.11.

Figura 5.11 - Função “sentido de giro”

P52 – Função do Relé RL2

1-2. Habilita o relé RL2 a funcionar.

3. Função “Frenagem cc”, o relé é ligado quando asoft-starter recebe um comando de desliga. Paraesta função deverá ser utilizado um contador.Conforme mostrado na figura 5.12.

98

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

Figura 5.12 - Relé para Função Frenagem CC

NOTATanto P51 como P52 quando programados para umafunção, vão executá-las independentemente se oscontatores estão ligados externamente. Portanto antesde realizar suas programações fazer todas as ligaçõesexternas necessárias.

P53 - Programação da entrada Digital 2Habilita a entrada digital 2 (borne X2:2) afuncionar conforme códigos descritos:

OFF = “Sem Função”

1. “Reset de erros”, reseta um estado de erro toda vezque a entrada DI2 estiver em +24Vcc (X2:5).

2. “Erro Externo”, pode servir como proteçãoadicional da carga, atua quando entrada aberta.Ex.: Proteção térmica do motor através de contatoseco (Livre de tensão) de um relé de proteção(Termostato).

3. “Habilita Geral”, pode ser utilizada a entrada DI2como emergência da Soft-Starter, para tanto oborne X2:2 deverá estar conectado ao +24Vcc(X2:5).

99

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER54. “Controle a três fios, possibilita que a soft-Starter

seja comandada através de duas entradas digitais.DI1 (X2:1) como entrada de aciona e DI2 (X2:2)como entrada de desaciona. Podendo-se assimcolocar diretamente uma botoeira de duas teclas.Conforme item “Diagramas de ligação típicos”neste guia.

P54 - Programação da entrada digital 3Habilita a entrada digital 3 (Borne X2:3) afuncionar conforme códigos descritos:

OFF = “Sem Função”

1. “Reset de Erros”

2. “Erro Externo”

3. “Habilita Geral”

4. “Sentido de Giro”, habilita a entrada digital 3 (DI3)quando ligada ao +24Vcc (X2:5), acionar o reléRL1 (conforme descrito no item 6.4.5) e fazer afunção de reversão do sentido de giro do motorcom o auxílio de um contator ligado à saída daSoft-Starter. Conforme item “Diagramas de ligaçãotípicos” neste Guia.

NOTAPara esta função o parâmetro P51 deverá estarprogramado em “3”.

P55 - Programação da entrada digital 4Habilita a entrada digital 4 (borne X2:4) afuncionar conforme códigos descritos:

OFF = “Sem função”

1. “Reset de Erros”

2. “Erro Externo”

3. “Habilita Geral”

4. “Função JOG”, Habilita a entrada digital 4 (DI4)quando ligada à +24Vcc (X2:5), fazer a soft-starteraplicar a tensão de JOG (P33) ao motor.

100

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5P56 - Programação da Saída Analógica

Habilita a saída analógica 8 bits (X2:8 e X2:9)valor em tensão 0...10Vcc (Ganho ajustávelP57) indicar as seguintes grandezas:

OFF = “Sem função”

1. “Corrente”, proporcional à corrente circulando pelachave em % IN.

2. “Tensão” proporcional à tensão de saída da chaveem % UN.

3. “Fator de potência”, proporcional ao fator depotência da carga sem considerar as correntesharmônicas.

4. “Proteção térmica do motor”, proporcional aoestado térmico do motor em %.

P57 - Ganho da saída analógicaAjusta o ganho da saída analógica definidapelo parâmetro P56.

NOTAGanho 1,00 temos a seguinte condição:P56 = 1 Saída 10 Vcc quando 500% da In da Soft-

Starter.P56 = 2 Saída 10 Vcc quando 100% da Un na saída

da Soft-Starter.P56 = 3 Saída 10 Vcc quando fator de potência da

carga igual à 1,00.P56 = 4 Saída 10 Vcc quando o estado da proteção

térmica do motor (P82) é igual à 250%.

101

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5P61 - Habilitação dos Comandos

Comandos que dependem do ajuste de P61

- I/O (Aciona/Desaciona):Quando P61 = OFFPossibilita a partida e parada do motor viaentradas digitais (DI1 ou DI1/DI2).

- Quando P61 = ON Possibilita a partida e parada domotor via IHM-3P e serial. Quando P61 = ON, aentrada digital “DI1” fica sem função.

NOTAPara efetuar esta seleção através de IHM-3P/Serial ouEntrada Digital, o motor deverá estar parado, inclusivequando a troca é de IHM-3P/Serial para Entrada Digital(DI1), esta deverá estar aberta. Sendo que se a EntradaDigital (DI1) estiver fechada a parametrização não seráprocessada, e o display irá indicar E24.

- Função JOG: Poderá ser programado na EntradaDigital (DI4) se P61 = OFF, ou P61 = ON seufuncionamento é via Serial.

- Função troca de Sentido de giro: Poderá serprogramado na Entrada Digital (DI3) se P61 = OFF,ou P61 = ON seu funcionamento é via Serial.

- Habilita Geral: Poderá ser utilizado como“Comando de Emergência”, sendo que pode serprogramado para qualquer uma das EntradasDigitais DI2, DI3 ou DI4 e também via serial (desdeque P61 = ON). Se mais de uma Entrada Digital forprogramada para esta função, a primeira que abrirfuncionará como Emergência. Se o comandotambém for habilitado para Serial (P61=ON) todasas Entradas Digitais programadas para habilitageral deverão estar fechadas.

P61 = OFF P61 = ONComandos Descrição

Entrada Digital IHM Serial

I/O X X X Entrada Digital ou IHM/Serial

Função JOG X X Entrada Digital 4 (DI4) ou Serial

Sentido de Giro X X Entrada Digital 3 (DI3) ou Serial

Habilita Geral X X Entradas Digitais 2, 3, 4 ou Serial

102

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

- Erro Externo: Pode ser programado paraqualquer uma das Entradas Digitais DI2, DI3 ouDI4. Caso não seja programado não existe atuação.Se mais de uma Entrada Digital for programadapara “Erro Externo”, qualquer uma irá atuarquando esconectada do +24Vcc (X2:5).

- Reset de Erros: É aceito via IHM-3P, Serial eEntradas Digitais DI2, DI3 ou DI4 quandoprogramadas. Quando mais de uma Entrada Digitalfor programada, qualquer uma tem possibilidadede resetar um estado de erro, bastando para tantoreceber um pulso de +24Vcc (X2:5).

P62 - Endereço da Soft-Starter na rede decomunicaçãoDefine o endereço que a Soft-Starter vairesponder na rede de comunicação entre todosos equipamentos que nela estiveremconectados.

P21 - Ajuste da corrente do motor (% IN dachave)Ajusta o valor da corrente do motorpercentualmente em relação a nominal dachave.

Supervisiona as condições de sobrecargaconforme a curva da classe térmica selecionadaem P25, protegendo o motor termicamentecontra sobrecargas aplicadas ao seu eixo.

Ao exceder o tempo de sobrecarga definidopela Classe de Proteção térmica, o motor édesacionado e será indicado no display daIHM-3P erro E04.

Fazem parte da proteção térmica os seguintesparâmetros: P21, P25, P26 e P27.

5.4 PARÂMETROS DOMOTOR

Comandos Entrada Digital IHM Serial Descrição

Erro Externo X Somente via Entradas Digitais 2, 3 ou 4

Reset de Erros X X X Disponível em todos

103

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Para desabilitar a proteção térmica colocarP21=OFF.

Exemplo: Como ajustar P21:IN da chave = 170AIN do motor = 140A

140A–––––––– = 0,823170A

P21 = 82,3%

Obs.: O erro de sobrecarga do motor, erro E04,mesmo que a CPU seja resetada, o valor de sobrecargaé mantido na memória e quando a CPU é desligada, oúltimo valor é memorizado. O valor só é decrementadocom a chave ligada e o motor com carga abaixo danominal ou desligado.

P25 - Classes térmicas da proteção desobrecarga do motorDetermina as curvas de atuação da proteçãotérmica do motor conforme IEC 947-4-2,mostrado no gráfico abaixo:

Figura 5.13 - Classes térmicas

104

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5NOTAQuando o motor está a quente, os tempos da curva sãoreduzidos pelos fatores mostrados na tabela a seguir.Estes fatores são aplicados para motores com cargatrifásica simétrica.

Classes 5 até Classe 30.

Tabela - Múltiplos para partidas a quente.

Exemplo:Um motor está sendo operado com 100% IN e édesligado.Imediatamente torna-se a ligá-lo. A classe térmicaselecionada em P25 é 10. A corrente de partida é de3XIN.O tempo de atuação é aproximadamente de 23s. Ofator de ajuste na tabela para 100% IN é de 0,19.

O tempo final de atuação será 0,19 X 23s = 4,3s.

P26 - Fator de Serviço do motorAjusta o Fator de Serviço do motor (F.S.)conforme a placa de identificação do motor.Este valor vai definir qual o valor de carga queo motor suporta.

P27 - Auto-reset da Imagem TérmicaAjusta o tempo para auto-reset da imagemtérmica do motor.

O tempo de decremento da imagem térmica domotor simula o resfriamento do motor, com ousem carga, ligado ou desligado. O algorítmoque realiza esta simulação é baseado em testesde motores Weg IP55 Standard conforme a suapotência programado nos parâmetros da Soft-Starter.

Para aplicações que necessitem de váriaspartidas por hora pode-se utilizar o auto-resetda imagem térmica.

IP / IN O 20% 40% 60% 80% 100%

= P26 1 1 1 1 1 1

> P26 1 0,84 0,68 0,51 0,35 0,19

105

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5

Figura 5.14 - Auto-reset da imagem térmica

NOTALembre-se que ao utilizar esta função pode-se diminuira vida útil do enrolamento do seu motor.

A Soft-Starter pode indicar erro de programaçãoincorreta (E24), erros de serial (E2X) e erros dehardware (E0X).

Erro de programação (E24)Erro de programação incorreta (E24), não deixa que ovalor alterado incorretamente seja aceito. Este erroocorre quando se altera algum parâmetro com o motordesligado e nas seguintes condições deincompatibilidade entre parâmetros.

P11 limitação de corrente com P41 kick start.P41 kick start com P55=4 em Jog.P43 by-pass com P44 economia de energiaP61 em OFF com ED1 acionada ou P55 Jog acionado.

5.5 ERROS E POSSÍVEISCAUSAS

106

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Para sair desta condição de erro basta pressionar asteclas P, I, O.

Erros de comunicação serial (E2X)Erros de comunicação serial (E2X), não deixam que ovalor alterado ou enviado incorretamente seja aceito.Para maiores detalhes ver Manual da ComunicaçãoSerial SSW-03. Para sair desta condição de erro bastapressionar as teclas P, I, O.

Erros de hardware (E0X)Erros de hardware (E0X) bloqueiam a Soft-Starter. Parasair desta condição de erro, desligar a alimentação eliga-la novamente ou através da tecla . Antes deveráser solucionado o erro.

NOTAForma de atuação dos erros :Todos os erros E01...E08 desligam o relé RL3 ebloqueiam os pulsos de disparo dos tiristores além deindicar o erro no display.

OBS. : Cabos de ligação entre a Soft-Starter e o motormuito longos (superior a 150m) ou cabos blindadospoderão apresentar uma grande capacitância. Istopode ocasionar o bloqueio da Soft-Starter através doerro E01.

Solução:Ligar uma reatância trifásica em série com a linha dealimentação do motor. Neste caso consultar a fábrica.

107

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Erros de hardware

ERRO

E01

E02

E03

E04

E05

E06

E07

E08

RESET

Desligar e religara eletrônica

Ou através datecla

Ou através daentrada digitalprogramadapara reset

Ou através daserial

CAUSAS MAIS PROVÁVEIS

Falta de fase da rede trifásica Curto ou falha no tiristor Motor não conectado Freqüência de rede com variação superior a 10%

Tempo da rampa de aceleração programadamenor que o tempo real de aceleração em funçãoda limitação de corrente estar ativada

Temperatura ambiente superior a 40 ºC e correnteelevada

Tempo de partida com limitação da correntesuperior ao especificado pela chave

Elevado número de partidas sucessivas Ventilador bloqueado ou defeituoso

Ajuste de P21, P25 e P26 muito abaixo para omotor utilizado

Carga no eixo do motor muito alta Elevado número de partida sucessivas

Bomba funcionando à seco Carga desacoplada no eixo do motor

Curto-circuito entre fases Eixo do motor travado (bloqueado)

Seqüência de fase da rede de entrada invertida

Fiação da régua X2.3 e X2.5 aberta (nãoconectada à 24Vcc)

108

PARÂMETROS DA SOFT-STARTER5Possíveis erros de hardware e como resolvê-los.

PROBLEMA

Motor não gira

Rotação domotor oscila(flutua)

Rotação domotor muitoalta ou muitobaixa

Displayapagado

Trancos nadesaceleraçãode bombas

PONTO A SERVERIFICADO

Fiação errada

Programaçãoerrada

Erro

Conexõesfrouxas

Dados de placado motor

Conexões daIHM

Verificar tensãode alimentaçãoX1.1 e X1.2

Parametrizaçãoda Soft-Starter

AÇÃO CORRETIVA

1. Verificar todas as conexões de potência ecomando. Por exemplo, verificar a entrada digitalde erro externo que deve estar conectada em +24Vcc.

1. Verificar se os parâmetros estão com os valorescorretos para a aplicação.

1. Verificar se a Soft-Starter não está bloqueadadevido a uma condição de erro detectado (vertabela anterior).

1. Desligue a Soft-Starter, desligue a alimentação eaperte todas as conexões.

2. Checar o aperto de todas as conexões internasda Soft-Starter.

1. Verificar se o motor utilizado está de acordo coma aplicação.

1. Verificar se as conexões da IHM à Soft-Starter(cartão CCS1.1X).

1. Valores nominais devem estar dentro doseguinte:Para 220/230 Vca Para 110/120 VcaUmin = 187 Vca Umin = 93,5 VcaUmáx = 253 Vca Umáx = 132 Vca

1. Reduzir tempo ajustado em P04.

6DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTOMOTOR + SOFT-STATER

6.1 Introdução6.1.1 Definições6.1.2 Relações básicas

6.2 Interação entre processo, máquina, motore acionamento6.2.1 A importância do processo/máquina6.2.2 Aplicação de acionamentos elétricos - problemas típicos

6.3 O que a carga requer6.3.1 Tipos de cargas6.3.2 O pico de carga6.3.3 Estimando cargas

6.4 Seleção de acionamentos motor/soft-starter6.4.1 Categorias6.4.2 Capacidade térmica da Soft-Starter6.4.3 Corrente RMS num ciclo ( IRMS )6.4.4 Casos especiais6.4.5 Tempo de rotor bloqueado do motor6.4.6 Tempo de aceleração

6.5 Queda de tensão momentânea (VoltageSag / Voltage Dip)6.5.1 Conseqüências de uma queda de tensão momentânea6.5.2 Cometários sobre soluções contra queda de tensão momentânea6.5.3 Capacidade relativa da rede de alimentação6.5.4 Cometários sobre a queda de tensão e a influência na partida do motor

6.6 Aplicações típicas6.6.1 Máquinas com partidas leves6.6.2 Máquinas com partidas severas

6.7 Regras práticas de dimensionamento

111

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Ao final deste capítulo teremos cumprido duas missõesimportantes.

1) A mais importante é que aprenderemos adistinguir uma aplicação trivial de outra exigente.

Observe que estaremos considerando “exigentes” nãoapenas àquelas cujo ciclo de operação e carga sãoseveros, mas também aquelas aplicações onde oambiente ou a rede de alimentação elétrica têmcaracterísticas desfavoráveis.

Seremos capazes de identificar uma aplicação exigenteaprendendo quais características analisar e, comsegurança, trilhar o caminho da escolha correta daSoft- Starter.

2) Nossa outra missão é mostrar como é simples aescolha certa da Soft-Starter nas aplicações maisusuais.

Trata-se de um equipamento operacionalmente flexívele amigável, que possibilita uma série de ajustes,alcançando a melhor condição de partida para umasérie de aplicações. Apresentaremos algumas dicas ecomentários genéricos sobre várias aplicações.Acreditamos que isto será útil ao leitor deste capítuloquando estiver exercitando seus conhecimentos naprática.

Embora o tema exposto seja a base da aplicação daSoft Starter, salientamos que, em caso de dúvida, asmesmas informações estão disponíveis (embora demaneira menos erudita e mais prática) através do SDW- Software de Dimensionamento Weg. Anexo 2). Use oSDW em conjunto com este guia.

MOTOR - Sempre que houver uma menção genéricaa ”motor” nesta seção, estará se referindo ao motorde corrente alternada (ca) de indução, assíncrono, comrotor tipo gaiola de esquilo, a menos de declaraçãoexplícita ao contrário.

ACIONAMENTO - A palavra acionamento significaaqui, o conjunto compreendido pelo motor e seu

6.1 INTRODUÇÃO

6.1.1 Definições

112

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6sistema de partida, mais qualquer aparelho eletrônicode controle envolvido (tal como um inversor).

CARGA - A palavra carga significa aqui, o conjunto decomponentes da máquina que se movem, ou que estãoem contato e exercem influência sobre eles,começando a partir da ponta-de-eixo do motor.

TORQUE - O torque pode ser definido como “a forçanecessária para girar um eixo”. Ele é dado peloproduto da força tangencial F (N) pela distância r (m),do ponto de aplicação da força ao centro do eixo. Aunidade de torque no SI (Sistema Internacional) é oNm (Newton-metro).

INÉRCIA - Inércia é a resistência que uma massaoferece à modificação do seu estado de movimento.Todo corpo que tem massa tem inércia. Uma massa emrepouso requer um torque (ou força) para colocá-la emmovimento. Uma massa em movimento requer umtorque (ou força) para modificar a sua velocidade oupara colocá-la em repouso. O momento de inércia demassa J (kgm2) de um corpo depende da sua massa m(kg) e da distribuição da massa ao redor do eixo degiro, ou seja, da sua geometria. O Anexo 1 traz asfórmulas para o cálculo do momento de inércia demassa de diversos corpos comuns.

TorqueO torque T (Nm) é o produto da força F (N) necessáriapara girar o eixo, pela distância r (m) do ponto deaplicação da força ao centro do eixo:

T = F * r(6.1)

Este é o torque necessário para vencer os atritosinternos da máquina parada, e por isso é denominadode torque estático de atrito, Te at .

Pode-se determinar o torque demandado para por emmovimento uma máquina, medindo a força, porexemplo, utilizando uma chave de grifo e umdinamômetro de mola (figura 6.1).

6.1.2 Relações básicas

113

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

Figura 6.1 - Medição de torque

Exemplo:Se obtivermos uma leitura de força de 75 N (~ 7,6 kgf)a 0,6 m (600 mm) do centro do eixo de entrada, otorque será (eq. 6.1)

Te at = 75 * 0,6 = 45,0 Nm

POTÊNCIAA potência P é dada pelo produto do torque T (Nm)pela velocidade de rotação n (rpm)

P = (2*/60) * T * n(6.2)

e a unidade é o Watt. (Lembre-se: 1.000 W = 1 kW)

Exemplo:Se a máquina demandasse os mesmos 45,0 Nm a umavelocidade de rotação de 1.760 rpm, então a potênciaseria (eq. 6.2)

P = (2*/60) * 45,0 * 1.760 = 8.294 W (~ 8,3 kW)

ACELERAÇÃO (DESACELERAÇÃO)O torque T (Nm) necessário para acelerar (oudesacelerar) uma carga com momento de inércia demassa (ou simplesmente inércia) J (kgm2), davelocidade de rotação n1 (rpm) para n2 (rpm), em umtempo t (s), é dado por

Td ac = (2*/60) * J * (n2 – n1) / t(6.3)

Este torque é chamado de torque dinâmico deaceleração, Td ac . Se n2 > n1 (aceleração), Td ac é

114

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6positivo, significando que seu sentido é igual aosentido de rotação; se n2 < n1 (desaceleração),Td ac é negativo, significando que seu sentido écontrário ao sentido de rotação.

Exemplo:Um cilindro maciço de alumínio, de diâmetro d = 165mm e comprimento l = 1.200 mm, e portanto comuma massa m de aproximadamente 69,3 kg, temmomento de inércia de massa J de (eq. A1.1, Anexo 1)

J = 1/8 x 69,3 x 0,1652 = 2,36E10–1 kgm2

Se o corpo deve acelerar de de 0 a 1.760 rpm notempo de 1,0s, então o torque de aceleração será (eq.6.3)

Td ac = (2*/60) * 2,36E10 -1 * (1.760 – 0) / 1,0= 43,5 Nm

Adicionando-se o torque de aceleração acimacalculado ao torque de atrito calculado no primeiroexemplo acima, tem-se

T = 45,0 + 43,5 = 88,5 Nm

e para a potência (eq. 6.2)

P = (2*/60) * 88,5 * 1.760 = 16.303 W (~ 16,3 kW)

EFEITO DE UMA TRANSMISSÃO MECÂNICAPor transmissão mecânica entende-se um redutor (oumultiplicador) de velocidade como, por exemplo, umredutor de engrenagens, ou uma redução por polias ecorreia em V, ou ainda correia dentada. Umatransmissão mecânica tem dois parâmetros importantespara o dimensionamento do acionamento, que são: (a)a razão de transmissão iR, e (b) a eficiência R . No casode redutores de engrenagens estes parâmetros sãofornecidos pelo fabricante do mesmo, e no caso detransmissões por polias e correias, podem sercalculados a partir dos parâmetros da transmissão(razão dos diâmetros efetivos ou razão dos números dedentes).

115

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Redutores de velocidade são utilizados, por exemplo,no acionamento de máquinas de baixa velocidade,entre o eixo do motor e o eixo de entrada da máquina.Assim como a velocidade de rotação do motor éreduzida na proporção da razão de transmissão iR,também o torque do motor é multiplicado na mesmaproporção. Além disso, uma parte da energia que entraé consumida pelas perdas internas (atritos, ruído, etc),quantificadas pela eficiência R . Assim, o torquenecessário na entrada de um redutor, T1 (Nm) emfunção do torque demandado na saída T2 (Nm) é dadopor

T1 = T2 /( iR * R )

(6.4)

Exemplo:Se no exemplo 4, com T2 = 88,5 Nm, houvesse umredutor de engrenagens de 1 estágio com razão detransmissão iR = 1,8 e eficiência R = 0,85 teríamospara o torque T1 (eq. 6.4)

T1 = 88,5 / (1,8 * 0,85) = 57,8 Nm

A velocidade máxima do motor deveria ser então

n1 = 1.760 * 1,8 = 3.168 rpm

E a potência (eq. 6.2)

P = (2*/60) * 57,8 * 3.168 = 19.179 W (~ 19,2 kW)

116

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Em primeiro lugar vem o processo.

Para um empreendedor que precisa bombear água,moer grãos, acionar esteiras, ter suprimento de arcomprimido, ventilar uma área, ou o que seja, o uso domotor elétrico é uma conseqüência.

Ou seja, não é o foco principal do empreendedor asrestrições tecnológicas existentes para mover seuprocesso. Dentre as soluções de acionamentosexistentes para aquela máquina ou processo, cabe aonosso empreendedor (ou seus projetistas) escolher amelhor solução para o cenário composto pelo tipo demáquina/ processo, e pelos recursos de que ele dispõe.

Por isto quem se propõe a aplicar um acionamento commotor elétrico deve, antes de tudo, compreender oprocesso, ou seja, o que a máquina exige.

Por exemplo, suponhamos um pequeno empreendedorrural que produz determinado grão, e um subprodutoque é resultado de moagem.

Figura 6.2 - Roda d’água. A solução de motorização de um processo nemsempre contou com a flexibilidade dos motores elétricos. Não importa asolução de motorização, sempre a compreensão das necessidades doprocesso teve maior importância

Para uma pequena produção (ou uso próprio) ele podeusar sua própria força ou a de empregados, a força deuma queda d’água em um monjolo, a força da traçãoanimal, etc. O processo vem primeiro, e daí vem a

6.2 INTERAÇÃO ENTREPROCESSO,MÁQUINA, MOTOR EACIONAMENTO

6.2.1 A importância doprocesso/máquina

117

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6solução para movimentá-lo.

Para um nível comercial de produção, é necessáriolançar mão de alguma motorização que atinja oobjetivo usando melhor os recursos. Que seja maiseficiente.

Dentro de um universo de soluções para movimentarseu processo (moagem, em nosso exemplo), nossoempreendedor optará pelo motor elétrico trifásico.Provavelmente a máquina que ele irá adquirir seráfornecida com o motor instalado.

E por que o fabricante do moinho já fornece a máquinacom o motor elétrico e não com um motor diesel, porexemplo? Ou um motor DC? Ou com uma turbina?

O suprimento de energia elétrica AC é muito maisconveniente de ser lidado do que qualquer outro(diesel, energia DC, vapor, água, etc.).

Seu uso é mais difundido, sua manutenção é maissimples, o domínio de suas características eprincipalmente de suas restrições é comum a maisprofissionais.

E por que o fabricante do moinho ou o nossoempreendedor deveriam utilizar a Soft-Starter paraacioná-lo?

Figura 6.3 - SSW-03 e SSW-04. A crescente sofisticação das máquinas eprocessos, assim como, a maior consciência da necessidade de preservarnossos recursos e instalações, criou um ambiente propício aoacionamento suave das nossas máquinas

118

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Porque eles desejam uma motorização que:

1) provoque menor desgaste mecânico, econseqüentemente, traga menos paradas paramanutenções;

2) provoque menores distúrbios na rede elétrica,mantendo o funcionamento estável de outrosequipamentos;

3) utilize melhor os suprimentos energéticos daquelaregião, recompensando-o com uma maiorfacilidade no atendimento as restrições dedemanda.

O que nos reservará o futuro, no lugar do motorelétrico e da Soft-Starter para acionar nossasmáquinas?

NOTA: Para preservar a simplicidade do exemplo, foiomitida a análise devida da aplicação (moinho).

Uma fonte de problemas ao se tratar de sistemas deacionamentos elétricos é a aplicação inadequada dostipos diferentes que existem.

Como vimos no capítulo 1, um motor de anéis e ummotor com rotor tipo gaiola de esquilo têmcaracterísticas peculiares, que devem ser levadas emconta. Não só as características de torque sãodiferentes, mas também há consideráveis diferenças decustos, recursos de partida, dimensões de carcaças, etc.

É necessário, portanto, conhecimento de como o motorinterage com o sistema de controle, e estes dois por suavez, com a máquina acionada e com a rede dealimentação.

O dimensionamento é, primordialmente, feito com baseno torque requerido pela carga.

Assim, pode-se dizer que é necessário conhecer muitobem a máquina a ser acionada. É muito importantefazer uma quantidade tão grande quanto possível deperguntas, mesmo a respeito de coisas aparentementeinsignificantes. É impossível perguntar demais, e umdos segredos está em entender muito bem a aplicação.

É necessário ainda uma compreensão das relações

6.2.2 Aplicação deacionamentoselétricos - Problemastípicos

119

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6entre potência, torque, velocidade e aceleração/desaceleração, bem como do efeito de uma transmissãomecânica no contexto da motorização de umamáquina.

Antes de mais nada convém relembrar a definição dotermo carga, da Sec. 6.1.1: Neste material a palavracarga significa: “O conjunto de componentes damáquina que se move, ou que está em contato e exerceinfluência sobre eles, começando a partir da ponta-de-eixo do motor”.

Devemos iniciar preocupando-nos com a carga, e nãocom o motor ou com o inversor. Um bom trabalho dedecisão a respeito do melhor sistema de acionamentode uma máquina requer que a máquina em sí sejaconsiderada primeiramente. Se você não conhece amáquina em profundidade não poderá tomar decisõesacertadas com respeito ao seu acionamento.

Com esta finalidade é de grande utilidade um “checklist”, que contenha uma coletânea de sugestões deperguntas a serem feitas. Pergunte-se a respeito daperformance e das demandas da máquina. A carga éconstante ou variável? É necessária uma aceleraçãorápida? Neste caso, qual é o máximo tempo deaceleração admitido? O regime de serviço é contínuo,ou interrompido, e repetido em intervalos? Vide oAnexo 3 a este guia para modelo de check-list.

Vamos nos concentrar daqui por diante nadeterminação do torque demandado pela carga.

Geralmente os dados a respeito do torque demandadopela carga são apresentados na forma de um gráfico“torque versus velocidade”. Não precisa ser um gráficoimpecavelmente produzido, com linhas perfeitas ecoloridas. Importante é que seja de bom tamanho (nãomuito pequeno), e em escala. Pode muito bem ser feitoa mão.

Geralmente as cargas caem em uma das seguintescategorias:

Torque constanteO torque demandado pela carga apresenta o mesmo

6.3 O QUE A CARGAREQUER

6.3.1 Tipos de cargas

120

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6valor ao longo de toda a faixa de velocidades. Logo,a demanda de potência cresce linearmente com avelocidade (figura 6.4a). Uma esteiratransportadora movimentando uma carga de 1 tonde peso a 0,1 m/s, por exemplo, requeraproximadamente o mesmo torque que se estivessea 1,0 m/s. Outros exemplos de cargas com este tipode comportamento são: equipamentos de içamento(guindastes e elevadores), laminadores, extrusoras,e bombas de deslocamento positivo (de pistões, deengrenagens e helicoidais).

Potência constanteO torque inicial é elevado e diminuiexponencialmente com o aumento da velocidade. Apotência demandada permanece constante ao longode toda a faixa de variação de velocidade (figura6.4b). Isto normalmente é o caso em processos ondehá variações de diâmetro, tais como máquinas debobinamento e desbobinamento, e desfolhadores,bem como em eixos-árvore de máquinas-ferramenta. Quando o diâmetro é máximo, édemandado máximo torque a baixa velocidade. Amedida que diminui o diâmetro, diminui também ademanda de torque, mas a velocidade de rotaçãodeve ser aumentada para manter constante avelocidade periférica.

Torque linearmente crescenteO torque cresce de forma linear com o aumento davelocidade, e portanto a potência cresce de formaquadrática com esta (figura 6.4c). Exemplo de cargacom este comportamento são prensas.

Torque com crescimento quadráticoO torque demandado aumenta com o quadrado davelocidade de rotação, e a potência com o cubo(figura 6.4d). Exemplos típicos são máquinas quemovimentam fluidos (líquidos ou gases) porprocessos dinâmicos, como, por exemplo, bombascentrífugas, ventiladores, exaustores e agitadorescentrífugos. Estas aplicações apresentam o maiorpotencial de economia de energia já que a potênciaé proporcional à velocidade elevada ao cubo.

121

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

O pico de torque é diferente para cada tipo demáquina e precisa ser corretamente identificado. Emalguns casos o torque de partida é muito elevado, talcomo num transportador muito pesado. Uma carga dealta inércia que requer aceleração muito rápida,igualmente terá uma alta demanda de torque durantea aceleração. Outras aplicações apresentarão demandamáxima durante a operação em regime, e não napartida, com sobrecargas súbitas aparecendoperiodicamente.

Figura 6.4b - Cargas típicas (POTÊNCIA CONSTANTE)

Figura 6.4d - Cargas típicas (TORQUE COMCRESCIMENTO QUADRÁTICO)

6.3.2 O pico da carga

Figura 6.4a - Cargas típicas (TORQUE CONSTANTE)

Figura 6.4c - Cargas típicas (TORQUE LINEARMENTECRESCENTE)

122

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Por vezes é necessário determinar o torquedemandado por uma máquina existente, que tem ummotor CA alimentado diretamente pela rede. Acorrente elétrica consumida pelo motor é um bomindicativo do torque demandado. Se for possível tomarvalores de corrente em cada uma das condições deoperação da máquina, pode-se chegar a uma boaaproximação do torque demandado pela máquina. Acorrente deveria ser medida em uma das fases domotor no momento da partida, durante a aceleração,durante o funcionamento normal e ainda em eventuaissituações de sobrecarga. Importante também édeterminar a duração de cada uma dessas condiçõesdentro do ciclo da máquina.

Em seguida verifica-se o valor da corrente nominal naplaqueta de identificação do motor.

Exemplo:Um motor de 15 kW, 1760 rpm, 220 V tem umacorrente nominal de 52,0 A. O rendimento deste motora 100 % da potência nominal é de 89,8 %. Isto significaque 89,8 % de 52,0 A = 46,7 A vão produzir torque. Osdemais 52,0 – 46,7 = 5,3 A vão suprir as perdas eproduzir a excitação do motor.

O torque nominal do motor pode ser calculado a partirda potência e da rotação nominais, como segue (eq.6.2)

T = 15000/((2/60) x 1760) = 81,4 Nm

Pode-se dizer que o motor vai desenvolver então

81,4 Nm / 46,7 A = 1,743 Nm/A produtor de torque

Assim, a uma leitura de corrente de 20 A, por exemplo,corresponderá um torque de

(20 – 5,3) x 1,743 = 25,6 Nm

Este raciocínio é válido até a rotação nominal. O torquede um motor CA operando com inversor de freqüênciaacima da rotação nominal varia inversamente aoquadrado da velocidade. Logo, a uma velocidade igualao dobro da rotação nominal o motor produz apenas ¼do torque nominal.

6.3.3 Estimando cargas

123

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Em seus itens 5 e 6, a norma IEC 60947-4-2 trata, en-tre outros assuntos, das categorias de utilização AC53,descrevendo como seus parâmetros definem valoresnominais de uma Soft-Starter. Há dois códigos AC53:

- AC53a: para Soft-Starters usadas sem contatores deby-pass.

Por exemplo, o código AC53a abaixo descreve umaSoft- Starter capaz de fornecer uma corrente deoperação de 340 A e uma corrente de partida de 3 x340A por 30 segundos, 10 vezes por hora, com omotor operando por 60% de cada ciclo.

Partidas por hora

% do ciclo de trabalho com carga

Tempo de partida em segundos

Corrente de partida (em vezes da In)

Valor nominal de corrente da Soft-Starter

• Valor nominal de corrente da Soft-Starter: Valornominal máximo de corrente nominal do motor a serconectado à Soft-Starter, obedecidos os parâmetros deoperação especificados pelos outros itens do códigoAC53a.

• Corrente de partida: A corrente máxima que serádrenada durante a partida.

• Tempo de partida: O tempo que o motor leva paraacelerar.

• Ciclo de trabalho com carga: A porcentagem decada ciclo de operação em que a Soft-Starter seráacionada.

• Partidas por hora: O número de ciclos de operaçãopor hora.

6.4 SELEÇÃO DEACIONAMENTOS(MOTOR / SOFT-STARTER)

6.4.1 Categorias AC53a eAC53b

340 A: AC-53a: 3 -30 : 60-10

124

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6- AC53b: para Soft-Starters usadas com contatores deby-pass.

Por exemplo, o código AC53b abaixo descreve umaSoft-Starter que, quando usada com circuito by-pass, écapaz de fornecer uma corrente de operação de 580 Ae uma corrente de partida de 4,5 x In por 40 segundos,com um mínimo de 560 segundos entre o final de umapartida e o início da próxima.

Intervalo entre partidas em segundos

Tempo de partida em segundos

Corrente de partida (em vezes da In)

Valor nominal de corrente da Soft-Starter

Portanto, pode-se dizer que uma Soft-Starter tem“vários” valores nominais de corrente.

Estes valores nominais de corrente dependem dacorrente de partida e das exigências do processo /aplicação.

Para comparar os valores nominais de corrente dediferentes Soft-Starters, é importante garantir que osvários parâmetros envolvidos sejam idênticos.

O valor nominal máximo de uma Soft-Starter écalculado de forma que a temperatura da junção dosmódulos de potência (SCRs) não exceda 125 °C.

Vamos distinguir cinco parâmetros de operação, alémda temperatura ambiente e da altitude, que afetam atemperatura da junção dos SCRs:

Corrente em regime do motor, Corrente solicitada na partida, Duração da partida,

580 A: AC-53b 4.5-40 : 560

6.4.2 Capacidade térmicada Soft-Starter

125

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

6.4.3 Corrente RMS numciclo (IRMS)

Número de partidas por hora, Intervalo de repouso entre partidas.

NOTAVide item 6.4.4 deste guia quanto à influência da tem-peratura e altitude do local da instalação.

A especificação nominal de uma Soft-Starter deveconsiderar todos estes parâmetros. Um valor nominalde corrente único não é suficiente para descrever ascaracterísticas de uma Soft-Starter.

Vamos abordar no item 6.4.3 a seguir (Corrente RMSnum ciclo) o procedimento para quantificar, a partirdos cinco parâmetros acima, o quanto um processoexige de uma Soft-Starter.

Os procedimentos de cálculo da corrente RMS exigidanum ciclo, e o procedimento de cálculo da capacidadede corrente RMS de uma Soft-Starter são análogos.

O valor RMS (Root Mean Square) de um conjunto devalores é a raiz quadrada da média do quadrado desteconjunto de valores. É um conceito comum paracalcular valores eficazes de grandezas elétricas.Conforme IEC 61000-4-30:

r.m.s. value: the square root of the mean of thesquares of the instantaneous values of a quantity

taken over a specified time interval.

Em nosso caso, será útil para entender a definição dascategorias de acionamento AC53a e AC53b.

126

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6A fórmula prática para o cálculo do valor RMS da cor-rente em um ciclo de operação de uma máquina é aseguinte:

( I i )2. t i

IRMS = ––––––––––––––– (6.5)t i

Ou seja,

( I 1 )2. T 1 + ( I 2 )

2. t 2 + ... + ( I N )

2. t N

IRMS = ––––––––––––––––––––––––––––––––––T Total

Sendo:

IRMS – Corrente RMS no ciclo

I1 – corrente no trecho 1 do ciclo

t1 – duração do trecho 1 do ciclo

I2 – corrente no trecho 2 do ciclo

t2 – duração do trecho 2 do ciclo

IN – corrente no trecho N do ciclo

tN – duração do trecho N do ciclo

Exemplificando, suponhamos o seguinte ciclo deoperação de uma máquina qualquer:

Figura 6.5 - Gráfico (velocidade x tempo) de uma carga “X” qualquer

n

i = 0

n

i = 0

127

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Durante o intervalo de tempo (a) a máquina aceleraaté sua velocidade de trabalho, permanece nesta velo-cidade durante o período (b) e retorna ao repouso,desacelerando no período (c). A operação consome60% do ciclo.

Para este ciclo, suponhamos que a Soft-Starter emcondições típicas de aceleração daquela inércia,vencendo aquele conjugado resistente, encontrou amelhor partida do motor segundo o ciclo de corrente:

Figura 6.6 - Gráfico (corrente x tempo) para o motor alimentando umacarga “X” qualquer

Completando nosso exemplo, vamos supor os seguintesvalores para esta aplicação:

(a) = 30,0 seg.(b) = 329,0 seg.(c) = 1,0 seg.In = 100 A3 x In = 300 A

A título de ilustração, vamos calcular o valor RMS decorrente apenas no trecho em carga do ciclo, ou seja,os segmentos (a), (b) e (c):

( 3 . 100 )2

. 30 + ( 100 )2

. 330IRMS = ––––––––––––––––––––––––––––– = 129

360

Observe que o valor obtido é intermediário entre acorrente de partida (300A) e o nominal (100A). Istoindica o caráter de média que o valor RMS detém.Dizemos que o valor da corrente eficaz nesta etapa dociclo é de 129A. Este valor é um indicador da exigênciatérmica.

128

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Entretanto, é importante notar que há um período derepouso até a próxima partida. Se considerarmos esterepouso, chegamos a uma corrente eficaz (RMS) deapenas 74A. O valor de 74A é mais baixo do que o va-lor da corrente em regime (100A) e indica que o ciclotem uma exigência térmica relativamente baixa.

(3 . 100)2

. 30 + (100)2

. 330 + (0)2 . 240IRMS = ––––––––––––––––––––––––––––––––––– = 74

600

Isto explica porque a IEC 60947 indica comoparâmetro das categorias AC53a e AC53b o período derepouso entre partidas (ou o % de tempo em operação).

Mas podemos considerar qualquer período de repousopara calcular o valor RMS, e assim chegar a um valormenor? Não.

Uma prática segura é escolher os seis minutos maisexigentes do ciclo, e calcular a corrente eficaz para esteintervalo de tempo.

De maneira análoga, seria necessário calcular acorrente eficaz da Soft-Starter para compará-la ao cicloa que ela será submetida. Os dados de corrente etempo para cálculo da corrente eficaz de uma Soft-Starter são sua corrente nominal e o ciclo desobrecarga ao qual ela será submetido. A fórmula e oprocedimento de cálculo são os mesmos já descritospara o ciclo de operação.

Tendo chegado aos valores de corrente eficaz do ciclo ecorrente eficaz da Soft-Starter, devemos selecionar umaSoft-Starter cuja corrente eficaz seja maior que acorrente eficaz exigida pelo motor, acrescido dosdevidos fatores de correção de temperatura e altitude,ou seja:

I ef SS k x I ef

Sendo k a representação da influência da temperaturae altitude no dimensionamento, assim como eventualfolga de segurança.

129

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6A potência admissível de uma Soft-Starter é determina-da levando-se em consideração:

Altitude em que a Soft-Starter será instalada

Temperatura do meio refrigerante

A NBR 7094 define como condições usuais de serviço:

a) Altitude não superior a 1000 m acima do nível domar;

b) Meio refrigerante (ar ambiente) com temperaturanão superior a 40º C.

Nos casos em que a Soft-Starter deve trabalhar comtemperatura do ar de refrigeração na potêncianominal, maior do que 40º C e ou em altitude maior doque 1000 m acima do nível do mar, deve-se consideraros seguintes fatores de redução:

EFEITO DA TEMPERATURA AMBIENTEA redução da potência (corrente) nominal do inversorde freqüência, devido à elevação da temperaturaambiente, acima de 40oC e limitada a 50oC, é dada pelarelação e gráfico a seguir:

Fator de redução = 2% / ºC

Figura 6.7 - Curva de redução de potência nominal em função doaumento da temperatura

6.4.4 Casos especiais

130

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6EFEITO DA ALTITUDEInversores funcionando em altitudes acima de1000 m, apresentam problemas de aquecimentocausado pela rarefação do ar e, conseqüentemente,diminuição do seu poder de arrefecimento.

A insuficiente troca de calor entre o inversor e o arcircundante, leva a exigência de redução de perdas, oque significa, também redução de potência. Osinversores tem aquecimento diretamente proporcionalàs perdas e estas variam, aproximadamente, numarazão quadrática com a potência.

Segundo a norma NBR-7094, os limites de elevação detemperatura deverão ser reduzidos de 1% para cada100m de altitude acima de 1000 m.

A redução da potência (corrente) nominal do conversorde freqüência, devido à elevação da altitude acima de1000 m e limitada a 4000 m, é dada pela relação egráfico a seguir:

Fator de redução = 1 % / 100m

Figura 6.8 - Curva de redução de potência nominal em função doaumento da altitude

131

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Define-se como o tempo máximo admissível pelo motorsob corrente de rotor bloqueado, ou seja, sob correntede partida.

Na prática, adota-se este tempo como o tempo máximode partida que o motor suporta.

Entretanto, o valor máximo de tempo de partida que omotor suporta aumenta na medida em que se restringea corrente que ele poderá solicitar da rede durante apartida.

Um exemplo extremo desta situação é a partida comum inversor de freqüência usando uma rampa quepermita a aceleração consumindo apenas uma vez acorrente nominal do motor. O tempo máximo departida seria infinito, uma vez que o motor estariaconsumindo corrente nominal durante a “partida”,desde que o motor esteja dotado da devida ventilação.

Para a Soft-Starter, a regra prática para calcular o“tempo de rotor bloqueado” é seguinte relação:

Ip / InTrbSS = TrbM . –––––––––– (6.8)

IL

Onde:

TrbSS = Tempo de rotor bloqueado para determinadalimitação de corrente com a Soft-Starter

TrbM = Tempo de rotor bloqueado de catálogo

Ip/In = Relação entre corrente de partida e correntenominal do motor (dado de catálogo)

IL = Corrente de limitação da Soft-Starter

Por exemplo, suponha um motor com tempo de rotorbloqueado de 7,2 segundos, corrente de partida Ip = 7x In.

Se este motor partir uma carga com limitação decorrente de 4,5 x In, o tempo máximo de partida queeste motor suporta eleva-se para 17,42 segundos.

7

TrbSS = 7,2 . ––––––––– = 17,42

4,5

6.4.5 Tempo de rotorbloqueado do motor

2

2

132

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6O cálculo de tempo de aceleração é possível num cená-rio ideal de informações sobre a aplicação, uma vezque são necessários as curvas de conjugado da carga edo motor, momentos de inércia da carga e do motor erelação de redução.

Observe que no exemplo a seguir, para preservar asimplicidade do exemplo, não estamos considerando aqueda de tensão provocada pela partida do motor, ouseja, a rede apresentaria uma corrente de curtocircuito infinita. Refira-se ao item 6.5 a seguir para de-finição da queda de tensão e sua influência na partidade um motor.

Sabemos que para que um motor elétrico suporte acondição de partida a seguinte relação deve serrespeitada:

ta0,80 x t

RB(6.9)

Onde,

ta - tempo de aceleração;tRB - tempo de rotor bloqueado;

Na condição acima devemos na verdade considerar otempo de rotor bloqueado corrigido em função dosfatores de correção da corrente ou da tensão, pois estainformação pode ser obtida através do catálogo demotores ou folha de dados onde é considerado que nomotor está sendo aplicada a tensão nominal.Para o cálculo do tempo de aceleração partimos daseguinte equação:

JTt

a= 2. n . ( ––––––– ) (6.10)

CA

Onde,

tA - tempo de aceleração;

n - rotação;

JT - momento de inércia total;

CA - conjugado acelerante;

6.4.6 Tempo deaceleração

133

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6O momento de inércia total é calculado por:

JT= J

motor+ J

carga(6.11)

Onde ,

Jmotor - momento de inércia do motor;

Jcarga - momento de inércia da carga referida aoeixo do motor;

Para calcularmos o conjugado acelerante precisaremoscalcular a área delimitada pelas curvas característicasde conjugado do motor e da carga (figura 6.9). Estaárea pode ser calculada de diversas maneiras sendoanaliticamente, numericamente ou graficamente. Paraexecutar o cálculo de forma analítica deveremosconhecer as equações das duas curvas, para que assimpossamos integrá-las entre os limites desejados. Aequação da curva de carga com um pouco de boavontade poderá ser interpolada mas a do motor émuito difícil de conseguirmos, pois seria necessárioobter informações muito detalhadas da característicaselétricas do motor, se considerarmos ainda que aequação (6.12) seja uma aproximação válida ebastante razoável.

A – BnC

motor= ––––––––––––––––– (6.12)

Cn2 – Dn + E

Onde A, B, C, D, e E são constantes inteiras e positivasdependentes das características do motor.

134

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

Figura 6.9 - Representação gráfica do conjugado acelerante

Assim a área representada na figura acima poderia sercalculada pela resolução da seguinte expressãogenérica:

A – Bn

CA =–––––––––––––––– dn –CR (n)dn (6.13)Cn2 – Dn + E

CR(n) dependerá da característica de conjugado dacarga, que como visto anteriormente poderá serclassificada em um dos grupos específicos (constante,quadrático, linear, hiperbólico ou não definido). Vemosque será mais fácil buscarmos outra forma decalcularmos esta área sem a necessidade de recorrer atécnicas de integração muito complexas.CR(n) dependerá da característica de conjugado dacarga, que como visto anteriormente poderá serclassificada em um dos grupos específicos (constante,quadrático, linear, hiperbólico ou não definido). Vemosque será mais fácil buscarmos outra forma decalcularmos esta área sem a necessidade de recorrer atécnicas de integração muito complexas.

Uma maneira interessante seria calcularmos esta áreaatravés de alguma técnica de integração numérica. Porsimplicidade utilizaremos a integração pela técnica dostrapézios.

Esta técnica consiste em dividirmos o intervalo deintegração em N partes iguais e calcularmos a área do

n

0

n

0

135

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6trapézio formado em cada um dos subintervalos n ,sendo que os pontos de conjugado serão lidosdiretamente da curva (ver figura 6.10). Nitidamentepode-se perceber que haverá uma margem de erro novalor da área a ser calculada, mas no nosso casoperfeitamente tolerável.

Figura 6.10 - Técnica de integração numérica pela regra dos trapézios

Apesar de trabalhosa, dependendo do número desubintervalos, esta técnica mostra-se muito eficiente esimples, pois permite calcularmos o conjugadoacelerante para qualquer que seja a característica deconjugado do motor e da carga. Somente deverá ficaresclarecido que antes de aplicar-se esta técnica, acurva de conjugado do motor deverá ser corrigida emfunção da variação da tensão aplicada, através defatores de redução. Podemos considerar que a variaçãoda tensão aplicada ao motor obedece a seguinterelação:

UNom – UpU(n) = ( –––––––––––––––– ) . n + Up (6.14)

nNom

onde,

UP = tensão de partida;UNom = tensão nominal;nNom = rotação nominal;

136

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Na verdade o que nos diz a expressão (6.14) seriaválido se tivéssemos um sistema de malha fechada develocidade, onde a soft-starter receberia a leitura develocidade do motor para que assim aplicasse a rampade tensão. De qualquer maneira, para efeito dedimensionamento, isto não nos trará nenhuminconveniente sendo também uma aproximaçãorelativamente satisfatória. A figura 6.11 ilustra estaconsideração.

Figura 6.11 - Rampa de tensão aplicada ao motor na partida

Podemos assim colocar estes valores em uma tabela deforma a facilitar a visualização dos resultados obtidossegundo o procedimento acima descrito.

137

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Tabela 6.1 - Valores de conjugado

Rotação C / CNom CRC / CNom CA / CNom

( % ) (motor)

C0+ C

1C

R0+ C

R1n

0C

0C

R0––––––– - –––––––

2 2

C1+ C

2C

R1+ C

R2n

1C

1C

R1––––––– - –––––––

2 2

C2+ C

3C

R2+ C

R3n

2C

2C

R2––––––– - –––––––

2 2

· · · · · · · · · · · ·

CN-1

+ CNom

CRN-1

+ CRNom

nNom

CNom

CRNom

––––––– - –––––––2 2

NOTATodos os valores de conjugado na tabela acima foramreferenciados ao conjugado nominal do motor porcomodidade e por ser mais fácil trabalhar com valoresdessa forma referenciados.

Aplicando estes valores na equação (6.10) poderemoscalcular os tempos de aceleração parciais para cada umdos subintervalos. Bastará depois disso somarmos todosestes valores parciais obtendo assim o valor do tempode aceleração total do motor. Matematicamentepodemos expressar isso através da seguinte relação:

ta =tan (6.15)

O valor encontrado a partir da expressão (6.15) deveráobedecer o que define a expressão (6.9). Caso isto severifique, teremos certeza de que o motor escolhidoatende a condição de partida.

Vamos agora aplicar este procedimento em umexemplo prático baseando-se em um uma aplicaçãoreal, sendo fornecidas as seguintes informações:

N

0

138

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6 Curva de conjugado da carga; Folha de dados do motor; Curvas com as características de conjugado ecorrente do motor.

OBSERVAÇÃOVer anexo I.

Neste exemplo estaremos considerando os dados deum motor de 25CV, 4 pólos, acionando uma bombacentrífuga (conjugado parabólico). O valor domomento de inércia J da bomba foi arbitrado em0,023Kgm2, e o momento de inércia do motor (dado decatálogo) considerado foi 0,11542Kgm2.

A curvas de conjugado em função da rotação, dabomba e do motor, fornecem o valor de conjugadorequerido em dez pontos de rotação distintos. Lendoestes valores das curvas obtemos a tabela abaixo:

Tabela 6.1a

Pontos de Conjugadoconjugado resistente do motor

Rotação CRES Cmotor

(% de nNOM) (N.m) (N.m)

0 20,0 229,54

10 15,0 210,4117

20 14,0 197,6594

30 16,0 191,2833

40 23,0 193,8338

50 30,9 204,0356

60 39,9 216,7878

70 50,9 229,54

80 63,9 255,0444

90 75,8 184,9072

100 89,8 99,8

139

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Os valores de conjugado do motor deverão sercorrigidos para a variação de tensão que será aplicada.Aqui iremos considerar que o motor atinja a tensãonominal ao final da rampa de tensão aplicada pela soft-starter.

Sabemos que conjugado do motor varia com oquadrado da tensão aplicada. Desta forma podemosdeterminar os valores de conjugado corrigido paracada um dos pontos fornecidos, já que conhecemos arampa de tensão.

Podemos então montar a seguinte tabela:

Tabela 6.1b

Os valores de conjugado do motor devem sercorrigidos através da seguinte relação:

CMotor = (U/100)2 x Cmotor (tirado da tabela 6.1a)

Rotação Tensão Cmotor

(% da nNom) (% da UNom) (N.m)

0 35 28,1

10 41,5 36,2

20 48 45,5

30 54,5 56,8

40 61 72,1

50 67,5 93,0

60 74 118,7

70 80,5 148,7

80 87 193,0

90 93,5 161,6

100 100 99,80

Com os valores de conjugado corrigidos podemos agorapreencher uma tabela como a tabela 6.1. Esta tabelaapresentará os valores de conjugado acelerante médiopara cada um dos intervalos de rotação definidos. Estatabela é mostrada a seguir:

140

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Tabela 6.1c

Rotação(% de nNom) CMotor (N.m) CRES (N.m) Camédio (N.m)

0 28,12 20,0 8,2

10 36,2 15,0 21,3

20 45,5 14,0 31,6

30 56,8 16,0 40,8

40 72,1 23,0 49,2

50 92,0 30,9 62,0

60 118,7,1 39,9 78,8

70 148,7 50,9 97,8

80 193,0 63,9 129,2

90 161,6 75,8 85,8

100 99,8 89,8 10,0

Com os valores de conjugado acelerante médio paratodos os intervalos de rotação, temos condição decalcular os tempos de aceleração parciais para cada umdeles (através da equação 6.10).

Para calcularmos o tempo de aceleração total bastautilizarmos a relação 6.15.

Substituindo os valores nas respectivas equaçõeschegamos ao seguinte resultado para o tempo deaceleração total : ta = 1,05 s.

Podemos verificar que este motor terá condições deacelerar tranqüilamente a carga, visto que o tempo deaceleração é muito pequeno em relação ao tempo derotor bloqueado (corrigido). Vide item “6.4.5 - Tempode rotor bloqueado do motor”, neste guia.

Devemos lembrar que no procedimento usado noexemplo acima não consideramos a ativação da função“limitação de corrente” da Soft-Starter. Quando estafunção está ativa devemos aplicar fatores paracorreção das curvas de conjugado e corrente do motor.

Uma alternativa válida seria a de considerarmos umvalor de limitação de corrente, e a partir daícalcularmos a tensão que deveria ser aplicada,considerando esta situação. Note que o conjugado serácorrigido conforme a seguinte relação:

141

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

6.5 AFUNDAMENTO DETENSÃO OU QUEDADE TENSÃOMOMENTÂNEA(Voltage Sag / VoltageDip)

ILim 2

CA

= ( ––––––– ) . Cn

– CRn

(6.16)In

Deve-se notar que a relação entre o valor da limitaçãoe a corrente do motor nos informará diretamente arelação da tensão aplicada em relação a tensãonominal. Assim podemos atribuir um valor a ILim everificarmos se o valor de tensão aplicada ao motor éválido ou satisfatório.

Para garantirmos o acionamento do motor devemosentão calcular o valor de corrente eficaz para o regimede partida do motor utilizando o valor de correntelimite e tempo de aceleração total. Vide item 6.4.3deste guia para cálculo da corrente eficaz do ciclo e daSof-Starter.

Vamos definir o conceito de “queda de tensãomomentânea” que está relacionado à partida degrandes cargas (como grandes motores), e queportanto pode estar relacionado à uma Soft-Starter.

Conforme a norma IEC61000-4-30:

Voltage dip: (definition used for the pupose of thisstandard). A sudden reduction of the voltage at apoint in the electriacal system, followed by voltagerecovery after a short period of time, from half acycle to a few seconds.

Ou conforme norma IEEE 1159:

Voltage sag: an rms variation with a magnitudebetween 10% and 90% of nominal and a rationbetween 0.5 cycles and one minute.

Observe que a norma européia usa o termo “voltagedip” enquanto a americana usa “voltage sag”. Apesardas definições serem ligeiramente diferentes, o fenô-

142

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6meno descrito é o mesmo, ou seja:

O fenômeno que nos interessa (voltage dip/sag)é uma redução no valor de tensão em um pontodo sistema elétrico seguido de sua recomposiçãoapós um curto período de tempo, acima de meiociclo até alguns segundos.

Figura 6.12 - Voltage Sag. Observe a redução da amplitude da forma deonda a partir do segundo semiciclo positivo até aproximadamente 0,15segundos

Também se usa o termo “queda de tensão” para aqueda que ocorre em cabos, particularmente emlongas distâncias.

Deste ponto em diante, neste item, quando nosreferirmos à “queda de tensão”, estamos nos referindoao fenômeno momentâneo definido como voltage dipou voltage sag nas normas IEC61000-4-30 e IEEE1159 já citadas.

Distúrbios de menos de meio ciclo se encaixam nadefinição de “transiente de baixa freqüência”,enquanto distúrbios maiores do que alguns segundospodem ser chamados de “subtensão da rede dealimentação”.

Sistemas de alimentação tem impedância diferente dezero, assim qualquer aumento da corrente causa umacorrespondente redução na tensão. Durantecomportamento normal da rede estas variações ficamdentro de limites aceitáveis. Mas quando há umacréscimo de corrente muito grande, ou quando aimpedância do sistema é alta, a tensão pode cairsignificativamente. Assim, conceitualmente há duascausas para quedas de tensão:

143

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6- Aumento substancial da corrente- Aumento na impedância do sistema

Do ponto de vista prático, quem provoca a queda detensão é o aumento da corrente.

Suponhamos o seguinte unifilar simplificado.

Figura 6.13 - Mesmo um evento que provoque uma queda de tensão nobarramento do resistor, provocará uma queda de tensão no transforma-dor, e conseqüentemente no motor

É óbvio que qualquer queda de tensão no ramal dotransformador, provocará uma queda de tensão no cir-cuito abaixo.

Mas um curto-circuito em um ramal distante pode pro-vocar uma queda no ramal do transformador também.Assim, mesmo falhas em partes distantes do circuitopodem causar uma queda de tensão em todas cargas.

Em redes industriais, a maioria das quedas de tensãosão provocadas nas próprias instalações. As causas maiscomuns são:

144

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6 Partir uma carga elevada

Como um motor ou um forno resistivo. Motoreselétricos partindo com tensão plena podemconsumir mais de 600% da sua corrente nominalna partida, dependendo de seu projeto. Fornoselétricos tipicamente solicitam 150% de sua corren-te até o aquecimento.

Figura 6.14 - Motor linha MASTER - Weg Motores podem solicitar mais de600% da corrente nominal, se partirem a tensão plena. A queda detensão pode ser considerável durante a partida de um motor de grandeporte a tensão plena.

Conexões defeituosas ou frouxasComo conectores não apertados aos fios. Istoaumenta a impedância do sistema e aumenta oefeito do aumento de corrente.

Falhas ou curtosEm qualquer lugar da fábrica. Apesar da falha serrapidamente isolada por fusível ou disjuntor, ela irá“puxar” para baixo a tensão até que o dispositivode proteção atue, o que pode durar de algunsciclos até alguns segundos.

A queda de tensão também pode se originar fora dainstalação do consumidor. As mais comuns:

Falhas em circuitos distantesCausam uma redução correspondente na rede doconsumidor. Dispositivos na rede da concessionária

145

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6procuram sanar a falha, cuja duração pode chegara alguns segundos. A grosso modo, a queda detensão dependerá da quantidade e característicasdos transformadores entre a rede do consumidor eo ponto de falha.

Falha no regulador de tensão da concessio-náriaSão raras. As concessionárias possuem sistemasautomáticos para ajustar a tensão (transformadorescom troca automática de taps, ou bancos decapacitores automáticos espalhados pela rede).

Figura 6.15 - A queda de tensão pode ter origem na rede daconcessionária

O mais importante é entender a causa da queda detensão antes de tentar eliminá-la.

Se não há tensão suficiente na rede de alimentação, osequipamentos nela conectados podem desligar ou terseu funcionamento prejudicado. Mesmo que a tensãose reduza por pouco tempo, e com intensidadelimitada.

Há cargas que tem uma tendência a sofrer mais comquedas de tensão: normalmente são circuitosalimentados por fontes DC, como computadores,circuitos de telefonia, CLPs, etc.

Também pode ocorrer que relés para proteção contra

6.5.1 Conseqüências deuma queda detensão momentânea

146

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6subtensão provoquem interrupções desnecessárias pormotivo de ajuste errado.

De maneira análoga pode ocorrer um desligamentodesnecessário provocado por relé de proteção contradesbalanceamento de fases. Entretanto, motores etransformadores podem sobreaquecer e seremdanificados por operarem durante desbalanceamentode fases, o que torna o uso do relé importante.

Figura 6.16 - Relés de proteção devem ser devidamente ajustados paraevitar “trips” desnecessários

O problema mais sutil ocorre em equipamentoseletrônicos. Há circuitos projetados para atuar com umacréscimo de tensão, tipicamente a ligação do equipa-mento. Durante a queda de tensão o equipamentopode funcionar perfeitamente, mas pode se “ressetar”quanto a queda de tensão cessa.

Se você já teve que consertar (ou re-adequar) algumobjeto, você já deve ter reparado como às vezes édifícil conseguir “coesão” entre as partes do objetoapós sua modificação.

É melhor sempre projetar o sistema da maneira certalogo do começo. Correções podem trazer aspectosindesejados, com os quais se terá de conviver. Isto por-que as várias partes do sistema são interdependentes,e alterar uma parte pode ter conseqüência em outras.Alguns exemplos de ajustes em sistemas problemáticos:

1) Mudar os ajustes de tensão das fontes DCCaso o problema esteja se manifestando apenas em

6.5.2 Comentários sobresoluções contraqueda de tensãomomentânea

147

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6uma carga alimentada por uma fonte de tensão DC,algumas destas fontes permitem ajustes quepodem dar maior range para superar quedas detensão momentâneas.

2) Reduzir a carga na rede elétricaRedes elétricas parcialmente carregadas sempretoleram solicitações de corrente melhor, portantodistribuir as cargas em vários transformadorespode melhorar a qualidade do suprimento deenergia.

3) Aumentar a capacidade da rede dealimentaçãoSe não é possível realocar as cargas, seránecessário usar um suprimento de energia demaior capacidade, ou seja, um transformadormaior, que irá consumir mais espaço, e maisrecursos financeiros, e trará alterações no nível decurto-circuito da instalação, e pode exigir alteraçãonos cabos na saída do transformador e respectivainstalação civil.

Figura 6.17 - A alteração para um transformador maior pode trazercomplicações devido à alteração da capacidade de curto-circuito, exigirmudança da cablagem e respectiva instalação civil. Na figura acima, atítulo de ilustração, o transformador do lado esquerdo é a seco e o outroé a óleo, embora existam grandes transformadores a seco também.

4) Alterar os ajustes das proteçõesSe é possível identificar um dispositivo de proteçãomal ajustado (como um relé de balanceamento defases, relé de subtensão, ou uma proteção interna aum equipamento), pode-se avaliar mudar seuajuste. Deve-se ter em mente que se o dispositivofoi ajustado em determinado modo, o projeto dosistema deve ter julgado este ajuste como

148

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6apropriado. Não é conveniente eliminar asproteções de um sistema. Dependendo dodispositivo de proteção, o ajuste pode ser simplescomo girar um knob, ou pode exigir substituição decomponentes ou ajuste de firmware.

5) Instalar um regulador de tensão de atuaçãorápida ou UPSExistem várias tecnologias para aumentar a tensãoque alimenta um ponto sensível da instalação(UPS, compensador estático de tensão, etc.). Estesequipamentos exigem engenharia de aplicaçãoadequada para solucionar o problema, e como re-presentam um custo extra, sua aplicação é maissensata apenas para alimentar pequenas cargasmuito sensíveis a quedas de tensão.

Quando um motor elétrico parte, ele irá drenar algumacorrente da rede elétrica. Portanto, alguma queda detensão durante a partida e até mesmo em regime(embora menor) é um fenômeno intrínseco aofuncionamento do sistema. O que se pode fazer élançar mão de estratégias para reduzir esta queda detensão, como a Soft-Starter.

Entretanto, será possível identificarmos facilmente seum circuito prestes a alimentar uma nova carga épotencialmente problemático em termos de queda detensão, provocada pela partida do motor?

A seguir vamos fazer uma simplificação prática, dandoum subsídio importante na aplicação de Soft-Starter:como as características da rede de alimentaçãoinfluenciam a partida da carga.

Este conceito é particularmente importante na partidade grandes cargas.

CÁLCULO DA CAPACIDADE DE CURTO-CIRCUITO

O cálculo da capacidade do curto-circuito é usado emvárias situações:

dimensionamento de transformadores,

6.5.3 Capacidade relativada rede dealimentação

149

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6 seleção de disjuntores e fusíveis em função da

capacidade de ruptura, determinando se umareatância de rede será necessária para um inversorde freqüência, etc.

Nosso objetivo aqui é expor como a capacidade decurto-circuito é importante no dimensionamento deum sistema de acionamento elétrico, econseqüentemente para uma Soft-Starter ou qualqueroutro método de partida.

Vamos lançar mão de exemplo de dimensionamento detransformador para ilustrar o conceito.

A impedâncias dos cabos e sua respectiva queda detensão serão ignorados aqui para preservar asimplicidade do exemplo, e também para munir oengenheiro, técnico ou empreendedor de um meiorápido para avaliar uma carga nova ou rever umproblema existente em sua planta.

Os seguintes cálculos determinarão a “potência extra”requerida por um transformador que seja usado paraalimentar um único motor.

Analisaremos duas situações, denominadas aqui de “A”e “B”. A primeira tem uma potência de curto-circuitoilimitada no primário, e a segunda, em antagonismo,tem suprimento de energia no primário com umacapacidade muito menor e definida.

150

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Situação “A”:Transformador conectado a linha com capacidade ilimi-tada de curto-circuito

Figura 6.18 - Figura ilustrativa de um Sistema “A”

Suponhamos transformador de 1000 kVA, 380Vtensão nominal no secundário, 5,75% de impedância.

A corrente de saída nominal a plena carga seria:

1000kVA––––––––––––– = 1521A

380V . 3

O valor de 5,75% de impedância indica que haverá1521 A (corrente nominal) se o secundário for curtocircuitado e a tensão no primário for elevada a valor talque haverá 5,75% da tensão nominal no secundário, ouseja 21,8V surgem no secundário.

151

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Assim, a impedância do secundário do transformadorpode ser calculada como:

V 21,85VZ = ––––– = –––––––––––– = 0,01436

I 1521A

Suponhamos que o transformador está conectadodiretamente à rede da concessionária, e suponhamosque esta possui uma capacidade de curto-circuitoilimitada. Note que a concessionária pode fornecer estedado sob consulta.

Com uma potência ilimitada de curto-circuito nosuprimento da concessionária, a corrente de curto-circuito que o transformador pode entregar nosecundário é

380V–––––––––– = 26452A

0,01436

Outra alternativa de cálculo da corrente de curto-circuito é a seguinte:

1521A · 100 1521––––––––––––––– = ––––––––– = 26452A

5,75 0,0575

Finalmente, há também a alternativa de consultar ofabricante.

Agora vamos analisar a conecção do motor aosecundário do nosso transformador.

Nós devemos calcular a queda de tensão que serácausada pela corrente solicitada na partida do motor.

Neste exemplo, observe como o transformadoralimenta apenas este motor, e portanto se a queda detensão não provocar uma redução de torque que oinabilite a partir a carga, não seria necessáriosuperdimensionar o transformador. É necessário ter emmente, entretanto, que esta abordagem negligênciaqualquer orientação da faixa de tensão de operação na

152

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6especificação do motor ou restrições de normas.

Dando continuidade ao nosso exemplo, suponhamosque o transformador alimentará um motor quedemanda 1400A de corrente nominal, o que vaiconsumir praticamente toda capacidade transformador.Assim, podemos dizer que o motor representa:

380V · 1400A · 1,73 = 902kVA

Suponhamos que nossa Soft-Starter limitará a correnteem 3 x In do motor o que vai drenar do transformador.Suponhamos também que se deseja uma queda detensão de 7,5%:

380V · 1400A · 300% · 1,73 = 2761kVA

A queda de tensão momentânea durante a partida seráproporcional à carga representada pelo motor, e podeser expressa como uma porcentagem da cargarepresentada pelo motor em relação à máximacapacidade do transformador.

O transformador tem uma potência de curto-circuitoque pode ser calculada como:

380V · 26452A · 3 = 17390kVA

A queda de tensão na partida do motor será:

2761kVA––––––––––– = 0,1587 = 15,87%

17390kVA

Conforme vimos no item 6.4.6 (Tempo de Aceleração),o conjugado do motor é proporcional ao quadrado datensão, e portanto, será necessário averiguar se estaqueda de tensão implica redução de conjugado domotor abaixo do conjugado requerido pela carga ou sea redução de conjugado do motor implica tempo deaceleração que excederá o limite térmico do motor ouda Soft-Starter.

Entretanto, conforme havíamos arbitrado inicialmente,a queda de tensão deverá manter-se em 7,5%.

Ou seja, o transformador precisa ser dimensionadopara uma capacidade de:

153

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER62761kVA

––––––––––– = 36813kVA0,075

Assim, a corrente de curto-circuito do transformadordeveria ser:

36813kVA––––––––––––– = 55998A

380V · 3

Primeiro vamos observar um transformador um poucomaior, suponhamos 2000 kVA, com impedância de6,5%. Este transformador ainda não atenderia, pois acorrente de curto circuito seria 46749 A.

Supondo um transformador de Z = 7,5%, teríamoscomo necessário um transformador cujo valor dacorrente a plena carga seja igual a 4200A, ou seja,aproximadamente 3MVA. Ou seja aproximadamente 3vezes a potência representada pelo motor em regime.

Observe o aumento da impedância em função doaumento da potência do transformador.

154

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Situação “B”:Transformador conectado a um demarrador com capa-cidade definida de curto-circuito

Figura 6.19 - Sistema “B”

Vamos analisar agora uma situação considerando umadeterminada capacidade de corrente de curto-circuitono primário do transformador que alimentará o motor.

155

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Vamos supor um ramal que deriva do transformador deum transformador de 1000kVA, igual ao mencionadono início da situação “A” anterior. Neste ramal, um se-gundo transformador é conectado diretamente aos ter-minais do transformador de 1000kVA.

Assim, cabos alimentadores entre os doistransformadores são eliminados, e a respectivaimpedância não será levada em conta, a fim depreservar a simplicidade do exemplo.

O segundo transformador, que vamos supor comotendo tanto o secundário quanto o primário em 380V,será usado para suprir um motor de 50cv, 3 fases,380V, In = 71,2 A, Ip/In = 6,6.

Vamos supor também que a partida será através deuma Soft-Starter, e que a aplicação (“heavy duty”)demandará pelo menos 4 vezes a corrente nominal domotor para partir, ou seja, 4 x 71,2 = 284,8A. Estemotor será a única carga do transformador, e a quedade tensão deverá ser limitada em 7,5%.

Em regime o motor representará uma carga de:

380V · 71,2 · 3 = 46,8kVA

Na partida, a carga representada pelo motor será:

380V · 71,2A · 400% · kVA

Vamos primeiramente supor um transformador de60kVA para alimentar este motor. O transformador teráuma impedância de 3%, uma corrente de saída de91,3 A a plena carga.

A corrente de curto-circuito que pode ser fornecida aotransformador de 60kVa pelo transformador de1000kVA é de 26452 A, ou seja, 17390 kVA.

A corrente de curto-circuito de um transformador comuma capacidade de curto-circuito limitada em seuprimário é

Corrente a plena carga––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––(Z do segundo transformador + Z do primeiro

transforrmador “visto” pelo segundo)

156

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Onde :

Z do primeiro transformador “visto” pelosegundo =

potência do segundo (kVA)––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––potência de curto-circuito disponível no primário

Assim, a corrente de curto-circuito no secundário denosso transformador de 60kVA tem valor de:

91,3A 91,3––––––––––––––––––– = ––––––––––––––– = 2729A

60kVA 0,03 + 0,003453% + –––––––––––

17390kVA

Durante a partida do motor, a queda de tensão nasaída do transformador será:

Carga representada pelo motor na partida–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Potência de curto-circuito

Ou seja,

187,2kVA–––––––––––––––––––– = 0,1043 = 10,43%

380V · 2729A · 3

O transformador de 60kVA é muito pequeno, uma vezque a queda de tensão excede os 7,5% arbitrados noinício de nosso exercício.

Porém, para um transformador de 100kVA, Z = 3%,teríamos uma corrente de curto circuito de:

152,1A–––––––––––––––––––– = 4254A

100kVA3% + ––––––––––––

17390kVA

157

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6E portanto a queda de tensão será:

187,2kVA––––––––––––––––––– = 0,0669 = 6,69%

380V · 425A · 3

Portanto, atendendo nossa necessidade de queda detensão.

Poderíamos estender-nos neste assunto, afinal a quedade tensão é um assunto de extrema importância.Estamos deixando de avaliar por exemplo, que duranteuma queda de tensão algumas cargas com tendência aregenerar energia aumentarão a corrente de curto-circuito. Por exemplo, imagine que durante a partidade um motor “A”, existe um motor “B” acionando umvolante de inércia. Durante a partida do motor “A”,ocorre uma queda de tensão no barramento. O motor“B”, ligado ao mesmo barramento, terá uma tendênciaa reduzir sua velocidade, em função do menor torquedisponível. Como a carga de “B” tem um alta inércia, omotor passará a funcionar como um gerador,contribuindo para aumentar a corrente de curto-circuito do sistema.

A bibliografia de referência no final deste guia indicalivros que tratam deste assunto em profundidade.Entendemos que para aplicação da Soft-Starter, osconceitos expostos até aqui servirão para a escolhasegura do equipamento, além de indicar o caminhopara aqueles que necessitam aprofundar seu estudo.

Finalizando, vamos tecer alguns comentários sobre autilização de transformadores em situação desobrecarga.

TRANSFORMADORES: OPERAÇÃO EMSOBRECARGA

Para a operação eficaz de um sistema elétrico, às vezesos transformadores são sobrecarregados para atendercircunstâncias de operação. Naturalmente, neste caso,é importante ao cliente acordar com o fabricante dotransformador a respeito de que sobrecarrega otransformador poderá suportar sem redução da suavida útil.

158

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

6.5.4 Comentários sobre aqueda de tensão e ainfluência na partidado motor

O problema principal é dissipação de calor. Se umtransformador for sobrecarregado por um determinadofator, suponhamos 20% além da capacidade nominalpor um período de tempo curto, é provável que todo ocalor desenvolvido nas bobinas seja transferidofacilmente ao meio ambiente. E consequentemente, asobrecarga será superada sem problemas.

Entretanto, em sobrecargas mais intensas ou porperíodos de tempo mais longos a temperatura internairá aumentar, causando desgaste ao isolamento epossíveis danos.

Como já vimos, o torque do motor é proporcional aoquadrado da tensão.Se há uma queda de tensão de 10%, o motor terá 81%do torque disponível.

Na pior das hipóteses, o motor pode não desenvolver otorque necessário para acelerar a carga antes deatingir o limite térmico de algum dos componentes dosistema de partida (motor, Soft-Starter, etc.), caso nãose tome o devido cuidado no dimensionamento.

Por outro lado, ainda hipoteticamente, se para umadeterminada carga for necessário pelo menos 81% datensão para partir, e a própria rede de alimentação jáimpor esta condição durante a partida, nem énecessário usar um método de partida com tensãoreduzida.

Apesar destes conceitos terem sido tratados ao longodeste capítulo, apresentamos a seguir simulação dedois sistemas (“A” e “B”) no Software deDimensionamento Weg – SDW (vide anexo 2 desteguia).

Os sistemas são idênticos, exceto pela queda de tensão.Trata-se do mesmo motor, mesma carga, etc. Entretantono sistema “A” a queda de tensão durante a partida éde 2,5% e no sistema “B” a queda de tensão vai a 10%.

159

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6GERAISTensão da rede : 380 VQueda de tensão na partida : 2,5 %By-pass : NãoLigação do motor : StandardTemperatura : 40 °CAltitude : 1000 m

CARGAAplicação : Ventilador centrífugoConjugado nominal (Cn) : 55 % do motorMomento de Inércia : 35 Vezes JNúmero de Partidas por Hora : 3Intervalo entre partidas : 20 min

Observe algumas diferenças relevantes a seguir,decorrentes apenas da maior queda de tensão.

Observe que o pedestal de tensão usado pela Soft-Starter para o sistema “B” é praticamente tensão plena(99%). Isto porque a própria rede já estará reduzindo atensão na alimentação do motor, e portanto o motor jáestará submetido a uma tensão “reduzida”.

Observe também que a limitação de corrente sobe,para compensar a queda de tensão. Na verdade, oalgoritmo utilizado no SDW parte de uma posturaconservadora para tratar de uma situação crítica comopartida com queda de tensão. Na prática pode serconseguido uma limitação um pouco menor,dependendo da dinamica do sistema elétrico e suainteração com a máquina.

Conseqüentemente a exigência térmica (a correnteRMS) da partida no sistema “B” é bem maior, o que cul-

MOTORPotência nominal : 220 kWNúmero de pólos : 4Tensão nominal : 380 VCorrente nominal : 399,83 ATempo de rotor bloqueado : 35 sMomento de Inércia : 6,33814 kg.m²Categoria : NCp/Cn : 2 puCmax/Cn : 2,2 puIp/In : 7 pu

Sistema “A” Sistema “B”Carga Ventilador (alta inércia) Ventilador (alta inércia)Queda de Tensão: 2,5% 10%Pedestal de Tensão: 86% 99%Tempo de aceleração com 29,76 seg. 30,36 seg.rampa de tensão:Limitação de corrente: 614% 691%Tempo de aceleração em 29,97 seg. 30,20 seg.limitação de corrente:Modelo da Soft-Starter SSW-03 670/220-440 SSW-03 800/220-440

160

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

6.6 APLICAÇÕES TÍPICAS

mina com a necessidade de utilizar uma Soft-Startertambém maior.

Aproveitando esta linha de raciocínio, se simulássemosexatamente o mesmo sistema para 15% de queda detensão, chegaríamos a conclusão de que o própriomotor não seria capaz de acionar o ventilador! Aqueda de tensão seria tão grande que não permitiria omotor desenvolver torque suficiente para tirar oventilador da inércia.

Finalizando, salientamos que escolhemos nesteexemplo uma carga com alta inércia para destacar ainfluencia da queda de tensão.

Se fizéssemos o mesmo exercício para a aceleração deuma bomba centrífuga ou um compressor parafuso(cargas leves), não haveria mudanças significativas emfunção da queda de tensão.

Este item destaca as principais funções usadas napartida de algumas máquinas típicas. Não há aquipretensão de dar uma receita infalível, mas sim umadica de que aspectos normalmente são tipicamenterelevantes nestas aplicações.

Vale destacar que a curva de conjugado é sempreaquela mais adequada para partida da máquina, porexemplo, ventiladores com damper fechado,refinadores sem carga, esteiras sem carga, etc.

161

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER66.6.1 Máquinas com

partidas levesBOMBA CENTRÍFUGA

Figura 6.20 - Bomba Centrífuga

Tipo de conjugado: ...... QuadráticoMomento de inércia: .... BaixoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 3 x In

do motor

Figura 6.21 - Curva de conjugado de uma Bomba Centrífuga

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Partida muito rápida Função “Pump control”Parada muito rápida Função “Pump control”Golpe de Aríete Função “Pump control”Alto pico de corrente Função “Pump control”Bomba rodar no sentido Proteção contracontrário reversão de fasesBomba rodar sem Proteção contralíquido (cavitação subcorrenteacentuada)Bomba sobrecarregada Proteção con tradevido à corpo sólido no subcorrenteseu interior (cavitaçãoacentuada edeterioração dolubrificante)

162

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6COMPRESSOR

Figura 6.22 - Compressor

Tipo de conjugado: ...... Favorável (parafuso)Tipo de conjugado: ...... Constante (alternativo)Momento de inércia: .... BaixoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 3 x In

do motor

Figura 6.23 - Curva de conjugado de Compressores (parafuso à esquerdae alternativo à direita)

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,compressorCompressor rodar no Proteção contrasentido contrário reversão de fases

163

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6REFINADOR DE CELULOSE

Tipo de conjugado: ...... Constante e baixo (partindosem carga)

Momento de inércia: .... BaixoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 3 x In

do motor

Figura 6.24 - Curva de conjugado de um Refinador

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,RefinadorAlta corrente e queda Limitação de correntede tensão na linha, porrepresentar uma cargasignificativa namáquina de papel deuma pequena fábricaNecessidade de Uso da saída analógicacontrole da de corrente emaproximação dos regulador de processodiscos em função externoda cargaRefinador rodar no Proteção contrasentido contrário reversão de fases

164

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6BOMBA DE VÁCUO (PALHETA)

Tipo de conjugado: ...... ParabólicoMomento de inércia: .... BaixoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 3 x In

do motor

Figura 6.25 - Curva de conjugado de uma Bomba de vácuo de palheta

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,bombaAlta corrente e queda Limitação de correntede tensão na linha, porrepresentar uma cargasignificativa namáquina de papelBomba rodar no Proteção contrasentido contrário reversão de fases

HIDRAPULPER

Tipo de conjugado: ...... ParabólicoMomento de inércia: .... MédioCorrente de partida: .... tipicamente de 3 a 4,5 x In do

motor

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,hidrapulperHidrapulper rodar no Proteção contrasentido contrário reversão de fases

165

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER66.6.2 Máquinas com

partidas severasBOMBA DE VÁCUO (PISTÃO)

Tipo de conjugado: ...... ConstanteMomento de inércia: .... BaixoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 5 x In

do motor

Figura 6.26 - Curva de conjugado de uma Bomba de vácuo de pistão

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,bombaAlta corrente e queda Limitação de correntede tensão na linha, porrepresentar uma cargasignificativa namáquina de papelBomba rodar no Proteção contrasentido contrário reversão de fases

166

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6VENTILADOR/ EXAUSTOR

Figura 6.27 - Ventilador

Tipo de conjugado: ...... QuadráticoMomento de inércia: .... Médio a AltoCorrente de partida: .... tipicamente de 3 a 5 x In do

motor

Figura 6.28 - Curva de conjugado de um Ventilador

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Alto pico de corrente Limitação de correnteCorreia ou Proteção contraacoplamento quebrado subcorrenteFiltro bloqueado ou Proteção contradamper fechado sobrecorrente

167

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6BRITADOR

Tipo de conjugado: ...... ConstanteMomento de inércia: .... AltoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 4,5 x

In do motor

Figura 6.29 - Curva de conjugado de um Britador

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Carga com alta inércia Limitação de correntee altas exigências detorque e alta inérciaPartida pesada quando Função “Kick Start”partindo com cargaMaterial impróprio Proteção contrano moinho sobrecargaAcoplamento quebrado Proteção contra

subcorrenteVibrações durante a Frenagem DCparada

168

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6CENTRÍFUGA

Figura 6.30 - Centrífuga

Tipo de conjugado: ...... LinearMomento de inércia: .... AltoCorrente de partida: .... tipicamente menor que 4,5 x

In do motor

Figura 6.31 - Curva de conjugado de uma Centrífuga

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Carga com alta inércia Limitação de correnteParada controlada Frenagem DCCarga muito alta ou Proteção contradesbalanceada sobrecorrenteAcoplamento quebrado Proteção contra

subcorrente

169

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6DEPURADOR

Tipo de conjugado: ...... ConstanteMomento de inércia: .... AltoCorrente de partida: .... tipicamente 3 a 5 x In do

motor

Figura 6.32 - Curva de conjugado de um Depurador

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,depuradorDepurador rodar no Proteção contrasentido contrário reversão de fasesDepurador entupido Proteção contra

sobrecorrente

170

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6MISTURADOR

Figura 6.33 - Misturador

Tipo de conjugado: ...... ConstanteMomento de inércia: .... AltoCorrente de partida: .... tipicamente 3 a 5 x In do

motor

Figura 6.34 - Curva de conjugado de um Misturador

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Diferentes materiais a Limitação de correnteprocessarNecessidade de Saída analógicafeedback para circuito proporcional a correntede controle regular aviscosidadeCarga muito alta ou Proteção contradesbalanceada sobrecorrenteLâminas quebradas ou Proteção contragastas subcorrente

171

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6MOINHO

Figura 6.35 - Moinho

Tipo de conjugado: ...... LinearMomento de inércia: .... AltoCorrente de partida: .... tipicamente 3 a 5 x In do mo-

tor

Figura 6.36 - Curva de conjugado de um Moinho

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Carga pesada com alta Limitação de corrente/inércia Função kick startNecessidade de Saída analógicafeedback para circuito proporcional a correntede controle regular aviscosidadeTravamento Proteção contra

sobrecorrenteParada rápida Frenagem DC

172

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6TRANSPORTADOR

Figura 6.37 - Transportador

Tipo de conjugado: ...... LinearMomento de inércia: .... AltoCorrente de partida: .... tipicamente 3 a 5 x In do

motor

Figura 6.38 - Curva de conjugado de uma Bomba de um Transportador

173

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6

6.7 REGRASPRÁTICAS DEDIMENSIONAMENTO

Problema Solução com SSW-03,SSW-04, SSW-06 ou SMV-01

Tranco mecânico no Limitação de correntemotor, transmissão,transportador ou nosbens transportadosTransportador travado Proteção contra

sobrecargaCorreia do Proteção contratransportador está subcorrentefora, mas o motorcontinua girandoPartir depois de um JOG ré e então partidatransportador em rosca ter a frentetravadoTransportador travado Proteção contra rotor

bloqueado

Na prática, muitas vezes não dispomos de todos osdados para dimensionamento da Soft-Starter.

Outras vezes dispomos dos dados, entretanto aaplicação não é severa (heavy duty) e a rede tem umaboa capacidade de alimentação. Então não faz sentidoinvestir tempo em cálculos desnecessários.

Outras vezes, ainda, necessitamos de uma regra práticae rápida que leve a uma boa estimativa e com uma boamargem de segurança.

A tabela a seguir representa esta regra prática.

Embora possa parecer óbvio, vale ressaltar que atabela parte do pressuposto que o motor temconjugado para acelerar a carga em regime.

Vale ressaltar também que foram consideradascondições típicas de rede de alimentação (potência decurto-circuito).

Como qualquer regra prática, ela traz um riscointrínseco a tentativa de generalização que a “regraprática” comporta. Nosso dia a dia, entretanto, diz queo risco é relativamente baixo, principalmente quandoquem a aplica está atento a identificar situaçõespotencialmente problemáticas, que merecerão analisemais profunda.

174

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER6Tabela 6.2 - Critérios de Dimensionamento

Aplicação Carga Inércia Fator

Bomba Centrífuga Baixa Baixa 1,0

Compressores Baixa Baixa 1,0(parafuso)

Compressores Média Baixa 1,0(alternativo)

Ventiladores Quadrático Média/Alta 1,2 Até 22 kW

1,5 Acima de22 kW

Misturadores Média Média 1,5 – 1,8(pulpers)

Moinhos Média/Alta Média 1,8 – 2,0

Transportadores Média/Alta Alta 1,8 – 2,0

Centrífugas Baixa Muito Alta 1,8 – 2,0

NOTAOs valores acima são válidos para regime de serviçonormal, ou seja, com número de partidas não superiora 10 partidas por hora. Consideramos também, ainércia e conjugado resistente da carga referidos aoeixo do motor.

Exemplos:

Considerar um motor Weg, 175 CV – IV pólos – 380Volts – 60 Hz

1. Acionando uma bomba centrífuga em umaestação de tratamento de água.

Devemos considerar a corrente nominal domotor;

Procurando esta informação no catálogo demotores encontramos Inom = 253,88 A;

Pelo critério da tabela 6.2 vemos que devemosconsiderar o fator 1,0;

Logo a Soft-Starter indicada para este caso é aSSW-03.255/220-440/2 (ver catálogo).

175

DIMENSIONAMENTO DO CONJUNTO MOTOR + SOFT-STARTER62. Acionando um ventilador em uma câmara de

resfriamento.

Devemos considerar a corrente nominal domotor;

Procurando esta informação no catálogo demotores encontramos Inom = 253,88 A;

Pelo critério da tabela 6.2 vemos que devemosconsiderar o fator 1,5;

Assim devemos considerar o valor de1,5x253,88 A 380,82 A;

Logo a Soft-Starter indicada para este caso é aSSW-03.410/220-440/2 (ver catálogo).

3. Acionando um transportador contínuo em umaempresa de mineração.

Devemos considerar a corrente nominal domotor;

Procurando esta informação no catálogo demotores encontramos Inom = 253,88 A;

Pelo critério da tabela 6.2 vemos que devemosconsiderar o fator 2,0;

Assim devemos considerar o valor de2,0x253,88 A 507,76 A;

Logo a Soft-Starter indicada para este caso é aSSW-03.580/220-440/2 (ver catálogo).

Não há dúvida que esta maneira de dimensionar asSoft-Starters é muito mais simples, porém ela torna-semuito vulnerável a erros, já que em virtude das poucasinformações oferecidas é muito difícil garantir oacionamento. Nestes casos é sempre oportunoconsultar o fabricante da Soft-Starter para que estepossa avaliar melhor a situação e assim indicar umasolução mais adequada.

7INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER

7.1 Introdução

7.2 Ligação padrão, entre a rede e o motor7.2.1 Chave seccionadora7.2.2 Fusíveis ou disjuntor7.2.3 Contator7.2.4 Fiações de controle e interface Homem-Máquina (IHM)7.2.5 Correção de fator de potência7.2.6 Aterramento

7.3 Ligação dentro do delta do motor7.3.1 Introdução7.3.2 Exemplo de ligação com SSW-03 Plus dentro da ligação delta do motor7.3.3 Ligação de terminais de motores com tensões múltiplas7.3.4 Possibilidades de ligação da SSW-03 Plus em função do fechamento domotor

7.4 SSW-05 (Micro Soft-Starter)

7.5 Ligação da SMV-01 (Soft-Starter paraMédia Tensão)

179

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Este capítulo tem por objetivo apresentar oscomponentes e informações gerais necessárias para ainstalação de uma Soft-Starter. A utilização de cadacomponente dependerá de cada caso particular.

Recorra também ao manual da Soft-Starter que vocêirá instalar, seguindo suas recomendações específicas.

Figura 7.1 – A instalação da Soft-Starter deve ser feita por profissionaisqualificados, seguindo as normas e procedimentos aplicáveis

Primeiramente abordaremos no item 7.2 a ligação daSoft-Starter entre o motor e a rede, em baixa tensão.Estas recomendações e circuitos são particularmenteaplicáveis às SSW-03 e SSW-04 da Weg.

No item 7.3 abordaremos a ligação da Soft-Starterdentro da ligação delta do motor. Por reduzir o preçototal da instalação – dependendo da distância entremotor e painel – este tipo de ligação já é a opção deboa parte dos projetistas. Ela é possível com as Soft-Starter SSW-03 Plus.

Finalizando este capítulo, abordaremosparticularidades da instalação elétrica da micro Soft-Starter SSW-05 e faremos rápido comentário a respeitoda Soft-Starter de Média Tensão SMV-01.

7.1 INTRODUÇÃO

180

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER77.2 LIGAÇÃO PADRÃO,

ENTRE A REDE E OMOTOR (“FORA” DALIGAÇÃO DELTA DOMOTOR)

Figura 7.2 – Instalação típica da Soft-Starter entre a Rede e o Motor(baixa tensão)

181

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7

7.2.1 Chave seccionadora

7.2.2 Fusíveis ou disjuntor

7.2.3 Contator

Ver figura 7.2, que ilustra e complementa oscomentários a seguir.

Utiliza-se chave seccionadora, por razões desegurança, para permitir a desenergização da Soft-Starter durante a manutenção.

Recomenda-se a utilização de fusíveis retardados ou deum disjuntor na entrada para proteção da instalação.Fusíveis ultra-rápidos podem ser utilizados para aproteção dos tiristores das Soft-Starters, mas não sãoobrigatórios.

Contator é recomendado quando o equipamentonecessita de dispositivos para desligamento deemergência.

A norma IEC 60947-4-2, no item 3.1.1. inclui uma notaque pode ser levada em conta na decisão de uso docontator:

Note: Because dangerous levels of leakagecurrents (see 3.1.13) can exist in asemiconductor motor controller in the OFF-state, the load terminals should be consideredlive at all times.

Resumindo: os terminais da carga devem serconsiderados energizados mesmo com a Soft-Starter(semiconductor motor controller) em estado “OFF”(OFF-state), uma vez que níveis perigosos de correntede fuga podem existir.

O uso do contator ou sua ausência, portanto,determinam procedimentos de manutenção, segurançae operação diferentes.

As fiações de controle e para IHM remotas sempredeverão ser instaladas em um duto metálico exclusivo(separado dos demais circuitos) e aterrado. Ocruzamento com cabos de potência também deverãoatender a um ângulo de 90 graus.

7.2.4 Fiações de controle einterface Homem-Máquina (IHM)

182

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Sempre que possível o fator de potência deve sercorrigido diretamente no motor com um banco decapacitores acionado por contator que é controladopelo relé de fim de rampa (RL ou R1). Desta forma aSoft-Starter garantirá que durante o chaveamento datensão (aceleração e desaceleração, momento onde sãogeradas harmônicas, os capacitores estejam fora docircuito.

Quando a correção do fator de potência diretamenteno motor não for possível, esta deverá ser feita noponto mais próximo possível do transformador.

Nunca conecte bancos de capacitores na saída da Soft-Starter ou nos terminais do motor sem que o controleseja feito pela chave,sob o risco de causar danossignificativos para as instalações e para a Chave Soft-Starter, em função de ressonâncias provocadas pordistorções harmônicas que ocorrem na partida.

As Soft-Starters devem ser obrigatoriamente aterradas.Verifique o manual do produto para saber a bitola docabo a ser utilizado. Conecte a uma haste deaterramento específica ou ao ponto de aterramentogeral (resistência <10 ohms). Não compartilhe a fiaçãode aterramento com outros equipamentos que operemcom altas correntes (ex.: Motores de alta potência,máquinas de solda, etc).

Quando várias Soft-Starters forem utilizadas observe afigura abaixo.

Figura 7.3 - Exemplo de Aterramento de várias Soft-Starters

7.2.6 Aterramento

7.2.5 Correção de Fator dePotência

SSW-03 Plus I SSW-03 Plus IISSW-03 Plus I SSW-03 Plus II SSW-03 Plus n

Barra de aterramento

183

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7A vantagem da ligação da Soft-Starter dentro daligação delta do motor é reduzir a corrente através dossemicondutores, e conseqüentemente utilizar-se umaSoft-Starter de menor potência.

Lembramos que todas as funções e proteções da chavepermanecem ativas.

A conexão padrão exige menos fiação de saída. Aconexão dentro da ligação delta do motor exige odobro da fiação, porém com bitola menor, sendo que,para curtas distâncias sempre será uma opção maisbarata no conjunto Soft-Starter + motor + fiação.

Exemplificando, suponhamos um motor trifásico cujacorrente nominal seja 100 A. Em nome da simplicidadedo nosso exemplo, vamos desprezar outras variáveisque podem influenciar no dimensionamento da Soft-Starter (carga, rede, etc) e adotar, portanto, uma Soft-Starter de 100 A para acionar este motor, ligando-aentre o motor e a rede, conforme figura 7.4 a seguir.Observe que a corrente que passa pelossemicondutores é a corrente solicitada pelo motor àrede.

a) Ligação Padrão com três cabos: corrente delinha da Soft-Starter igual a corrente do motor.

Figura 7.4 - Instalação da Soft-Starter entre a Rede e o Motor

Por outro lado, imaginemos a ligação dossemicondutores da Soft-Starter dentro da ligação deltado motor, conforme figura 7.5. Observe que a correnteque passará pelos semicondutores é 3 vezes menorque a corrente solicitada da rede. Entretanto, durante

7.3 LIGAÇÃO DENTRO DODELTA DO MOTOR

7.3.1 Introdução

184

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7a partida, haverá a presença de correntes harmônicasque não gerarão torque no motor mas que contribuempara aumentar as perdas. Por este motivo sobserva-seque a corrente durante a partida é 67% da correntenominal através da Soft-Starter, enquanto que emregime a corrente será 58% da nominal do motor.

b) Ligação Dentro da Ligação Delta do Motorcom seis cabos: corrente de linha da Soft-Starter igual a aproximadamente 58% dacorrente do motor (em regime) e 67% dacorrente do motor (durante a partida).

Figura 7.5 - Instalação da Soft-Starter Dentro da Ligação do Delta doMotor

As Soft-Starters da linha SSW-03 Plus podem serparametrizadas para as alternativas de ligação aseguir:

185

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Para conseguir a ligação dentro da ligação delta domotor, é necessário ter acesso a seis terminais do motor,e a tensão da rede deve coincidir com a tensão daligação delta (situação típica de motores preparadospara partir com chave estrela triângulo), conforme ésugerido na figura abaixo:

Figura 7.6 - Instalação da Soft-Starter Dentro da Ligação do Delta doMotor

7.3.2 Exemplo de ligaçãocom SSW-03 Plusdentro da ligaçãodelta do motor

186

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Também é possível fazer a ligação da Soft-Starter com by-pass, dentro da ligação delta domotor.

Figura 7.7 - Instalação da Soft-Starter dentro da Ligação do Delta doMotor

187

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Na ligação dentro da ligação delta do motor os cabosde conexão da Soft-Starter à rede, e/ou o contator deisolação da rede, deverão suportar a corrente nominaldo motor e os cabos de conexão do motor a Soft-Starter,e ou conexão do contator de by-pass, deverão suportar58% da corrente nominal do motor (em regime) e 67%da corrente do motor (durante a partida).

Para este tipo de ligação também é sugerido autilização de barramentos de cobre na conexão da Soft-Starter a rede, devido as grandes correntes envolvidase bitola dos cabos.

Com a SSW-03 Plus é fornecido um barramentoextensor de acessório para possibilitar a conexão demais cabos nos barramentos de entrada da SSW-03Plus.

Quando a conexão da SSW-03 Plus à rede for atravésde barramento não utilizar este barramento extensor.

Figura 7.8 - Barramento extensor para SSW-03

Cabo daRede

Cabo do Motor

188

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER77.3.3 Ligação de terminais

de motores comtensões múltiplas

A grande maioria dos motores é fornecida comterminais do enrolamento religáveis, de modo apoderem funcionar em redes de pelo menos duastensões diferentes. Os principais tipos de religação determinais de motores para funcionamento em mais deuma tensão são:

a) Ligação série-paralela

O enrolamento de cada fase é dividido em duas partes(lembrar que o número de pólos é sempre par, demodo que este tipo de ligação é sempre possível).

Ligando as duas metades em série, cada metade ficarácom a metade da tensão de fase nominal do motor.

Ligando as duas metades em paralelo, o motor poderáser alimentado com uma tensão igual à metade datensão anterior, sem que se altere a tensão aplicada acada bobina. Veja os exemplos das figuras 7.9 e 7.10.

Figura 7.9 - Ligação série paralelo Y

Figura 7.10 - Ligação série paralelo

189

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Este tipo de ligação exige nove terminais no motor e atensão nominal (dupla) mais comum, é 220/440V, ouseja, o motor é religado na ligação paralela quandoalimentado com 220V e na ligação série quandoalimentado em 440V. As figuras 7.9 e 7.10 mostram anumeração normal dos terminais e o esquema deligação para estes tipos de motores, tanto para motoresligados em estrela como em triângulo.

O mesmo esquema serve para outras duas tensõesquaisquer, desde que uma seja o dobro da outra, porexemplo, 230/460V

b) Ligação estrela-triângulo

O enrolamento de cada fase tem as duas pontastrazidas para fora do motor.

Se ligarmos as três fases em triângulo, cada fasereceberá a tensão da linha, por exemplo, 220V (figura2.6). Se ligarmos as três fases em estrela, o motor podeser ligado a uma rede com tensão igual a 220 x 3 =380 volts sem alterar a tensão no enrolamento quecontinua igual a 220 volts por fase, pois,

Figura 7.11- Ligação estrela-triângulo ( Y -)

Este tipo de ligação exige seis terminais no motor eserve para quaisquer tensões nominais duplas, desdeque a segunda seja igual à primeira multiplicada por3.

Exemplos: 220/380V - 380/660V - 440/760V

Nos exemplos 380/660V e 440/760V, a tensão maiordeclarada só serve para indicar que o motor pode seracionado através de uma chave de partida estrela-triângulo.

190

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Motores que possuem tensão nominal de operaçãoacima de 660V deverão possuir um sistema de isolaçãoespecial, apto a esta condição.

c) Tripla tensão nominal

Podemos combinar os dois casos anteriores: oenrolamento de cada fase é dividido em duas metadespara ligação série-paralelo. Além disso, todos osterminais são acessíveis para podermos ligar as trêsfases em estrela ou triângulo. Deste modo, temosquatro combinações possíveis de tensão nominal:

1) Ligação triângulo paralelo;

2) Ligação estrela paralela, sendo igual a3 vezes aprimeira;

3) Ligação triângulo série, valendo o dobro daprimeira;

4) Ligação estrela série, valendo 3 vezes a terceira.

Mas, como esta tensão seria maior que 600V, éindicada apenas como referência de ligação estrela-triângulo.

Exemplo: 220/380/440(760) V

Este tipo de ligação exige 12 terminais e a figura 7.12mostra a numeração normal dos terminais e o esquemade ligação para as três tensões nominais.

Figura 7.12 - Motor de “quatro tensões”

191

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER77.3.4 Possibilidades de

ligação da SSW-03Plus em função dofechamento domotor

Ligação Padrão com três cabos: P28=OFF, correntede linha da Soft-Starter igual a corrente do motor.

Figura 7.13 - Corrente de linha da Soft-Starter igual a corrente do motor

Ligação Dentro da Ligação Delta do Motor comseis cabos: P28=ON, corrente de linha da Soft-Starterigual a aproximadamente 58% da corrente do motor(em regime) e 67% da corrente do motor (durante apartida).

Figura 7.14 - Corrente de linha da Soft-Starter igual a aproximadamente

58% da corrente do motor

192

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7Dentro da ligação delta do motor (delta inside) commotor de duplo delta em série.

Figura 7.15 - Soft-Starter “delta inside” e motor de duplo delta em série

Dentro da ligação delta do motor com motor de duplodelta em paralelo.

Figura 7.16 - Soft-Starter “delta inside” e motor de duplo delta emparalelo

193

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER77.4 SSW-05 (Micro Soft-

Starter)A ligação da micro Soft-Starter SSW-05 difere em váriosaspectos de uma Soft-Starter convencional. Isto decorrede seu projeto ter sido desenvolvido com foco napartida de motores pequenos acionando cargas levescomo bombas e compressores

Esta Soft-Starter opera com o princípio de controle detensão em duas fases. Uma das fases passa diretoatravés da chave e é conectada ao motor. A tensão dasoutras duas fases é controlada por tiristores ligados emantiparalelo. Após a partida, os tiristores são curto-circuitados por um relé interno (by-pass).

Assim, a micro Soft-Starter deve ser utilizadanecessáriamente com um dispositivo que garanta aabertura física da alimentação de todas as fases(contator de entrada ou seccionadora sob carga) alémde fusíveis.

A tabela abaixo relaciona contator + fusíveis WEGindicados para cada valor de corrente nominal da SSW-05:

Corrente da Contator Fusível FusívelSSW-05 Plus (K1) (F1, F2, F3) (F11, F12, F21)

3A CWM09 Tipo D 10A

10A CWM12 Tipo D 16A

16A CWM18 Tipo D 25A

23A CWM25 Tipo D 35A Tipo D 6A

30A CWM32 Tipo D 50A

45A CWM50 Tipo D 63A

60A CWM65 Tipo NH 100A

85A CWM95 Tipo NH 125A

194

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7

Figura 7.17 - Micro Soft-Starter SSW-05 simplificado (comando com chavede duas posições e seccionadora sob-carga na entrada)

195

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER7

Figura 7.18 - Micro Soft-Starter SSW-05 (comando com botões liga/desligae contator de entrada)

196

INSTALAÇÃO DA SOFT-STARTER77.5 LIGAÇÃO DA SMV-01

(SOFT-STARTER PARAMÉDIA TENSÃO)

O produto SMV-01 é um sistema de partida completodesenvolvido pela Weg para partida de motores demédia tensão.

O circuito padrão é composto por Seccionadora deEntrada, Fusíveis Ultra Rápidos, Contator a vácuo deentrada e contator a vácuo de by-pass, além da Soft-Starter propriamente dita.

Figura 7.19 - Acionamento típico com SMV-01

Os engenheiros e técnicos de aplicação da Wegdesenvolvem em conjunto com o cliente a melhorsolução de instalação para cada aplicação emespecífico.

8LINHAS DE SOFT-STARTER WEG

8.1 Introdução

8.2 SSW-03 e SSW-04

8.3 SSW-05

8.4 SSW-06

8.5 SMV-01

199

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8Como sabemos, as Soft-Starter são chaves de partidaestática, destinadas à aceleração, desaceleração eproteção de motores de indução trifásicos.

O controle da tensão aplicada ao motor, mediante oajuste do ângulo de disparo dos tiristores, permiteobter partidas e paradas suaves.

As linhas de Soft-Starter Weg representam o estado daarte em tecnologia de partida e parada de motores deindução trifásicos, disponibilizando recursos quepermitem partir, parar e proteger os motores elétricosde maneira facilitada e eficaz.

Abordaremos a seguir as principais características daslinhas de Soft-Starter Weg, cujos recursos variam deacordo com a família a que pertencem.Os dados apresentados a seguir estão sujeitos aalteração sem prévio aviso.

As Soft-Starts WEG SSW-03 e SSW-04,microprocessadas e totalmente digitais, são produtosdotados de tecnologia de ponta e foram projetadaspara garantir a melhor performance na partida eparada de motores de indução, apresentando-se comouma solução completa e de baixo custo.A interfacehomem-máquina permite fácil ajuste de parâmetrosfacilitando a posta em marcha e a operação. A funçãoincorporada “Pump Control” permite um eficazcontrole sobre bombas, evitando desta forma o “Golpede Ariete”. A função incorporada “Economia deEnergia” permite a redução das perdas no motor comcarga baixa, através da redução automática da tensãono motor.

8.1 INTRODUÇÃO

8.2 SSW-03 E SSW-04

SOFT-STARTER

SOFT-STARTER

Figura 8.1 - Alguns modelos das Linhas SSW-03 e SSW-04

200

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8BENEFÍCIOS• Proteção eletrônica integral do motor;• Proteção eletrônica integral do motor;• Relé térmico eletrônico incorporado;• Interface Homem-Máquina incorporada;• Função “Kick-Start” para partida de

cargas com elevado atrito estático;• Função “Pump Control” para controle

inteligente de sistemas de bombeamento;• Evita o “Golpe de Ariete” em bombas;• Limitação de picos de corrente na rede;• Limitação de quedas de tensão na partida;• Eliminação de choques mecânicos;• Redução acentuada dos esforços sobre os

acoplamentos e dispositivos de transmissão(redutores, polias, engrenagens, correias, etc);

• Aumento da vida útil do motor e equipamentosmecânicos da máquina acionada;

• Otimização automática de consumo de energiapara aplicações com carga reduzida ou à vazio;

• Possibilidade de partida de vários motores,configurados em paralelo ou em cascata;

• Facilidade de operação, programação emanutenção via interface homem-máquina;

• Simplificação da instalação elétrica;• Comunicação serial RS-232 incorporada;• Comunicação em Redes FieldBus:

ProfiBus DP, DeviceNet ou ModBus RTU (opcionais);• Programação e monitoração via microcomputador

PC com software SUPERDRIVE (opcional);• Possibilidade de ligação padrão 3 cabos ou

dentro do delta do motor (6 cabos) - (SSW-03 Plus);• Totalmente digital / Microcontrolador 16 Bits;• Operação em ambientes de até 55 °C;• Certificações Internacionais IRAM, C-Tick, UL, cUL e CE.

PRINCIPAIS APLICAÇÕES• Bombas Centrífugas / Alternativas

(Saneamento / Irrigação / Petróleo)• Ventiladores / Exaustores / Sopradores• Compressores de Ar / Refrigeração (Parafuso / Pistão)• Misturadores / Aeradores• Centrífugas• Britadores / Moedores• Picadores de Madeira• Refinadores de Papel• Fornos Rotativos• Serras e Plainas (Madeira)

201

• Moinhos (Bolas / Martelo)• Transportadores de Carga:

- Correias / Cintas / Correntes- Mesas de Rolos- Monovias / Nórias- Escadas Rolantes- Esteiras de Bagagem (Aeroportos)- Linhas de Engarrafamento

INTERFACE HOMEM-MÁQUINA

IHM-3P

STARTLED que indica que aSoft-Starter inicioupartida ou parada

RUNLED indica estado daSoft-Starter:- Aceleração- Desaceleração- Tensão plena- Em economia deenergia

Liga Soft-Starter

Desliga Soft-StarterReseta erros na Soft-Starter

Incrementa número ou conteúdo do parâmetro

Decrementa número ou conteúdo do parâmetro

Comuta display entre o número do parâmetro e oseu conteúdo

IHM-3P Interface Homem-Máquina destacável, compossibilidade de fixação local ou remota (cabos 1, 2 ou 3metros)

Figura 8.2 - Interface Homem-Máquina

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

202

TIPOS DE LIGAÇÃO (SOFT-STARTER MOTOR)

IMPORTANTE1. A ligação tipo dentro do delta do motor (6 cabos) é

possível somente com as Soft-Starters SSW-03 Plus.2. Na ligação padrão (3 cabos) o motor pode ser conectado

tanto em ligação Estrela ou Triângulo.3. Para uma mesmapotência de motor, na ligação tipo den-

tro do delta do motor (6 cabos ), a Soft-Starter émenor do que a Soft-Starter necessária na ligação tipopadrão (3 cabos). Essa característica muda a relaçãoentre as correntes nominais da Soft-Starter e do motor.A saber, nesta ligação, pode-se usar a Soft-Starter comsua corrente nominal dimensionada da seguinte forma:- 1,50 vezes a corrente nominal do motor, durante a partida;- 1,73 vezes a corrente nominal do motor, em tensão plena.Durante a partida a relação é menor devido as caracte-rísticas comuns a este tipo de ligação (dentro da ligaçãoDelta do motor) o Tiristor da Soft-Starter necessita con-duzir a mesma corrente em um período de tempo me-nor, elevando com isto as perdas no Tiristor durante apartida.

Padrão (3 cabos) Dentro do delta do motor (6 cabos)

Figura 8.3 - Ligação Padrão

SSW-03 Plus

Figura 8.4 - Ligação dentro do delta do motor

Motor Ligação 6 cabos

220 / 380V 220V

380 / 660V 380V

440 / 760V 440V

220 / 380 / 440 / 760 220 / 440V

Soft-Starter dentro do Delta do motor

ITotal consumida

3ISoft-Starter = = 57% da ITotal consumida

ITotal consumida

1,5ISoft-Starter = = 67% da I

Total consumida

(em regime)

(na partida)

Motor em Estrela Motor em Triângulo

ISoft-Starter = ITotal consumida

SSW-03 Plus e SSW-04

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

203

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

Básico / Convencional Inversão de Sentido de Giro

Frenagem CC By-Pass

SSW-03Plus /SSW-04 SSW-03Plus /SSW-04

SSW-03Plus /SSW-04

SSW-03Plus /SSW-04

4. Para ligação “dentro do delta do motor (6 cabos)”, otransformador de alimentação deverá ter o secundá-rio ligado em estrela aterrado.

Multimotores / Cascata

SSW-03Plus /SSW-04

ACIONAMENTOS TÍPICOS (LIGAÇÃO STANDARD - 3 CABOS)

Figura 8.5- Acionamentos típicos

204

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8ACESSÓRIOS E PERIFÉRICOS

MÓDULOS FIELDBUS WEG

MFW-01 / DN

MFW-01 / PD

Unidades para comunicação em redes FieldBus

MFW-01 / MR

ProfiBus DP

DeviceNet

ModBus RTU

MÓDULOS DE AQUISIÇÃO DE CORRENTE

Unidade de aquisição de corrente para uso com siste-ma de acionamento com By-Pass

MAC - 02

MAC - 01

MAC - 03

SSW-03 Plus (120...340A)

SSW-03 Plus (410...580A)

SSW-03 Plus (670...800A)

KIT IP 20 P/ SSW-03 Plus

Kit de instalação para SSW-03 Plus (3 cabos) parapermitir a utilização de eletrodutos metálicos para aentrada e saída de cabos.Disponível somente para SSW-03 Plus quando utilizadana ligação padrão (3 cabos) para as mecânicas (X) 0; 1;2; 3; 4; 5 e 6.

KIT IP 20 / SSW-03 Plus / MX

MÓDULO INTERFACE WEG

Interface de comunicação entre a Soft-Starter SSW-03Plus ou SSW-04 e os módulos FieldBus WEG,comconversão RS-232 para RS-485.

MIW - 02

Figura 8.6- Módulo de comunicação FieldBus /MFW-01

Figura 8.7 - Módulo de interface FieldBus /MIW-02

Figura 8.8 - Kit IP20 para SSW-03 Plus

Figura 8.9 - Módulo de aquisição de corrente

205

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8SOFTWARE DE PROGRAMAÇÃO - SUPERDRIVESoftware de programação via microcomputador PC,em ambiente Windows, para parametrização,comando e monitoração das Soft-Starters SSW-03 Pluse SSW-04. Permite editar parâmetros “on-line”,diretamente na Soft-Starter ou editar arquivos deparâmetros “off-line”, armazenados nomicrocomputador. É possível armazenar arquivos deparâmetros de todas as Soft-Starters SSW-03 Plus eSSW-04 existentes na instalação. O software tambémincorpora funções para transferir o conjunto deparâmetros do microcomputador para a Soft-Starter,como também da Soft-Starter para o microcomputador.A comunicação entre a Soft-Starter e omicrocomputador é feita via interface serial RS-232(ponto a ponto) ou RS-485 utilizando o módulo MIW-02para interligação em rede.

REDES DE COMUNICAÇÃO “FIELDBUS”As Soft-Staters SSW-03 Plus e SSW-04 podemopcionalmente ser interligados em redes decomunicação rápidas “FieldBus”, através dosprotocolos padronizados mais difundidosmundialmente, podendo ser:

•Profibus DPFIELDBUS •DeviceNet

•Modbus RTU

Destinadas principalmente a integrar grandes plantasde automação industrial, as redes de comunicaçãorápidas conferem elevada performance de atuação egrande flexibilidade operacional, característicasexigidas em aplicações de sistemas complexos e/ouintegrados.

As Soft-Starters SSW-03 Plus e SSW-04 podem seinterligar as redes de comunicação do tipo “FieldBus”através de Módulos FieldBus WEG, de acordo com oprotocolo desejado.

REDES “FIELDBUS”

MFW-01

MIW-02 MIW-02

MFW-01

MIW-02MIW-02

C L P

Figura 8.10 - SuperDrive

Figura 8.11 - Comunicação Fieldbus

206

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8FUNÇÕES PRINCIPAIS

Rampas

Figura 8.12 - Gráfico das rampas de aceleração/desaceleração

Permite a aceleração e/ou desaceleração suaves. Naaceleração ajusta-se também a tensão inicial. Nadesaceleração ajusta-se o degrau inicial de tensão.A desaceleração evitará o “Golpe de Ariete” embombas.

Tensão

Aceleração Desaceleração

t (s)

UN

Pulso de tensão (Kick-Start)

Figura 8.13- Gráfico do pulso de tensão (kick-start)

Permite um pulso inicial de tensão que aplicado ao mo-tor proporciona um reforço de torque na partida, neces-sário para a partida de cargas com elevado atrito estáti-co.

Proteção sub/sobrecorrente

Figura 8.14- Gráfico de proteção de sub/sobrecorrente

t (s)

Reforço de torque(Booster)

Tensão

NU

Corrente

t (s)

Nível desobrecorrente

Nível desubcorrente

207

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8Economia de energia

Figura 8.15 - Gráfico de economia de energia

Tem como função diminuir as perdas no entreferro domotor, proporcionando economia de energia quandooperado à vazio ou com pouca carga.

t (s)

Tensão

Economia

DIMENSÕES E PESOS

ALTURA (mm)SÉRIE MECÂNICA LARGURA PROFUNDIDADE PESO

“L” (mm) “H” ”H2” “P” (mm) (kg)(IP 00) (c/ kit IP 20)

1 199 5,2SSW-04 140 275 –

2 283 9,0

0 365 605 244 17224

1 480 720 257 20

2 530 886 315 42

3 605 961 50SSW-03 521

Plus 4 655 1011 325 59

5 705 1111 64

6 571 855 1288 345 72

7 679 1210 – 431 180

L

H2

H

P

208

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8TABELA DE ESPECIFICAÇÃO SSW-04

16 / 220-440 16 16 6 4,5 6 4,5

30 / 220-440 30 27 10 7,5 10 7,5

45 / 220-440 45 38 220 15 11 12,5 9,2

60 / 220-440 60 52 20 15 20 15

85 / 220-440 85 80 30 22 30 22

16 / 220-440 16 16 10 7,5 10 7,5

30 / 220-440 30 27 20 15 15 11

45 / 220-440 45 38 380 30 22 25 18,5

60 / 220-440 60 52 40 30 30 22

85 / 220-440 85 80 60 45 50 37

16 / 220-440 16 16 12,5 9,2 12,5 9,2

30 / 220-440 30 27 20 15 20 15

45 / 220-440 45 38 440 30 22 30 22

60 / 220-440 60 52 50 37 40 30

85 / 220-440 85 80 75 55 60 45

16 / 460-575 16 16 15 11 15 11

30 / 460-575 30 27 30 22 25 18,5

45 / 460-575 45 38 575 40 30 30 22

60 / 460-575 60 52 60 45 50 37

85 / 460-575 85 80 75 55 75 55

SOFT-STARTER SSW-04

ModeloInominal (A)

40°C 55°C

Tensão(V)

MOTOR MÁXIMO APLICÁVEL (1)

CV kW CV

Ta=40...55°C (3)

kW

460

/480

/575

V22

0/

230

/240

/38

0/

400

/415

/440

VMecânica

Tensãoda

Rede

2

1

2

1

2

1

2

1

Ta=0...40°C(2)

NOTAS:(1) As potências indicadas nas tabelas (SSW-04 e SSW-

03Plus) são para cargas suaves do tipo bombas cen-trífugas e compressores, com base em motores WEGde IV pólos - 60 Hz.Para aplicações com cargas pesadas e/ou condiçõesseveras, consultar a WEG. O dimensionamento de Soft-Starters é feito com base nos dados da curva de car-ga, número de partidas/hora e tipo de carga.

(2) Potências máximas de motores para Soft-Starters ope-rando em ambiente com temperatura máxima de40°C.

(3) Potências máximas de motores para Soft-Starters ope-rando em ambiente com temperatura máxima de55°C.

209

TABELA DE ESPECIFICAÇÃO SSW-03 PLUS

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8Tensão

daRede

SOFT-STARTERSSW-03 Plus

ModeloInominal

(A)

40°C 55°C

Tensão(V)

MOTOR MÁXIMO APLICÁVEL (1)

CV

Ta=0...40°C(2)

kW CV

Ta=41...55°C (3)

kW

460

/48

0/5

75V

220

/230

/240

/38

0/

400

/415

/44

0V

120 / 220-440 120 100 50 37 40 30 75 55 75 55170 / 220-440 170 145 75 55 50 37 125 90 100 75205 / 220-440 205 170 85 63 75 55 150 110 125 90255 / 220-440 255 255 100 75 100 75 175 130 175 130290 / 220-440 290 290 125 90 125 90 200 150 200 150340 / 220-440 340 290 140 103 125 90 250 185 200 150410 / 220-440 410 380 150 110 150 110 300 220 250 185475 / 220-440 475 475 200 150 200 150 350 260 330 240580 / 220-440 580 500 250 185 200 150 400 300 350 260670 / 220-440 670 550 270 200 225 166 450 330 400 300800 / 220-440 800 620 300 220 250 185 550 400 450 330950 / 220-440 950 800 400 300 300 220 650 475 550 400

1100 / 220-440 1100 850 450 330 350 260 800 600 600 4501400 / 220-440 1400 1080 600 450 450 330 1000 750 750 550120 / 220-440 120 100 75 55 75 55 150 110 125 90170 / 220-440 170 145 125 90 100 75 200 150 175 130205 / 220-440 205 170 150 110 125 90 250 185 200 150255 / 220-440 255 255 175 130 175 130 300 220 300 220290 / 220-440 290 290 200 150 200 150 350 260 350 260340 / 220-440 340 290 250 185 200 150 400 300 350 260410 / 220-440 410 380 300 220 270 200 500 370 450 330475 / 220-440 475 475 350 260 350 260 600 450 600 450580 / 220-440 580 500 400 300 370 270 700 500 630 470670 / 220-440 670 550 450 330 400 300 850 630 700 500800 / 220-440 800 620 550 400 450 330 1000 750 750 550950 / 220-440 950 800 750 550 600 450 1200 900 1000 750

1100 / 220-440 1100 850 800 600 650 475 1350 1000 1050 7701400 / 220-440 1400 1080 1000 750 800 600 1750 1300 1350 1000120 / 220-440 120 100 100 75 75 55 175 130 150 110170 / 220-440 170 145 150 110 100 75 250 185 200 150205 / 220-440 205 170 170 125 125 90 300 220 250 185255 / 220-440 255 255 200 150 200 150 350 260 350 260290 / 220-440 290 290 250 185 250 185 400 300 400 300340 / 220-440 340 290 270 200 250 185 500 370 400 300410 / 220-440 410 380 350 260 300 220 600 450 550 400475 / 220-440 475 475 400 300 400 300 700 500 650 475580 / 220-440 580 500 500 370 430 315 850 630 700 500670 / 220-440 670 550 550 400 450 330 950 700 800 600800 / 220-440 800 620 700 500 500 370 1150 850 900 660950 / 220-440 950 800 800 600 700 500 1400 1050 1150 850

1100 / 220-440 1100 850 900 660 750 550 1600 1200 1250 9201400 / 220-440 1400 1080 1200 900 900 660 2050 1500 1550 1150120 / 460-575 120 100 125 90 100 75 225 165 175 130170 / 460-575 170 145 150 110 150 110 300 220 270 200205 / 460-575 205 170 220 160 175 130 400 300 300 220255 / 460-575 255 255 250 185 250 185 450 330 450 330290 / 460-575 290 290 300 220 300 220 550 400 550 400340 / 460-575 340 290 350 260 300 220 650 475 550 400410 / 460-575 410 380 450 330 400 300 750 550 700 500475 / 460-575 475 475 500 370 500 370 900 660 900 660580 / 460-575 580 500 600 450 550 400 1100 800 950 700670 / 460-575 670 550 750 550 600 450 1250 920 1050 770800 / 460-575 800 620 850 630 700 500 1500 1100 1150 850950 / 460-575 950 800 1100 800 850 630 1800 1300 1500 1100

1100 / 460-575 1100 850 1200 900 950 700 2100 1550 1600 12001400 / 460-575 1080 1500 1100 1200 900 2650 1950 2050 1500

220

380

440

575

CV

Ta=0...40°C(2)

kW CV

Ta=41...55°C (3)

kW

Mecânica

0

4

1

2

3

6

7

5

0

4

1

2

3

6

7

5

0

4

1

2

3

6

7

5

0

4

1

2

3

6

7

5

Ligação Standard (3 cabos) Ligação dentro do delta (6 cabos)

1400* Os modelos de 1100 e 1400 A que possuem comando em 110 Vca deverá ser utilizado transformador para a elevação de tensão local de 110 Vca para 220 Vca.Nota:Tabela de valores de motores para a seguinte condição:- Ligação standard: 3xIn durante 30s 10 partidas por hora;- Ligação dentro do delta: 3xIn durante 25s 10 partidas por hora.

210

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS SSW-03 E SSW-04

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8Modelos 220-440 : 220 / 230 / 240 / 380 / 400 / 415 / 440 V ( + 10 % , - 15 % )Modelos 460-575 : 460 / 480 / 525 / 575 V ( + 10 % , - 15 % )50 / 60 Hz +/- 5 Hz ( 45 ... 65 Hz )Versão 1: 110 / 120 Vca e Versão 2: 220 / 230 VcaSSW-04: IP 20; SSW-03 Plus: IP 00 (Padrão) ou IP 20 (Opcional com kit)Variação da tensão sobre a carga (motor)Fonte chaveada ( SSW-04 ); Fonte linear (SSW-03 Plus)Microcontrolador de 16 Bits300% (3x Inom.) durante 20s(SSW-04), 30s(SSW-03 Plus - ligação standard) e 25s(SSW03 Plus -Ligação dentrodo delta)450%(4,5xInom.)durante20s(SSW-04),30s(SSW-03 Plus- ligaçãostandard)e25s(SSW03Plus-Ligação dentrododelta)com redução de 33% na Inom.4 Entradas programáveis isoladas ( fotoacopladas ) 24 Vcc1 Entrada diferencial programável (10 bits) 0...10Vcc, 0...20mA ou 4...20mA (Exceto SSW-04)2 Saídas programáveis ( NA ) 250 V / 1 A1 Saída ( Reversor = NA + NF ) 250 V / 1 A – Defeitos1 Saída programável ( 8 bits ) 0...10 Vcc ( Exceto para SSW-04 )RS-232Unidades p/ comunicação em redes ProfiBus DP, DeviceNet ou ModBus RTU (opcionais)Sobrecorrente imediata na saída ( motor ) Falta de fase na alimentaçãoSubcorrente na saída ( motor ) Falta de fase na saída ( motor )Sobrecarga na saída ( motor ) – I2 t Falha no tiristorSobretemperatura nos tiristores / dissipador Erro na CPU ( Watchdog )Sequência de fase invertida Erro de programaçãoDefeito externo Erro de comunicação serialInterface Homem-Máquina incorporada ( destacável ) – Display de LED’s 7 segmentosSenha de habilitação de programaçãoAuto-diagnóstico de defeitosFunção PUMP CONTROL ( proteção contra “Golpe de Ariete” em bombas )Função ECONOMIADE ENERGIARelé para função de BY-PASS da soft-starterInversão de sentido de giro por entrada digital programável ( via contatores externos )Interface serial RS-232Tensão inicial ( pedestal ) programável 25 ... 90 % da Tensão NominalRampa de aceleração programável 1 ... 240 segundosRampa de desaceleração programável OFF, 2 ... 240 segundosDegrau de tensão na desaceleração programável 100 ... 40 % da Tensão NominalLimitação de corrente de partida programável OFF, 150 ... 500 % da Corrente NominalSobrecorrente imediata programável 32 ... 200 % da Corrente NominalTempo de sobrecorrente imediata programável OFF, 1 ... 20 segundosSubcorrente imediata programável 20 ... 190 % da Corrente NominalTempo de subcorrente imediata programável OFF, 1 ... 200 segundosPulso de tensão na partida programável Nível : 70 ... 90 % da Tensão Nominal( KICK – START ) Duração : OFF, 0,2 ... 2 segundosFrenagem CC ( injeção de corrente contínua ) Nível : 30 ... 50 % da Tensão Nominal

Duração : Off, 1 ... 10 segundosProteção de sobrecarga ( motor ) programável OFF, 30 ... 200 % da Corrente NominalFunção JOG ( impulso momentâneo ) 25 ... 50 % da Tensão NominalAuto-Reset de erros programável OFF, 10 ... 600 segundosAuto-Reset da memória térmica programável OFF, 1 ... 600 segundosClasse térmica de proteção sobrecarga do motor 5, 10, 15, 20, 25 e 30Fator de serviço do motor 0,80 ... 1,50Tensão nominal de linha da rede programável 220 ... 440 V e 460 ... 575 VInterface Homem-Máquina Remota ( LED’s )Software de programação via PCMódulo de aquisição de corrente (para SSW-03 PLUS)Kit de montagem IP 20 (SSW-03 Plus)Filtro EMC (somente para SSW-04)

ProfiBus DPDeviceNetModiBus RTU

Liga, Desliga / Reset, e Parametrização ( Programação de funções gerais )Incrementa e Decrementa parâmetros ou seu conteúdoCorrente de saída ( motor ) – [ A ] Tensão de saída – [0 ... 100 % U nom. ]Corrente de saída ( motor ) – [ % da I nominal ] Cos j da carga – [ 0,00 ... 0,99 ]Potência ativa fornecida à carga – [ kW ] Back-up dos 4 últimos errosPotência aparente fornecida à carga – [ kVA ] Versão de software da Soft-StarterEstado da proteção térmica – [ 0 ... 250 ] Temperatura dissipador (SSW-04) – [ °C ]0 ... 40 °C – Condições normais de operação à corrente nominal40 ... 55 °C – Com redução na corrente/potência de saída (Vide tabela de corrente/potência )0 ... 90 %, sem condensação0 ... 1000 m – Condições normais de operação à corrente nominal1000 ... 4000 m – Com redução na corrente de saída de 1% / 100 m acima de 1000 mTampa: cinza claro RAL 7032 Gabinete: cinza escuro RAL 7022Norma UL 508 – Equipamentos de Controle IndustrialNorma EN 60947-4-2 ; LVD 73 / 23 / EEC – Diretiva de baixa tensãoEMC diretiva 89 / 336 / EEC – Ambiente industrial ( com filtro adicional para SSW-04 )Underwriters Laboratories Inc. – USACertificado pelo ITS – UKInstituto Argentino de NormalizaciónAustralian Communications Authority

Adicional

ALIMENTAÇÃO

GRAU DE PROTEÇÃO

CONTROLE

REGIME DE PARTIDA( 10 Partidas / Hora )

ENTRADAS

SAÍDAS

COMUNICAÇÃO

SEGURANÇA

FUNÇÕES /RECURSOS

INTERFACEHOMEM – MÁQUINA

CONDIÇÕESAMBIENTE

ACABAMENTO

CONFORMIDADES/NORMAS

CERTIFICAÇÕES

Unidades para Redes deComunicação FieldBus

HMI-3PSUPERDRIVE

MAC-0XKIT IP20

RF ... -DLC/RF ... -1MMFW - 01 / PDMFW - 01 / DNMFW - 01 / MR

Tensão

FreqüênciaEletrônica / VentilaçãoGabinete MetálicoMétodoTipo de AlimentaçãoCPUNormalPesado

DigitaisAnalógicasRelé

AnalógicasInterface SerialRedes “FieldBus”Proteções

Standard ( Padrão )

Opcionais

Comando

Supervisão ( Leitura )

Temperatura

UmidadeAltitude

CorSegurançaBaixa TensãoEMCUL(USA)/cUL(Canadá)CE ( Europa )IRAM (Argentina)C-Tick (Austrália)

211

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

Ex.: SSW-04.60/220-440/2SSW-03.290/460-575/I - PL

CODIFICAÇÃO

* Somente para SSW-03 Plus** Exceto para SSW-03 Plus (1100 e 1400A)

{220-440V460-575V

{SSW-04 16...85 ASSW-03 Plus 120...1400 A

{SSW-04SSW-03 Plus

{1 110-120 V **2 220-230 V

1 . 2 / 3 / 4 - PL*

1 Linha Soft-Starter

2 Corrrente Nominal da Soft-Starter

3 Faixa de Tensão da Rede de Alimentação

4 Tensão de Eletrônica / Ventilação

212

3 a 30 A 45 a 85 A

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG88.3 SSW-05

Figura 8.16 - Micro Soft-Starter SSW-05

As Micro Soft-Starters SSW-05 Plus, com controle DSP(Digital Signal Processor) foram projetadas parafornecer ótima performance na partida e parada demotores com excelente relação custo-benefício.

Permitindo fácil ajuste, simplifica as atividades de start-up e operação do dia-a-dia.

As Micro Soft-Starters SSW-05 Plus são compactas,contribuindo para a otimização de espaços em painéiselétricos.

A Micro Soft-Starter SSW-05 Plus já incorpora todas asproteções para seu motor elétrico.

BENEFÍCIOS• Redução acentuada dos esforços sobre os

acoplamentos e dispositivos de transmissão(redutores, polias, engrenagens, correias, etc)durante a partida;

• Aumento da vida útil do motor e equipamentosmecânicos da máquina acionada pela eliminação dechoques mecânicos;

• Facilidade de operação, ajuste e manutenção;• Instalação elétrica simples;• Operação em ambientes até 55 °C;

213

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG

ALGUMAS APLICAÇÕES• Bomba de Vácuo a Palheta;• Bombas Centrífugas;• Calandras (partidas a vazio);• Compressores a Parafuso (partindo em alívio);• Misturadores;• Refinadores de Celulose;• Ventiladores Axiais (baixa inércia – carga leve).Outras aplicações são possíveis mediante análise daaplicação. Caso necessário, consulte a fábrica ou umrevendedor autorizado.

ESQUEMA DE LIGAÇÃO

8

Figura 8.17 - Esquema de ligação da SSW-05

214

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

INTERFACE HOMEM-MÁQUINAInterface Homem-Máquina remota para operaçãoremota em porta de painel ou console de máquina. Ainterface também incorpora a função “copy”, a qualpermite copiar a parametrização de uma Soft-Starterpara outras, possibilitando rapidez, confiabilidade erepetibilidade de programação em aplicações demáquinas de fabricação seriada.

Habilita a Soft-Starter (partida)

Desabilita a Soft-Starter (parada). Resetaa Soft-Starter após ocorrência de erros.

Incrementa número do parâmetro ouvalor do parâmetro

Decrementa número do parâmetro ouvalor do parâmetro

Seleciona (comuta) displayentre número do parâmetroe seu valor (posição/conteúdo)

AJUSTES E INDICAÇÕES

Leds para indicação deestado da SSW-05 Plus

Dip-switch para Habilitar /Desabilitar as proteçõesdo motor

Ajustes de tensão de pedestal,tempo de aceleração edesaceleração e corrente do motor

Leds para indicação dasproteções da SSW-05 Plus

Saída para o motor

Entrada dealimentaçãotrifásica

Alimentação daeletrônica eentradas digitais

Conector paraserial ou HMIremota

Saídas digitaisa relé

Figura 8.18 - Detalhes da SSW-05

215

CAB-RS-1 Cabo para HMI remota serial com 1 m

CAB-RS-2 Cabo para HMI remota serial com 2 m

CAB-RS-3 Cabo para HMI remota serial com 3 m

Interface Homem-Máquina remota para

uso com cabo CAB-RS até 3 m

MODELO DESCRIÇÃO

HMI-SSW05-RS

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

SOFTWARE DE PROGRAMAÇÃO - SUPERDRIVESoftware de programação via computador PC, emambiente Windows, para parametrização, comando emonitoração das Soft-Starters SSW-05 Plus.Permite editar parâmetros “online”, diretamente naSoft-Starter e editar arquivos de parâmetros “offline”,armazenados no microcomputador.É possível armazenar arquivos de parâmetros de todasas Soft-Starters SSW-05 Plus existentes na instalação.O software também incorpora funções para transferir oconjunto de parâmetros do microcomputador para aSoft-Starter, como também da Soft-Starter para omicrocomputador.A comunicação entre a Soft-Starter e omicrocomputador é feita via interface serial RS-232.

Figura 8.19 - Interfa Homem-Maquina remota

Figura 8.20 - SuperDrive

216

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG82

20/

230

/38

0/4

00/4

15/

440

/46

0V

460

/480

/50

05

25/

575

V

TABELA DE ESPECIFICAÇÃO SSW-05

NOTAAs potências indicadas na tabela são para cargas dotipo bombas centrífugas e compressores (com partidaem alívio), com base em motores WEG de IV pólos -60Hz. Acesse nosso site (www.weg.com.br) e utilizeo software SDW para dimensionamento das Soft-Starters.O dimensionamento é feito com base nos dados da cur-va de carga, número de partidas/hora e tipo de carga.

TENSÃO Micro Soft-Starter SSW-05 Plus MOTOR MÁXIMO APLICÁVEL DIMENSÕESP ES OD A

ModeloI nom. Tensão Potência (mm)

( Kg )REDE (A) (V) CV kW A L P

SSW-05.03 3 0,75 0,55

SSW-05.10 10 3 2,2

SSW-05.16 16 5 3,7 130 59 145 0,74

SSW-05.23 23 7,5 5,5220 V

SSW-05.30 30 10 7,5

SSW-05.45 45 15 11

SSW-05.60 60 20 15 185 79 172 1,67

SSW-05.85 85 30 22

SSW-05.03 3 1,5 1,1

SSW-05.10 10 6 4,5

SSW-05.16 16 10 7,5 130 59 145 0,74

SSW-05.23 23 15 11380 V

SSW-05.30 30 20 15

SSW-05.45 45 30 22

SSW-05.60 60 40 30 185 79 172 1,67

SSW-05.85 85 60 45

SSW-05.03 3 2 1,5

SSW-05.10 10 7,5 5,5

SSW-05.16 16 12,5 9,2 130 59 145 0,74

SSW-05.23 23 15 11440 V

SSW-05.30 30 20 15

SSW-05.45 45 30 22

SSW-05.60 60 40 30 185 79 172 1,67

SSW-05.85 85 60 45

SSW-05.03 3 2 1,5

SSW-05.10 10 7,5 5,5

SSW-05.16 16 12,5 9,2 130 59 145 0,74

SSW-05.23 23 15 11480 V

SSW-05.30 30 25 18,5

SSW-05.45 45 30 22

SSW-05.60 60 50 37 185 79 172 1,67

SSW-05.85 85 75 55

217

DIMENSÕES

L A

P

H B

D

MecânicaLargura L (mm) Altura H (mm) Profundidade P Fixação A Fixação B Fixação D

Fixação Peso (Kg)

1 59 60,4 130 130,7 145 51 122 61 Paraf. M4/Trilho 0,74

2 79 80,4 185 185,7 172 71 177 99 Paraf. M4/Trilho 1,64

(mm) (mm) (mm)H HaL La (mm)

La, Ha, Fixação ( Somente para fixação por parafuso)

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

MODELO SSW-05 PlusALIMENTAÇÃO Tensão da Potência 220 - 460 Vca (+10%, -15%)

460 - 575 Vca (+10%, -15%)Freqüência 50 / 60 HzEletrônica Fonte chaveada (90 – 250 Vca )

GRAU DE PROTEÇÃO Plástico injetado IP00CONTROLE Método Variação da tensão sobre a carga (motor)

CPU Microcontrolador tipo DSP (Digital Signal Processor)REGIME DE PARTIDAS Normal 300% ( 3 x Inom. ) durante 10 s, 4 partidas por horaENTRADAS Digitais 01 entrada para partida e parada

01 entrada para reset de errosSAÍDAS Digitais 01 saída a relé para indicação de tensão plena (By-Pass) ou defeito (programável)

01 saída a relé para indicação de OperaçãoCOMUNICAÇÃO Interface Serial RS-232CSEGURANÇA Proteções Sobrecarga do motor

Seqüência de faseFalta de faseRotor bloqueadoSobrecarga nosSCRsSobrecorrenteFalha interna (watchdog)

FUNÇÕES / Tensão inicial 30 - 80% Tensão Nominal

RECURSOS Tempo da rampa 1 – 20 sde aceleraçãoTempo da rampa de Off – 20 sdesaceleraçãoRelação entre In do 30 - 100%motor e In da chave

CONDIÇÕES Temperatura 0 ... 55 ºC - Condições normais de operação à corrente nominalAMBIENTE Umidade 0 ... 90% sem condensação

Altitude 0 ... 1000 m - Condições normais de operação à corrente nominal1000 ... 4000 m - Com redução na corrente de 1% / 100 m acima de 1000 m

ACABAMENTO Cor Cinza ultra fosco (tampa) e azul ultra fosco (base) / padrão WEGINSTALAÇÃO Forma de Fixação Fixação por parafusos ou montagem em trilho DIN 35 mmCONFORMIDADES / Segurança Norma UL 508 – Equipamentos de Controle Industrial / IRAMNORMAS Baixa Tensão IEC 60947-4-2

EMC EMC diretiva 89 / 336 / EEC - Ambiente industrial

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Figura 8.21 - Dimensões da SSW-05

218

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

1 - Família SSW-052 - Corrente nominal de saída: 0003 3A

0010 10 A0016 16 A

0023 23 A0030 30 A

0045 45 A0060 60 A

0085 85 A

3 - Entrada de alimentação: T = Trifásica

4 - Tensão de alimentação: 2246 220 ... 460 V4657 460 ... 575 V

Ex: SSW050010T2246PSZSSW050060T4657PPZ

5 - Idioma do manual P = Portuguêsdo produto: E = Inglês

S = EspanholG = Alemão

6 - Versão do produto: P = Plus

7 - Hardware especial: 00 = Standard (não há)

Hx = Opcional versão x (H1 ... Hn)

8 - Software especial: 00 = Standard (não há)

Sx = Opcional versão x (S1 ... Sn)

9 - Fim de código: Z = dígito indicador de final de código

SSW05 0010 T 2246 P P 00 00 Z

1 2 3 4 5 6 7 8 9

CODIFICAÇÃO

219

Figura 8.22 - Alguns modelos da Linha SSW-06

As Soft-Starters WEG, série SSW-06 microprocessadas etotalmente digitais, são produtos dotados de tecnologiade ponta e foram projetadas para garantir a melhorperformance na partida e parada de motores deindução, apresentando-se como uma solução completae de baixo custo.A interface homem-máquina permite fácil ajuste deparâmetros facilitando a posta em marcha e aoperação. A função incorporada “Pump Control”permite um eficaz controle sobre bombas, evitandodesta forma o “Golpe de Ariete”.

BENEFÍCIOS• Proteção eletrônica integral do motor;• Relé térmico eletrônico incorporado;• Interface Homem-Máquina destacável com

duplo display (LED/LCD);• Função “Kick-Start” para partida de

cargas com elevado atrito estático;• Função “Pump Control” para controle

inteligente de sistemas de bombeamento;• Evita o “Golpe de Ariete” em bombas;• Limitação de picos de corrente na rede;

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG88.4 SSW-06

220

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8• Limitação de quedas de tensão na partida;• Tensão universal (220 a 575 Vac);• Fonte de alimentação da eletrônica do tipo

chaveada com filtro EMC (90 a 250 Vac);• By-pass incorporado à Soft-Starter (85 a 365A),

proporcionando redução de tamanho e economiade energia;

• Monitoração da tensão da eletrônica, possibilitandofazer back-up dos valores de i x t (imagem térmica);

• Proteção por desbalanceamento de tensão e corren-te;

• Proteção de sub/sobre tensão e corrente• Entrada para PTC do motor;• Eliminação de choques mecânicos;• Redução acentuada dos esforços sobre os

acoplamentos e dispositivos de transmissão(redutores, polias, engrenagens, correias, etc);

• Aumento da vida útil do motor e equipamentosmecânicos da máquina acionada;

• Possibilidade de partida de vários motores,configurados em paralelo ou em cascata;

• Facilidade de operação, programação emanutenção via interface homem-máquina;

• Simplificação da instalação elétrica;• Start-up orientado;• Possibilidade de ligação padrão 3 cabos ou

dentro do delta do motor (6 cabos);• Totalmente digital / Microcontrolador RISC 32 bits;• Operação em ambientes de até 55 °C (sem redução

de corrente);• Certificações Internacionais IRAM, C-Tick, UL, cUL e

CE (em aprovação).

PRINCIPAIS APLICAÇÕES• Bombas Centrífugas / Alternativas

(Saneamento / Irrigação / Petróleo)• Ventiladores / Exaustores / Sopradores• Compressores de Ar / Refrigeração (Parafuso / Pistão)• Misturadores / Aeradores• Centrífugas• Britadores / Moedores• Picadores de Madeira• Refinadores de Papel• Fornos Rotativos• Serras e Plainas (Madeira)• Moinhos (Bolas / Martelo)• T ransportadores de Carga:

- Correias / Cintas / Correntes

221

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8- Mesas de Rolos- Monovias / Nórias- Escadas Rolantes- Esteiras de Bagagem (Aeroportos)- Linhas de Engarrafamento

INTERFACE HOMEM-MÁQUINA

Figura 8.23 - Interface Homem-Máquina SSW-06

Interface InteligenteInterface de operação inteligente com duplo display,LED’s (7 segmentos) e LCD (2 linhas de 16 caracteres),que permite ótima visualização a distância, além deincorporar uma descrição detalhada de todos osparâmetros e mensagens via display LCD alfanumérico.

Idioma SelecionávelA interface de operação inteligente permite ainda queo usuário do produto escolha, para o seu melhorconforto, o idioma a ser usado para a programação,leitura e apresentação dos parâmetros e mensagensalfanuméricas através do display LCD (Cristal Líquido).A elevada capacidade de hardware e software doproduto disponibiliza ao usuário várias opções deidiomas, tais como: português, inglês, alemão eespanhol, de forma a adequá-lo a quaisquer usuáriosem todo o mundo.

Display LED’s(7 segmentos)

Display LCD(Cristal Líquido)

Led “LOCAL”Led “REMOTO”

Led “ANTI-HORÁRIO”

Led “HORÁRIO”

222

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8FUNÇÃO COPYA interface inteligente também incorpora a função“Copy”, a qual permite copiar a parametrização deuma Soft-Starter para outras, possibilitando rapidez,confiabilidade e repetibilidade de programação emaplicações de máquinas de fabricação seriada.

Figura 8.24 - Função “Copy”

Soft-Starter “A” Soft-Starter “B”

SSW-06 HMI HMI SSW-06

223

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

Figura 8.25 - Interface Homem-Máquina Remota

FUNÇÕES DO TECLADO

Liga a Soft-Starter

Desliga a Soft-StarterReseta erros na Soft-Starter

Incrementa o número ou valor do parâmetro

Decrementa o número ou valor do parâmetro

Seleciona (comuta) display entre o número doparâmetro e seu valor (posição / conteúdo), paraprogramação

Quando pressionada realiza a função JOG (impulsomomentâneo de velocidade)

Inverte o sentido de rotação do motorcomutando entre horário e anti-horário(com circuito externo adicional).

Seleciona o modo de operação da Soft-Starter,definindo a origem dos comandos / referência,podendo ser Local ou Remota

Interface Homem-Máquina remota para operação re-mota em porta de painel ou console de máquina.

224

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8TIPO DE LIGAÇÃO (SOFT-STARTER MOTOR)

IMPORTANTE1 -Na ligação padrão (3 cabos) o motor pode ser

conectado tanto em ligação Estrela ou Triângulo.2 -Para uma mesma potência de motor, na ligação tipo

dentro do delta do motor (6 cabos ), a Soft-Starter é 42% menor do que a Soft-Starternecessária na ligação tipo padrão (3 cabos), ou seja,para um mesmo tamanho de Soft-Starter nautilização da ligação tipo dentro do delta do motor(6 cabos). Com a Soft-Starter dentro do delta domotor, pode-se acionar um motor de potência 73%maior do que na ligação tipo padrão (3 cabos).

3 - Durante a partida do motor a relação de correnteem relação a soft-starter é de 1,50. Porém, emtensão plena, após a partida a relação de corrente éde 1,73.

Motor Ligação 6 cabos

220 / 380V 220V

380 / 660V 380V

440 / 760V 440V

575V 575V

220 / 380 / 440 / 760 220 / 440V

Padrão (3 cabos) Dentro do delta do motor (6 cabos)

Figura 8.26 - Ligação Padrão

Figura 8.27- Ligação dentro do delta do motor

Motor em Estrela Motor em Triângulo

ISoft-Starter

= ITotal consumida

Soft-Starter dentro do Delta do motor

ITotal consumida

3ISoft-Starter = = 57% da ITotal consumida

ITotal consumida

1,5ISoft-Starter = = 67% da ITotal consumida

(Após apartida)

(Durante apartida)

225

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8FUNÇÕES PRINCIPAIS

Rampas

Figura 8.28 - Gráfico das rampas de aceleração/desaceleração

Permite a aceleração e/ou desaceleração suaves. Naaceleração ajusta-se também a tensão inicial. Nadesaceleração ajusta-se o degrau inicial de tensão.A desaceleração evitará o “Golpe de Ariete” embombas.

Pulso de tensão (Kick-Start)

Figura 8.29- Gráfico do pulso de tensão (kick-start)

Permite um pulso inicial de tensão que aplicado aomotor proporciona um reforço de torque na partida,necessário para a partida de cargas com elevado atritoestático.

Proteção sub/sobrecorrente

Figura 8.30 - Gráfico de economia de energia

Tensão

Aceleração Desaceleraçãot (s)

UN

t (s)

Reforço de torque(Booster)

Tensão

NU

Corrente

t (s)

Nível desobrecorrente

Nível desubcorrente

226

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8Permite ajustar os limites de subcorrente esobrecorrente para a completa proteção do motor. Aproteção de subcorrente é ideal para aplicação embombas a fim de evitar o funcionamento à vazio.Somente está ativa quando a Soft-Starter está emtensão plena.

BY-PASS Incorporado

Figura 8.31 - By-Pass Incorporado

By-Pass incorporado minimizando as perdas depotência e a dissipação de calor nos tiristores,proporcionando redução de espaço e contribuindopara economia de energia.

ACESSÓRIOS E PERIFÉRICOS

Figura 8.32 - Acessórios da SSW-06

Cabos com comprimentos (X) de 1; 2; 3; 5; 7,5m.Cabos especiais com comprimentos superiores sobconsulta.

CAB - HMI-SSW06-XCABOS INTERLIGAÇÃO PARA

INTERFACE REMOTA

227

DIMENSÕES E PESOS

SÉRIE MECÂNICALARGURA“L” (mm)

ALTURA“H” (mm)

PROFUNDIDADE“P” (mm)

PESO(kg)

2

3

4

370

440

550

244

278

311

8,50

18,60

39,50

132

223

370

P

L

H SSW-06

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

228

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8TABELA DE ESPECIFICAÇÃO SSW-06

MEC 02 MEC 03 MEC 04

Tensãoda

Rede

SOFT-STARTER SSW-06

Modelo(comando:90-250 Vca)

Inominal (A)

Ta=0...55°C

Tensão(V)

MOTOR MÁXIMO APLICÁVEL

cvTa=0...55°C

kW

0085 T 2257 P S 85 30 22 50 372

0130 T 2257 P S 130 50 37 75 550170 T 2257 P S 170 60 45 100 75

30205 T 2257 P S 205 75 55 125 900255 T 2257 P S 255 100 75 150 110

40312 T 2257 P S 312 125 90 200 1500365 T 2257 P S 365 150 110 250 1850085 T 2257 P S 85 50 37 75 55

20130 T 2257 P S 130 75 55 125 900170 T 2257 P S 170 100 75 150 110

30205 T 2257 P S 205 380 100 75 200 1500255 T 2257 P S 255 150 110 250 185

40312 T 2257 P S 312 175 130 300 2200365 T 2257 P S 365 200 150 350 260

220

440

cvTa=0...55°C

kW

MecânicaLigação Standard (3 cabos) Ligação dentro do delta (6 cabos)

0085 T 2257 P S 85 60 45 100 752

0130 T 2257 P S 130 100 75 150 1100170 T 2257 P S 170 125 90 200 150

30205 T 2257 P S 205 150 110 250 1850255 T 2257 P S 255 200 150 350 260

40312 T 2257 P S 312 250 185 450 3300365 T 2257 P S 365 300 220 500 370

220/

230

/240

/380

/400

/41

5/44

0/46

0/4

80/5

75V

0085 T 2257 P S 85 75 55 150 1102

0130 T 2257 P S 130 125 90 200 1500170 T 2257 P S 170 150 110 300 220

30205 T 2257 P S 205 200 150 350 2600255 T 2257 P S 255 250 185 450 330

40312 T 2257 P S 312 300 220 550 4000365 T 2257 P S 365 350 260 650 475

575

Figura 8.33 - Alguns modelos da linha SSW-06

229

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS SSW-06

220 / 230 / 240 / 380 / 400 / 415 / 440 / 460 / 480 / 575 V ( + 10 % , - 15% )50 / 60 Hz ( +- 10% )Fonte chaveada com filtro EMC (90 - 250Vca) / Ventilação 110 ou 220V somente para mecãnica 4IP 00Variação da tensão sobre a carga (motorde indução trifásico)FontechaveadaMicrocontrolador RISC de 32Bits300 % (3 x Inom.) durante 30s para ligação 3cabos e durante 25s para ligação 6 cabos.450% (4,5 x Inom.) durante 30 s com redução de 33% na Inom; 300% (3x Inom) durante 25 s para ligação 6cabos.6Entradas programáveis isoladas (fotoacopladas) 24Vcc3 Saídas programáveis 250V / 2A: (02 x NA) + (01 x NA + NF - Defeito)1Saída programável (14 bits ) 0...10 Vcc1Saída programável (14bits ) 0 ... 20mA ou 4 ... 20mASobretensão Falta de fase na alimentaçãoSubtensão Falta de fase na saída (motor)Subcorrente Falha no tiristorSobrecorrente Erro na CPU (Watchdog)Sobrecarga na saída (motor) – i²t Erro de programaçãoSobretemperatura nos tiristores / dissipador Erro de comunicação serialSequência de fase invertida Erro de auto-diagnósticoDefeito externo Erro de comunicação da HMI-SSW06-LCDContato de By-pass aberto (Modelos 85 a 365 A) Contato de By-pass fechado (modelos de 85 a 365 A)Sobrecorrente antes do By-pass (Modelos 85 a 365 A)Sobrecorrente imediata do By-pass (Modelos 85 a 365 A)Interface Homem-Máquina incorporada (destacável) com duplo display LED + LCD (HMI-SSW06-LCD)Senha de habilitação de programaçãoSeleção do idioma da HMI-SSW06-LCD: Português, Inglês, Espanhol, AlemãoSeleção para operação Local / RemotoAuto-diagnóstico de defeitoFunção PUMP CONTROL (Proteção contra “Golpe de Ariete” em bombas)Função COPY (Soft-StarterHMI ou HMISoft-Starter)By-Pass integrado a Soft-Starter (Modelos 85 a 365A).Nestes modelos não é necessário usar contator p/ By-PassInterface Serial RS-232Entrada para PTC do motorDesbalanceamento de corrente entre fasesDesbalanceamento de tensão entre fasesSubcorrente antes do By-passSobrecorrente antes do By-passTensão Nominal da rede programável 220 ... 575VTensão inicial (pedestal) programável 25 ... 90% da Tensão NominalRampa de aceleração programável 1 ... 999sRampa de desaceleração programável OFF, 2 ... 299 sDegrau de tensão na desaceleração programável 100 ... 40% da Tensão NominalLimitação de corrente de partida programável OFF, 150 ... 500% da Corrente Nominal do MotorSobrecorrente imediata programável 0 ... 99% da Corrente Nominal do MotorTempo de sobrecorrente imediata programável OFF, 0 ... 99 sSubcorrente imediata programável 0 ... 99% da Corrente Nominal do MotorTempo de subcorrente imediata programável OFF, 1 ... 99 s

Nível: 70 ... 90% da Tensão NominalNível: 300 ... 700% da InominalDuração: 0.1 ... 2 s

Auto-reset de erros programável OFF, 10 ... 600 sAuto-reset da memória térmica programável OFF, 1 ... 600 sClasse térmica de proteção (sobrecarga do motor) 0 (inativa); 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45Fator de Serviço do motor 0 (inativa); 0,8 ... 1,50Cabo para interligação da HMI remota - 1; 2; 3; 5 e 7,5 m (CAB-HMI-SSW06-X)Interface Serial RS-485 (CSI-2)Liga, Desliga / Reset e Parametrização (Programação de funções gerais)Incrementa e decrementa parâmetros ou seu conteúdoCorrente de saída (Soft-Starter) - (% da Inominal)Corrente de Saída (motor) - (A)Corrente de Saída (motor) - (% da Inominal)Frequência da Rede de Alimentação (0 ... 99,9 Hz)Tensão da Rede de alimentação - (0 ... 999V)Tensão de Saída - (0 ... 999V)Potência ativa fornecida à carga – (kW)Potência Aparente fornecida à carga – (kVA)Estado da Soft-StarterEstado das entradas e saídas digitais e analógicasCos () da carga – (0,00 ... 0,99)Horas EnergizadoHoras HabilitadoBack-up dos 4 últimos errosVersão de Software da Soft-StarterProteção térmica do motor – (0 ... 250)Indicação de corrente em cada fase R-S-TIndicação da tensão de linha R-S / S-T / T-R

ALIMENTAÇÃO

GRAU DE PROTEÇÃO

CONTROLE

REGIME DE PARTIDA( 10 Partidas / Hora )ENTRADASSAÍDAS

SEGURANÇA

FUNÇÕES /RECURSOS

INTERFACEHOMEM– MÁQUINA(HMI-SSW06-LCD)

TensãoFreqüênciaEletrônicaGabinete MetálicoMétodoTipo de AlimentaçãoCPUNormalPesadoDigitaisReléAnalógicas

Proteções

Standard ( Padrão )

Opcionais

Comando

Supervisão ( Leitura )

Pulso de Torque na partida programável em tensão oucorrente (KICK-START)

230

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

CONDIÇÕES Temperatura 0 ... 55ºC (Modelos de 85 a 365A) em condições normais de correnteAMBIENTE Umidade 20 ...90%, sem condensação

Altitude 0 ... 1000m: Condições normais de operação à corrente nominal1000 ... 4000m: Com redução na corrente de saída de 1% / 100m, acima de 1000m

ACABAMENTO Cor Tampa: Cinza Ultra foscoGabinete:Azul Ultra fosco

CONFORMIDADES/ Segurança Norma UL 508– Equipamentos de Controle IndustrialNORMAS Baixa Tensão Norma EN 60947-4-2; LVD 73/23/EEC – Diretiva de Baixa Tensão

EMC EMC diretiva 89 / 336 / EEC – Ambiente IndustrialUL (USA) cUL (Canadá) Underwriters Laboratories Inc. – USA (Em aprovação)CE (Europa) Certificado pelo ITS – UK (Em aprovação)IRAM (Argentina) Instituto Argentino de Normalización (Em aprovação)C-Tick (Austrália) Australian Communications Authority (Em aprovação)

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS SSW-06

1 - Soft-Starter WEG família SSW-06

2 - Corrente nominal de saída da Soft-Starter

3 - Alimentação de entrada da Soft-Starter: T= Trifásica

4 - Tensão de alimentação: 2257 = Faixa 220 ... 575 V

5 - Idioma do manual do produto: P = PortuguêsE = InglêsS = EspanholG = Alemão

6 - Versão do produto:S = StandardO = Com Opcionais

7 - Grau de proteção:00 = Standard (Vide tabela de características)

8 - Interface Homem - Máquina (HMI):00= Standard (Com HMI de LED’s + LCD)SI = Sem HMI

9 - Cartões de expansão de funções:00 = StandardA1 = Opcional com CSI-2 (RS485)

10 - Cartões para redes de comunicação “FieldBus”:00 = StandardPD = Opcional com KFB – PD (Rede Profibus DP)DN = Opcional com KFB – DN (Rede DeviceNet)

Exemplos:SSW06 0085 T 2257 P S ZSSW06 0255 T 2257 P O SI A1 P D Z

11 - Hardware especial:00 = Standard

12 - Software especial:00 = Standard

13 - Fim de código:Z = Dígito indicador de final de codificação do

produto

SSW06 0085 T 2257 0P O 00 SI A1 DN H1 S3 Z

5 7 8 11 121 3 4 9 10 132 6

0085 = 85 A0130 = 130 A0170 = 170 A0205 = 205 A0255 = 255 A0312 = 312 A0365 = 365 A

220 / 230 / 240 / 380 / 400 /415 / 440 / 460 / 480 / 575 V

CODIFICAÇÃO

231

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

Figura 8.34 - Soft-Starter de Média Tensão SMV-01

As Soft-Starters SMV-01 WEG são equipamentosdestinados a partidas suave e proteção dos motores deindução trifasicos. Totalmente digitais, são produtosdotados de tecnologia de ponta e foram projetadospara garantir a melhor performance na partida demotores, apresentando-se como uma solução completapara as mais diversas aplicações. A Soft-Starter demédia tensão Weg SMV-01 é fornecida montada emcubículo metálico completo, incluindo em suaconfiguração padrão a seccionadora de entrada,fusíveis, contator principal a vácuo e contator de by-pass a vácuo.

8.5 SMV-01

232

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8

Figura 8.35 - Circuito padrão da Soft-Starter de Média Tensão SMV-01

Outras configurações são possíveis sob consulta.

Aliada à experiência da equipe de engenheiros etécnicos de aplicação da Weg, a SMV-01 tem semostrado como uma excelente opção paraacionamento suave de motores de grande porte (acimade 1000 cv, aproximadamente) para acionamento debombas, ventiladores e outras aplicações, em redesacima de 2,3kV e até 6,6kV.

CARACTERÍSTICAS GERAIS• Totalmente Digital;• Interface Homem-Máquina LCD;• Correntes: 180, 360 e 600 A;• Tensões: 2400, 3300, 4160, 6600 e 6900 V;• Montada em painel IP40;• By-Pass automático;• Contatores à vácuo;• Fusíveis;• Fibra óptica entre potência e controle;• 4 modos de partida;• Comunicação em Rede:

- DeviceNet (opcional)- Profibus (opcional)

M3~

SMV-01

Rede MT

Seccionadorac/ Fusíveis

ContatorPrincipal

ContatorBy-Pass

233

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8TABELA DE ESPECIFICAÇÃO SMV-01

Corrente Tensões e Potência (CV)

Nominal 2400 V 3300 V 4160 V 6600 V

180 A 800 1000 1250 2250

360 A 1500 2250 2750 4500

800 A 2750 4000 4500 7500

NOTAAs potências indicadas na tabela são para cargassuaves do tipo bombas centrífugas e compressores,com base em motores WEG de IV pólos - 60 Hz. Paraaplicações com cargas pesadas e / ou condiçõesseveras, consultar a WEG.O dimensionamento de Soft-Starters será feito combase nos dados da curva de carga, número de partidas/ hora e tipo de carga.

6900 V

2500

5000

7500

234

LINHAS DE SOFT-STARTER WEG8CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Modos de partida

Alimentação Tensão Trifásica: 2300, 3300, 4160, 6600 e 6900 V (+10%, -15%)

Freqüência 50 / 60 Hz

Grau de Proteção Standard IP 40

Controle Método de controle Microprocessado, 16 Bits

Conexão controle / potência Cabos de fibra óptica

Sobrecarga admissível 500 % (5,0 x I nominal) - (Duração máxima de 1 minuto a cada hora)

Potência Configuração Standard Seccionadora com fusíveis

Contator principal de entrada - à vácuo

Contator de By-Pass - à vácuo

Conjunto de células de tiristores

Entradas Digitais 3 entradas para habilitação / partida / parada

Saídas Relé 2 saídas para indicação final de rampa (1 NA+1 NF)

1 saída para indicação de Defeito (NA / NF)

Comunicação Interface de comunicação Porta SCAN

Rede de comunicação Módulo para rede DeviceNet e Profibus (opcionais)

Segurança Proteções Subtensão Desbalanceamento de fases

Sobretensão Seqüência de fase invertida

Subcarga/Subcorrente Número de partidas / hora

Sobretemperatura SCR em curto

Falha na conexão com motor Rotor bloqueado

Falta de rede Falha de disparo

Recursos / Standard Interface Homem-Máquina incorporada LCD

Funções Auto-diagnóstico de defeitos e Auto-Reset

Especiais Dupla rampa de partida suave

Rampa de parada suave

Rampas de aceleração e desaceleração independentes

Função “Pump Control”

By-Pass automático

Dupla rampa (cargas diferentes)

Kick-Start (pulso de tensão)

Limitação de corrente

Partida direta (tensão plena)

Partida suave

Modos de operação Parada suave

Pump control

Interface Comando Parametrização (programação de funções gerais)

Homem-Máquina Seleciona parâmetro / Altera valor do parâmetro

Supervisão (Leitura) Tensão de saída (V) Potência consumida (kW)

Corrente de saída (A) Potência média (kW / h)

Tempo de operação (h) cos da carga (0,00...0,99)

Número de partidas por hora Estado da saída do relé auxiliar

Condições Temperatura 0 ... 40 ºC

Ambiente Umidade 5 ... 90 % sem condensação

Altitude 0 ... 1000 m (até 4000 m com redução de 1 % / 100 m na corrente

Acabamento Cor Cinza claro RAL 7032

Conformidades / Compatibilidade Níveis de emissão EMC - Classe A

Normas Eletromagnética Níveis de imunidade EMC - Conforme norma IEC 947 - 4 - 2

Anexo ICÁLCULO DO MOMENTO DE INÉRCIA DEMASSA

1. Momento de inércia de formas simples

2. Teorema dos eixos paralelos

3. Momento de inércia de formascompostas

4. Momento de inércia de corpos que semovem linearmente

5. Transmissão de velocidade

6. Exemplos de cálculos do momento deinércia de massa Cálculo do momento de inércia de massa Cálculo do momento de inércia total

237

A seguir são apresentadas as expressões para o cálculodo momento de inércia de massa J [kgm2] de formasgeométricas simples, em relação ao seu eixobaricêntrico, ou seja, o eixo que passa pelo seu centrode gravidade. Todas as unidades deverão ser as doSistema Internacional (SI).

Serão utilizadas as seguintes notações:

m – massa [kg]

– massa específica [kg/m3]

D – diâmetro externo [m]

d – diâmetro interno [m]

Db – diâmetro da base [m]

l – comprimento [m]

a, b – lados [m]

a) DISCO OU CILINDRO MACIÇOO momento de inércia de massa de um disco, ou de umcilindro maciço, referido ao seu eixo longitudinal é

J = 1/8 * m * D2 [kgm2],(A1.1)

ou

J = /32 * * D4 * l [kgm2]

(A1.2)

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

11. MOMENTO DE

INÉRCIA DE FORMASSIMPLES

238

b) CILINDRO OCO

J = 1/8 * m * (D2 + d2) [kgm2](A1.3)

ou

J = /32 * * (D4 - d4) * l [kgm2]

(A1.4)

c) PARALELEPÍPEDO

J = 1/12 * m * (a2 + b2) [kgm2](A1.5)

ou

J = 1/12 * * (a3b + ab3) * l [kgm2]

(A1.6)

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

1

239

d) CONE

J = 3/40 * m * Db2 [kgm2]

(A1.7)ou

J =/160 * * Db4 * l [kgm2]

(A1.8)

O momento de inércia de massa J’ [kgm2] de um corpoem relação a um eixo paralelo ao seu eixo baricêntricoé dado por

J’ = J + m * e2

(A1.9)

Sendo: e – distância entre os eixos [m], eJ – momento de inércia de massa em relação

ao eixo baricêntrico

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

1

2. TEOREMA DOS EIXOSPARALELOS

240

Exemplo:

J1 = 1/8 * m1 * (D12 + d1

2) [kgm2]

J2= 1/8 * m

2* D

12 + d

22) [kgm2]

J3 = 1/8 * m3 * (D22 + d2

2) [kgm2]

J4 = 1/8 * m4 * D22 [kgm2]

ou

J1 = (* ) / 32 * (D14 – d1

4) * I1

J2 = (* ) / 32 * (D14 – d2

4) * I2

J3 = (* ) / 32 * (D24 – d2

4) * I3

J4 = (* ) / 32 * D24 * I4

J = J1 + J2 + J3 + J4 [kgm2]

Onde:

mi - massa de cada primitiva i da peça [kg]

D1, D2 - diâmetros externos [m]

d1, d2 - diâmetros internos [m]

Ii - comprimentos de cada primitiva i dapeça [m]

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

13. MOMENTO DE

INÉRCIA DE FORMASCOMPOSTAS

241

O momento de inércia de uma massa m [kg] que semove linearmente reflete-se no seu eixo deacionamento da seguinte forma:

4.1 Acionamento através de parafuso de movimento(fuso)

J = m * (p / 2)2 [kgm2](A1.10)

Sendo:p – passo do fuso [m]

4.2 Acionamento através de pinhão/cremalheira, outambor/cabo, ou ainda rolete/esteira

J = m * r2 [kgm2](A1.11)

Sendo:r – raio primitivo do pinhão, ou raio externo do

tambor ou rolete [m]

O momento de inércia de massa é refletido do eixo desaída (2) para o eixo de entrada (1) de umatransmissão de acordo com a seguinte expressão:

J1 = J2 / i2

(A1.12)

Onde:

J2 – momento de inércia [kgm2] no eixo desaída (2), com rotação n

2[rpm]

J1 – momento de inércia [kgm2] no eixo deentrada (1), com rotação n1 [rpm]

i – razão de transmissão (i = n1 / n2)

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

14. MOMENTO DE

INÉRCIA DE CORPOSQUE SE MOVEMLINEARMENTE

5. TRANSMISSÃOMECÂNICA

242

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

16.1 Calcular o momento de inércia de massa J do

volante mostrado na figura abaixo

a) Momento de inércia do volante maciçoJ1 = (* ) / 32 * d1

4 * I1

b) Momento de inércia dos alívios laterais (negativo)J2 = (* ) / 32 * d2

4 * (I1 – I2)

c) Momento de inércia dos excessos laterais do cubo(positivo)

J3 = (* ) / 32 * d34 * (I3 – I2)

d) Momento de inércia do furo do cubo (negativo)J4 = (* ) / 32 * d4

4 * I3

e) Momento de inércia de um furo da almaJ5 = (* ) / 32 * d5

4 * I2

f) Transposição de e) para o eixo baricêntrico dovolante

J’5 = [(* ) / 32 * d54 * I2] + [(* ) / 16 * d5

2 * d62 * I2]

J’5 = (* ) / 32 * d52 * I2 * (d5

2 + d62)

g) Momento de inércia de massa do volanteJ = J1 – J2 + J3 – J4 – (4 * J’5)

J = (* ) / 32 * {d14 * I1 – d2

4 * (I1 – I2) + d34 *

(I3 – I2) – d44 * I3 – 4 * [d5

2 * I2 * (d52 + 2 * d6

2)]}

6. EXEMPLOS DECÁLCULOS DEMOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

243

CÁLCULO DO MOMENTO DEINÉRCIA DE MASSA

ANEXO

16.2 Para o sistema mostrado no diagrama abaixo,

calcular o momento de inércia total referido aoeixo do motor

Dados:

JM

= momento de inércia de massa do rotor domotor [kgm2]

JP1 = momento de inércia de massa da poliamotora P

1[kgm2]

JP2 = momento de inércia de massa da poliamovida P2 [kgm2]

I = razão de transmissão (i = n1 / n2)

JF = momento de inércia de massa do fuso deesferas recirculantes [kgm2]

pF = passo da rosca do fuso de esferasrecirculantes [m]

mM = massa móvel da mesa da máquina [kg]

mP = massa da peça [kg]

Logo,J

TOt= J

M+ J

P1+ (1/I2) * [J

P2+ J

F+ (p

F/2)2 * (m

M+

mP)]

Anexo IISOFTWARE DE DIMENSIONAMENTOWEG - SDW

247

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2Este software tem a finalidade de auxiliar nodimensionamento e na especificação das chaves departida estática WEG.

Principais funções e vantagens do software SDW:

Utiliza o banco de dados dos motores WEGauxiliando no preenchimento dos dados;

Possui como opção de dimensionamento, asprincipais aplicações com suas respectivascaracterísticas para auxiliar no preenchimento dosdados;

Permite dimensionar a chave considerando as maisdiversas condições de partida;

O resultado apresenta além do modelo, uma listade parâmetros básicos para auxiliar no start-up dachave.

1. INTRODUÇÃO

248

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2O Software está disponível para acesso via Internet.

Um dos caminhos disponíveis no site da Weg é oseguinte:

Acesse o site da weg (www.weg.com.br) Clique em Downloads e Sistemas On-line Clique em Software de Dimensionamento da Soft-

Starter SDW 2.0

O resultado será a seguinte tela:

Figura 2 - Tela de abertura

Basta então clicar no botão:

2. COMO ACESSAR

249

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2O Software guia o usuário, que deve fornecer asinformações na medida em que avança através daanálise da aplicação.

O primeiro passo é selecionar o idioma e o mercado aque se destina o acionamento.

A título de exemplo, vamos manter o idioma“Português” e o mercado “Brasil”.

Figura 3 - Seleção de idioma e mercado

Ao clicar no botão ajuda, nesta tela,aparecerá uma janela auxiliar como seguinte texto explicativo:

Idioma: Estão disponíveis os idiomas Português, Inglês eEspanhol. Ao selecionar um dos idiomas, automaticamente ocampo “mercado” será alterado de acordo com o idiomaselecionado, conforme segue: Português – Brasil; Inglês –América do Norte; Espanhol – América Latina.

Mercado: Estão disponíveis os seguintes mercados:África, América do Norte, América Latina, Austrália /Nova Zelândia, Brasil e Europa. Ao selecionar um dosmercado, você terá disponível na próxima página, umalista dos principais motores fornecidos neste mercado.

3. COMO USAR

250

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2Você pode selecionar qualquer mercado independentedo idioma, por exemplo:Idioma: PortuguêsMercado: América do Norte.

A próxima tela - que será mostrada ao pressionarmos obotão - tem o seguinte aspecto:

Figura 4 - Dados iniciais do motor

Seguindo com nosso exemplo, vamos selecionar ummotor Alto Rendimento Plus de 200cv, 06 pólos, pararede 380V, 60 Hz.

O conteúdo da tecla ajuda nestatela é o seguinte:

Tipo de Motor/Linha: Neste campo estão disponíveisos principais tipos de motores correspondentes aomercado selecionado. Caso seu motor não esteja nestalista, selecione o motor “Standard” e preencha osdemais dados conforme seu motor.

Norma: A norma informada neste campo não pode seralterada e corresponde aos motores disponíveis paracada mercado.

251

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2Número de Pólos: Selecione o número de póloscorrespondente a do seu motor. Este dado seráutilizado para definir a velocidade do motor. Osmotores standards estão disponíveis em 2, 4, 6 e 8pólos. Ao selecionar uma polaridade maior, porexemplo “12” pólos, o aplicativo não encontrará nobanco de dados da WEG um motor correspondente.Neste caso alguns dados não serão sugeridos sendonecessário serem preenchidos.

Categoria: Selecione a categoria correspondente a doseu motor. Este dado é utilizado para definir o formatoda curva de torque por rotação (C/Cn) do motor. Osmotores standards estão disponíveis na categoria N. Aoselecionar uma categoria diferente, por exemplo “D”, oaplicativo não encontrará no banco de dados da WEGum motor correspondente. Neste caso alguns dadosnão serão sugeridos sendo necessário serempreenchidos.

Freqüência Nominal: A freqüência informada nestecampo não pode ser alterada e corresponde aosmotores disponíveis para cada mercado. Unidade:Hertz (Hz).

Tensão Nominal: Neste campo estão disponíveis astensões de ligação do motor. Escolha a tensão que seumotor será conectado. Unidade: Volt (V).

Potência Nominal: Neste campo estão disponíveis aspotência correspondentes ao tipo de motorselecionado. Importante: se achar necessário, antes deselecionar um motor, selecione a unidade da potência(kW, cv ou HP).

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ANEXO

2Como selecionamos um motor Alto Rendimento Plus de200cv, 06 pólos, para rede 380V, 60 Hz, isto fará oSoftware buscar em seu banco de dados ascaracterísticas deste motor, que aparecerão na tela aseguir, quando se clicar em

Figura 5 - Estes dados (FP, rendimento, corrente, etc) foram conseguidospelo Software, a partir do banco de dados de motores WEG

O conteúdo da tecla ajuda nestatela é o seguinte:

Fator de potência: Este valor é automaticamentepreenchido de acordo com o motor selecionado, casonão encontre o motor no banco de dados da WEG, oaplicativo irá sugerir um valor, o qual deverá serconferido com o dado de placa do seu motor.Importante: este valor é utilizado para o cálculo dacorrente nominal do motor.

Rendimento: Este valor é automaticamentepreenchido de acordo com o motor selecionado, casonão encontre o motor no banco de dados da WEG, oaplicativo irá sugerir um valor, o qual deverá ser

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ANEXO

2conferido com o dado de placa do seu motor.Importante: este valor é utilizado para o cálculo dacorrente nominal do motor.

Corrente nominal: Este valor é calculado com basenos dados informado anteriormente (potência nominal,tensão nominal, fator de potência e rendimento). Estedado é imprescindível para a especificação da Soft-Starter. Unidade: Amper (A).

Fator de serviço: Este valor deverá ser preenchidode acordo com os dados do seu motor somente se forutilizado, caso contrário o valor deverá permanecer em1 (um).

Tempo de rotor bloqueado: Este valor éautomaticamente preenchido de acordo com o motorselecionado, caso não encontre o motor no banco dedados da WEG, o aplicativo não sugerirá valor, quedeverá ser preenchido com o valor correspondente ado seu motor. É importante que este valor sejacorretamente preenchido pois é utilizado para verificarse o motor está apto para acionar a carga que seráselecionada. Unidade: segundo (s).

Momento de inércia (J): Este valor éautomaticamente preenchido de acordo com o motorselecionado, caso não encontre o motor no banco dedados da WEG, o aplicativo não sugerirá valor, quedeverá ser preenchido com o valor correspondente ado seu motor. É importante que este valor sejacorretamente preenchido pois é utilizado como basepara sugerir valores de inércia das diversas opções decarga. Unidades: kgm2 ou lb.ft2 dependendo domercado selecionado.

Prosseguindo com nosso exemplo vamos supor que nãose deseja alterar estes dados.

254

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ANEXO

2Ou seja, o motor a ser utilizado em nosso exemplo teráas características arbitradas pelo Software.

Clicando em , temos:

Figura 6 - As curvas de torque e corrente também podem ser acessadasno banco de dados de motores WEG

O conteúdo da tecla ajuda nestatela é o seguinte:

Conjugado nominal (Cn): Este valor é preenchidoautomaticamente com o valor calculado baseado nosdados do motor selecionado.

Conjugado com rotor bloqueado (Cp/Cn): Estevalor é automaticamente preenchido de acordo com omotor selecionado. Caso não encontre o motor nobanco de dados da WEG, o aplicativo não sugere valor,o qual deverá ser preenchido de acordo com os dadosde placa do seu motor.

Conjugado máximo (Cmáx/Cn): Este valor éautomaticamente preenchido de acordo com o motorselecionado. Caso não encontre o motor no banco de

255

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ANEXO

2dados da WEG, o aplicativo não sugere valor, o qualdeverá ser preenchido de acordo com os dados deplaca do seu motor.Importante: O gráfico de conjugado por rotação (C/Cn) desta tela é construído de acordo com os valorescontidos na tabela. Se necessário, estes valores podemser alterados.

Corrente com rotor bloqueado (Ip/In): Este valor éautomaticamente preenchido de acordo com o motorselecionado. Caso não encontre o motor no banco dedados da WEG, o aplicativo não sugere valor, o qualdeverá ser preenchido de acordo com os dados deplaca do seu motor.Importante: O gráfico de corrente por rotação (I/In)desta tela é construído de acordo com os valorescontidos na tabela. Se necessário, estes valores podemser alterados.

Tabelas de conjugado por rotação (C/Cn) ecorrente por rotação (I/In): Estas tabelas sãopreenchidas de acordo com os dados obtidos no bancode dados da WEG. Estes valores podem ser alterados deacordo com o seu motor.

Botão:

Sempre que um ou mais valores forem alterados nestatela, pressione este botão para que os gráficos sejamatualizados.

256

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ANEXO

2Prosseguindo com nosso exemplo, vamos manter ascurvas inalteradas e clicar em

O resultado será a tela para Dados da Aplicação:

Figura 7 - Dados da aplicação

Poderemos agora informar ao Software ascaracterísticas da aplicação (bomba, compressor,extrusora, etc).

Uma vantagem decisiva do Software é que ele sugerecaracterísticas “típicas” para as cargas, a partir daexperiência da Weg nestas aplicações.

Naturalmente, é sempre conveniente confrontar ascaracterísticas sugeridas pelo Software com ascaracterísticas reais da máquina a ser acionada.

Em nosso exemplo, vamos supor uma BombaCentrífuga, e alterar apenas o número de partidas porhora sugerido pelo SDW (o Software havia sugerido 4,mas vamos supor que será feita apenas 1 partida porhora).

257

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ANEXO

2O conteúdo da tecla ajuda nestatela é o seguinte:

Tipo de carga: Trata-se de um banco de dados decargas, com suas respectivas características. Aoselecionar uma determinada carga, o aplicativo sugereas características da mesma, tais como dados da curvade conjugado por rotação e inércia referida ao eixo domotor (Jc).

Referência da aplicação: Este campo você podeutilizar para identificar uma determinada aplicação.Exemplo: “TAG 563786” ou então, “Ventilador daFábrica II”.

Inércia da carga referida ao eixo do motor:Inicialmente o aplicativo sugere um valor de acordocom a carga selecionada. Este valor pode ser alteradode acordo com a sua aplicação. Cada aplicação possuium limite mínimo e um limite máximo para este valor,por exemplo: o aplicativo não permite que vocêpreencha uma inércia de 10 vezes a nominal do motor,para uma bomba centrífuga, da mesma forma que nãopermite que você preencha uma inércia de uma vez ado motor para um ventilador / exaustor.

NOTAAlguns fabricantes de máquinas utilizam expressar a“inércia” de um corpo de acordo com outros conceitosque não o momento de inércia J. Por exemplo, o GD2,que assume G como peso (e não massa) e D o “diâmetrode giração” (ou “diâmetro de inércia”). Desta forma,para um cilindro maciço de diâmetro d (e raio r) emrelação a seu eixo, tem-se:

Figura 8 - “Diâmetro de giração” D de um cilindro

dD = –––––––

2

258

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ANEXO

2

Gd2 G4r2

GD2 = –––––––– = –––––––– = 2Gr2

2 2

Uma vez que, numericamente,

GD2 2Gr2

–––––––– –––––––– 4 GD2 4JJ Mr2

––––––––2

GD2

J = ––––––––4

(Desde que GD2 expresso em kgf.m2 e em kg.m2)

ImportantePortanto, é necessário atenção se a inérciainformada pelo fabricante da máquina é oGD2 ou o J. O software SDW exige ainformação do J, e não do GD2!

Número de partidas por hora: Este valor é sugeridode acordo com a carga selecionada. Você pode alterareste valor para qualquer um dos valores prédeterminados. Este valor é utilizado para determinar acorrente eficaz do ciclo, portanto deve ser o maiscorreto possível pois influenciará no dimensionamento.

Intervalo entre partidas: Este valor é preenchido deacordo com o número de partidas por hora. Você podealterar este valor caso o intervalo entre partidas da suaaplicação for menor que o valor sugerido. Exemplo: seo número de partidas por hora for 10, este campo serápreenchido com “6 min” ou “360 s”. Este valor éutilizado para determinar a corrente eficaz do ciclo,portanto deve ser o mais correto possível poisinfluenciará no dimensionamento.

259

Fator de utilização: Este valor corresponde ao tempode funcionamento do motor entre uma partida e outra,por exemplo: se o intervalo entre partidas é de 10minutos e o fator de utilização for de 60%, significa queo motor vai funcionar durante 6 minutos e ficardesligado durante 4 minutos.

Prosseguindo com nosso exemplo, vamos clicar em

Figura 9 - Dados Gerais

Agora o Software nos convida a informar alguns dadosdo ambiente e do sistema de alimentação.

Ainda em nosso exemplo, mantenhamos os dadossugeridos pelo SDW, conforme figura acima.

O conteúdo da tecla ajuda nestatela é o seguinte:

Condições do ambiente:

Altitude: Neste campo estão disponíveis alguns valoresfixos de altitudes, o qual deverá ser selecionado de

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ANEXO

2

260

acordo com o local onde a chave será instalada. Aaltitude padrão é 1000 m, acima deste valor e até4000 m, o aplicativo considera um fator progressivo deredução da corrente de saída da SSW.

Temperatura ambiente: Neste campo estãodisponíveis alguns valores fixos de temperaturaambiente, o qual deverá ser selecionado de acordocom o local onde a chave será instalada. A temperaturapadrão é 40 °C, acima deste valor e até 50 °C, oaplicativo considera um fator progressivo de reduçãoda corrente de saída da SSW.

Características do Sistema:

Tensão de rede trifásica: Este campo é preenchidoautomaticamente com a tensão do motor. Se a tensãoda rede for diferente da tensão do motor, você podealterar este valor. O aplicativo só aceita tensões de redesuperiores a tensão do motor, por exemplo: tensão domotor 440 V, tensão da rede 480 V.

Queda de tensão na partida: Neste campo vocêpode definir a possível queda de tensão que irá ocorrerna partida do sistema (motor / carga) selecionado. Se ovalor não for alterado, o aplicativo irá considerar umaqueda de tensão de 2,5%. Esta queda de tensão implicanuma redução do torque do motor.

Ligação do motor: A SSW-03 Plus possui dois modosde operação: ligação padrão (Standard) ou ligação dentroda ligação delta do motor (Ligação dentro do ). Naligacão padrão o motor é instalado em série com a SSWatravés de três cabos.

Na ligação dentro da ligação delta do motor a SSW éinstalada separadamente com cada enrolamento domotor através de seis cabos. Com este tipo de ligaçãocirculará através da Soft-Starter apenas a correntedentro do delta do motor, ou seja, aproximadamente58% da corrente nominal do motor. Obrigatoriamente omotor deverá ter disponível seis cabos para ligação,sendo a tensão da rede correspondente a tensão daligação delta do motor.

Exemplo:

Rede: 220 V – motor ?-220 / Y-380 V

Rede: 380 V – motor ?-380 / Y-660 V

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ANEXO

2

261

Ligação padrão (Standard) com três cabos:

Figura 10 - Ligação padrão na “Ajuda” do SDW

Figura 11 - Ligação dentro do delta na “Ajuda” do SDW

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ANEXO

2

262

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ANEXO

2Soft-Starters - Ligação a 6 cabos

ATENÇÃO!Para utilizarmos a Chave Soft-Starter SSW-03 Plus emligação à 6 cabos (ligação dentro do delta do motor), osecundário do transformador trifásico de alimentaçãodas instalações elétricas NÃO PODERÁ estar ligado naconfiguração DELTA. OBRIGATORIAMENTE, osecundário deste transformador DEVERÁ ESTARLIGADO em ligação ESTRELA com PONTO CENTRAL(NEUTRO) ATERRADO.

Figura 12 - Soft-Starter - Ligação a 6 cabos

O motor será conectado diretamente à redeapós a partida (By-pass)?:Você poderá utilizar a SSW somente na partida,transferindo o motor diretamente para a rede após apartida. Neste caso o aplicativo considera somente acorrente na partida e a corrente eficaz do ciclo, sendoesta calculada considerando-se a corrente em regimecom valor zero.

263

Prosseguindo com nosso exemplo, vamos clicar emsem alterar nenhum dado.

O Software emite um alerta quanto à queda de tensão,que nós não alteramos, e conclui sua análise:

Figura 13 - Resultado

A tela de “Resultado” acima apresenta uma série debotões que acessam diferentes recursos do SDW,permitindo ao usuário fazer várias simulações.

Esta é uma característica importante para que ousuário possa formar uma boa idéia do comportamentodo sistema como um todo.

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ANEXO

2

264

O conteúdo da tecla ajuda nestatela é o seguinte:

Resultado:O aplicativo fornece dois modelos de chave, um parapartida com rampa de tensão e outro para partida comlimitação de corrente. Nos casos em que os modelossugeridos forem diferentes, utilizar o maior modelo,pois a opção do método de partida a ser utilizada,rampa de tensão ou limitação de corrente, dependedas características da carga e do sistema. Normalmenteutilizamos a limitação de corrente como método departida, em cargas com alta inércia e baixo conjugadoresistente na partida, como por exemplo: Britadores,Ventiladores e picadores de madeira. A rampa detensão é utilizada geralmente em cargas com baixainércia e alto conjugado resistente na partida, comopor exemplo: Bomba Alternativa, compressores apistão, esteiras transportadoras, com exceção dabomba centrífuga pois possui baixo conjugadoresistente.

Resposta do Motor - Partida com rampa detensão: Comportamento do motor no que se refere aotempo de aceleração e corrente eficaz de partida paraum determinado pedestal de tensão.

Resposta do Motor - Partida com limitação decorrente: Comportamento do motor no que se refereao tempo de aceleração e corrente eficaz de partidapara uma determinada limitação de corrente.

Botões:

Clicando neste botão você poderá redefinir o pedestalde tensão ou então a limitação de corrente e verificar aresposta do motor e o modelo adequado para esta novacondição de partida.

Clicando neste botão você terá uma tela com osseguintes gráficos: Corrente por rotação do motor com partida direta e

partida com a SSW;

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ANEXO

2

265

Tensão de saída por tempo;Aceleração do motor.

Clicando neste botão você terá uma tela com osprincipais parâmetros a serem ajustados na ocasião dostart-up.

Clicando neste botão será impresso um relatório de trêspáginas contendo o resultado, os dados utilizados e osgráficos.

O botão Redimensionar da“Partida com rampa de tensão”exibe a seguinte tela, que dáopção de alterar o pedestal detensão:

Figura 14 - Redimensionamento

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ANEXO

2

266

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ANEXO

2O botão Redimensionar da“Partida com limitação decorrente” exibe a seguinte tela,que dá opção de alterar alimitação de corrente adotadapela chave:

Figura 15 - Redimensionamento

267

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ANEXO

2Os gráficos da partida com rampade tensão de nosso exemplo terão oseguinte aspecto:

Figura 16 - Gráficos

268

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ANEXO

2Clicando agora no botão“Aceleração” da tela de Gráficos,temos os seguintes dados (que sereferem à partida com rampa detensão):

Figura 17 - Gráficos – Aceleração

269

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2Os gráficos da partida comlimitação de corrente de nossoexemplo terão o seguinte aspecto:

Figura 18 - Gráficos

270

SOFTWARE DE DIMENSIONAMENTO WEG - SDW

ANEXO

2Clicando agora no botão“Aceleração” da tela de Gráficos,temos os seguintes dados (que sereferem à partida com limitaçãode corrente):

Figura 19 - Gráficos – Aceleração

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ANEXO

2Apresenta os principaisparâmetros a ser ajustados nostart-up:

Figura 20 - Parâmetros

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4. LIMITE DERESPONSABILIDADEPELO USO DOSOFTWARE SDW

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ANEXO

2O Software SDW disponibiliza meios para o usuáriorealizar a análise da aplicação de uma maneirabastante fácil. Toda a base de dados e regrasincorporadas no Software formam uma ferramenta deanálise, cujo resultado deverá ser avalizado pelopróprio usuário.

A Weg sugere que o uso deste Software seja feito porprofissionais capacitados a interpretar as informaçõessolicitadas e/ou fornecidas pelo Software.

A Weg não assume responsabilidade por perdas oudanos decorrentes da aplicação indevida do SoftwareSDW.

Anexo IIIFOLHA DE DADOS PARADIMENSIONAMENTO

275

ANEXO

3CHECK-LIST PARA DETALHAMENTO DA APLICAÇÃO

Folha de Dados para Dimensionamento - Soft-Starter

Dados Gerais

Empresa: Tel.:Cidade / Estado: Fax:

Pessoa de Contato: E-mail:

Aplicação / Carga:

Dados da AplicaçãoPotência Nominal: Nº de Pólos / Rotação Nominal: Tensão e Corrente de Placa:........................ CV [ ] 2 Pólos (3600 rpm) [ ] 220 V ............A

Fator de Serviço: [ ] 4 Pólos (1800 rpm) [ ] 380 V ............AF.S. = ....................... [ ] 6 Pólos (1200 rpm) [ ] 440 V ............A

[ ] 8 Pólos ( 900 rpm) [ ] ....... V ............AÉ utilizado? [ ] ..... Pólos (........... rpm)

[ ] Não Faixa de Rotação desejada: Número de Partida por hora:[ ] Sim De ................ a ................ rpm .................. Partidas / Hora

Tipo de Carga: Conjugado resistente da carga referido ao eixo do motor:[ ] Bomba ........................ Nm[ ] Bomba Centrífuga ........................ kgfm[ ] Compressor a Pistão[ ] Compressor a Parafuso[ ] Ventilador e Exaustor Inércia da carga referida ao eixo do motor:[ ] Misturador ........................ kgm2

[ ] Centrífugas[ ] Outras

Rede de Alimentação Condições do Ambiente para Instalação:[ ] 220 V Altitude: Atmosfera: Temperatura:[ ] 380 V [ ] 50 Hz [ ] Até 1000m [ ] Normal [ ] Até 40 ºC[ ] 440 V [ ] 60 Hz [ ] ................ m [ ] Agressiva [ ] ............ ºC[ ] ............... V (especificar nas Obs.)

Grau de Proteção Necessário: Método de Comando:[ ] IP 00 (aberto sem proteção) [ ] Botões Liga e Desliga[ ] IP 20 (proteção contra toques) [ ] Interface Homem-Máquina[ ] IP 54 (fechado - montado em painel [ ] Entrada Analógica (CLP ou SDCD)[ ] Ao Tempo (painel especial para chuva)

[ ] ......................................... (especificar nas Obs.)

Observações:

Caso seja necessário fornecer mais informações específicas, favor enviar em anexo.

MOTOR

CARGA

INSTALAÇÃO

277

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

REFERÊNCIASREFERÊNCIASREFERÊNCIASREFERÊNCIASREFERÊNCIAS

Math H. J. Bollen - ”Understanding Power QualityProblems: Voltage Sags and Interruptions”IEEE Press Series on Power Engineering

Roger C. Dugan - ”Electrical Power Systems Quality”McGraw-Hill

J. Michael Jacob, Michael Jacob - ”PowerElectronics: Principles and Applications”

Orlando Sílvio Lobosco - “Seleção e Aplicação deMotores Elétricos” - McGraw-Hill

IEEE 1159-1995 Recommended Practice onMonitoring Electrical Power Quality 1995

IEC 61000-4-11 Edition 1.1 (2001-03)EMCPart 4-11: Testing and measurement techniques -Voltage dips, short interruptions and voltagevariations immunity tests

IEC 60947-4-2 Edition 2.1 (2002-03)Low-voltage switchgear and controlgearPart 4-2: Contactors and motor startersAC semiconductor motor controllers and starters

NBR 5410:1997 Instalações Elétricas de Baixa Tensão

CATÁLOGO GERAL DE MOTORES ELÉTRICOSWEG MOTORES

MANUAL DE CHAVES DE PARTIDAWEG ACIONAMENTOS

MANUAL DA SOFT- STARTER - Série: SSW-03 PlusWEG AUTOMAÇÃO

MANUAL DA SOFT- STARTER WEG - Série: SSW-04WEG AUTOMAÇÃO

SSW-05 MANUAL DO USUÁRIO WEG - Série: SSW-05 PlusWEG AUTOMAÇÃO

MANUAL DE INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO DEMOTORES ELÉTRICOSWEG MÁQUINAS

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