Baixe Comando e circuitos e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 1 MAURÍCIO FRANCO 2001 Circuito Elétrico O circuito elétrico mais simples é composto por um gerador (ou fonte), por um receptor (ou carga do circuito) e pelos condutores que os interligam. Funcionamento do Gerador O gerador elétrico recebe energia externa (mecânica, química ou luminosa) e energiza eletricamente as cargas de seu interior à medida que as força a se deslocarem todas em direção a um de seus terminais (ou pólos do gerador). O pólo que recebe elétrons fica cada vez mais negativo, enquanto o pólo que perde elétrons fica cada vez mais positivo. A diferença de potencial criada cresce até que a energia proveniente do gerado deixa de ser capaz de mover mais elétrons. Neste ponto atingiu-se a tensão nominal do gerador. A energia entregue à cada unidade de carga eletrica (joule por coulomb) é medida em volt –V- e é chamada de tensão ou voltagem – simbolizada por E (para os geradores ) e U (para os circuitos). Às vezes a tensão é simbolizada por V. A tensão é também denominada diferença de potencial elétrico – ddp- Se um circuito elétrico externo interliga os terminais do gerador, a energia das cargas elétricas dos terminais do gerador se propaga para as cargas elétricas desse circuito que, energizadas, pôe-se em movimento através do circuito. Pelo fato de colocar as cargas em movimento a tensão do gerador é chamada também força eletromotriz (fem). Corrente elétrica À medida que se movem, as cargas transferem ao circuito receptor a energia que receberam no gerador. No receptor essa energia é transformada em outra forma de energia. O citado movimento é a corrente elétrica, e sua intensidade, também chamada amperagem (quantidade de cargas que passam por segundo; coulombs por segundo) –simbolizada por I -, é medida em ampère- A-. A movimentação das cargas é tanto maior quanto mais energia recebem. Ou seja quanto maior for a tensão aplicada maior é a corrente. A constituição física do circuito de corrente facilita ou dificulta o movimento das cargas. Se os elétrons de valência dos átomos que compôem o circuito estão muito presos ao átomos então o circuito apresenta grande dificuldade à movimentação das cargas. Quanto maior for a quantidade de energia necessária para por em movimento as cargas elétricas do circuito, maior é a chamada resistência elétrica de tal circuito. A movimentação das cargas é portanto menor, quanto maior for a dificuldade ou resistência – R- imposta pelo circuito à passagem das cargas. Para se conseguir a movimentação das cargas é necessária diferença de potencial de valor tanto maior quanto maior for a movimentação desejada e também quanto maior for a resistência do circuito: U=RI CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 2 MAURÍCIO FRANCO 2001 Tal equação denomina-se lei de Ohm. A razão entre tensão e corrente tem como unidade o ohm – Ω - A equação mostrada pode é claro ser reescrita : Ou A energia elétrica no receptor pode ser calculada por: onde E é a energia em joules V a tensão em volts I a corrente em ampères t o tempo em segundos. R é a resistência em ohms, Ω. Potência Elétrica A velocidade de transferência ou conversão da energia elétrica por unidade de tempo, - a energia por segundo - é denominada potência elétrica A potência elétrica –P - é medida em watts - W- e pode ser calculada pelo produto da tensão (V) pela corrente (I). Obs.: Tal fórmula é válida para circuitos onde as variações da tensão provocam proporcionais e simultânea variação da corrente. Alguns circuitos chamados reativos não apresentam tal simultaneidade e para tais circuitos a fórmula acima não pode ser aplicada. Cada receptor tem a função de converter a energia elétrica em um determinado tipo de energia. Por exemplo: motor elétrico -> mecânica lâmpada -> luminosa bateria em recarga -> química resistores -> térmica Como não se podem construir condutores práticos com materiais supercondutores (resistência zero) já que isso além de caro necessita de temperatura muito baixa menor que 150 graus celcius negativos, todos os circuitos elétricos apresentam resistência não só no receptor (seria o ideal) como também nos condutores e até no gerador. As cargas perdem energia para transpor a resistência do circuito. Essa energia é convertida em energia térmica, que produz aquecimento. O efeito de aquecimento produzido pela passagem da corrente na resistência se chama efeito joule. O efeito joule é útil nos resistores de aquecimento, mas é muito incoveniente em todos os outros dispositivos. A energia convertida por efeito joule pode ser calculada por E=VxIxt E=RI2t R=V / I P=VxI I=V / R CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 5 MAURÍCIO FRANCO 2001 DIMENSIONAMENTO PELA QUEDA DE TENSÃO Pela queda de tensão pode-se usar a fórmula a seguir, que fornece a bitola em função da queda de tensão, da corrente e da distância com fórmulas distintas, para sistema monofásico ou CC e para o sistema trifásico: Para sistema monofásico ou CC: Para sistema trifásico: Deverá ser escolhida a maior entre as bitolas conseguidas por cada método (ampacidade e queda de tensão). Ex.1: Deseja-se alimentar um circuito de iluminação ( monofásico) de 6kW (potência elétrica), tensão de 220V, fator de potência 0,8, que se encontra a 200m do gerador. Qual deve ser o condutor para essa função? Considere uma queda admissível de 3%. R: A corrente no sistema monofásico é calculada por: ♦ Pelo critério da capacidade de corrente, usando a tabela, o condutor deve ser o de 6mm2 ♦ Pelo critério de queda de tensão tem-se: O condutor deve ser então o de 50mm2. Aceitando-se uma queda de tensão um pouco maior poderia ser usado nesse caso o condutor de 35mm2, que está muito próximo do valor calculado. P Vxηxcosϕ I= 2xIx L 56xu S= √3xIxL 56xu S= Onde S é a bitola em mm2 I a corrente em ampères u=queda de tensão absoluta em volts L= distância ao gerador em metros 6000 220x0,8 I= =34,09A 2x34,09x200 56x220x0,03 S= =36,9mm2 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 6 MAURÍCIO FRANCO 2001 Ex2.: Necessita-se escolher o condutor para alimentar um motor trifásico de 30cv, 440V, rendimento 84%, fator de potência 0,85, que dista 80 metros do gerador. Admite-se uma queda de 5% Solução. A corrente de um motor trifásico pode ser calculada pela mesma fórmula usada no ex.1, desde que se transforme a potência de cv para watts (multiplicando o valor em cv por 736) e multiplicando a tensão por √ 3. Outra opção é usar a fórmula já modificada, dada a seguir, para usar com a potência em cv e na qual já se encontra o fator √3 para a tensão no denominador. Onde Pn é a potência em cv Substituindo os valores tem-se: ♦ Pelo critério da capacidade de corrente, usando a tabela, o fio deve ser o de 10mm2. ♦ Pela queda de tensão: O condutor escolhido deve ser então o de 10mm2 Ex. 3: Escolha o o condutor para ligar um motor trifásico de 100cv, 440V, rendimento 88%, fator de potência 0,82, que dista 80 metros do gerador. Admite-se uma queda de 5% Solução. 736xPn √3xVxηxcosϕ I= √3x40,57x80 56x440x0,05 S= =4,56mm2 736x30 √3x440x0,85x0,84 I= = 40,57A 736xPn √3xVxηxcosϕ I= 736x100 √3x440x0,88x0,82 I= = 133,8A CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 7 MAURÍCIO FRANCO 2001 ♦ Pelo critério da capacidade de corrente, usando a tabela, o condutor deve ser o de 70mm2. ♦ Pela queda de tensão: O condutor escolhido deve ser então o de 70mm2 Exercício 1) Um motor trifásico é instalado a 45m do gerador, e admite-se uma queda de 4% nos condutores de sua instalação. Na placa do motor encontram-se Pn=50cv; Vn=440/760; η=0,9; cosφ=0,85 Dimensione os condutores. 2) Na placa de um motor trifásico encontram-se os seguintes dados: Pn=20cv; Vn=220/380; η=0,9; cosφ=0,85. Dimensione os condutores para a instalação do motor a 120m do gerador, admitida queda de tensão de 6% √3x133.8x80 56x440x0,05 S= =15,05mm2 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 10 MAURÍCIO FRANCO 2001 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 11 MAURÍCIO FRANCO 2001 DISPOSITIVOS DE COMANDO, PROTEÇÃO E SINALIZAÇÃO Comando Chave: É também denominado contato. Tem a função de conectar e desconectar dois pontos de um circuito elétrico. A chave tem dois terminais: um deve ser ligado à fonte (ou gerador) e outro ligado à carga (ou receptor). É feita de metal de baixa resistência elétrica para não atrapalhar a passagem de corrente e alta resistência mecânica, de modo a poder ligar e desligar muitos milhares de vezes. A estrutura metálica tem área de secção transversal proporcional à corrente que comandam: quanto maior for a corrente que se deseja comandar, maiores são as superfícies de contato e maior a chave. O valor de corrente a ser comandada também influencia na pressão de contato entre as partes móveis do contato: maiores correntes exigem maiores pressões de contato para garantir que a resistência no ponto de contato seja a menor possível. A separação dos contatos na condição de desligamento deve ser tanto maior quanto maior for a tensão para a qual o contato foi produzido. A velocidade de ligação ou desligamento deve ser a mais alta possível, para evitar o desgaste provocado pelo calor proveniente do arco voltáico, provocado no desligamento quando a carga for indutiva. O contato pode ser do tipo com trava (por exemplo, o tipo alavanca usado nos interruptores de iluminação) e também pode ser do tipo de impulso, com uma posição normal mantida por mola e uma posição contrária mantida apenas enquanto durar o impulso de atuação do contato. Nesse caso se chama fechador ou abridor conforme a posição mantida pela mola. Fechador: Também chamado ligador, é mantido aberto por ação de uma mola e se fecha enquanto acionado. Como a mola o mantém aberto é ainda denominado normalmente aberto (ou NA ou do inglês NO). Abridor ou ligador: é mantido fechado por ação de uma mola e se abre enquanto acionado. Como a mola o mantém fechado, é chamado também de normalmente fechado (ou NF, ou do inglês NC). O contato pode ter diversos tipos de acionamento, como por exemplo, por botão, por pedal, por alavanca, por chave (chave de tranca), por rolete por gatilho, ou ainda por ação do campo magnético de uma bobina (eletroímã), formando neste último caso um conjunto denominado contator magnético ou chave magnética. NA NF símbolos CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 12 MAURÍCIO FRANCO 2001 A seguir estão os símbolos de contatos acionados por botão (os dois à esquerda), e por rolete. Obs. Considere todos os contatos nessa apostila com atuação da esquerda para a direita quando verticais (como os acima), e de cima para baixo quando horizontais. Chave seccionadora É um dispositivo que tem por função a manobra de abertura ou desligamento dos condutores de uma instalação elétrica. A finalidade principal dessa abertura é a manutenção da instalação desligada. A chave seccionadora deve suportar, com margem de segurança, a tensão e corrente nominais da instalação, isso é normal em todos os contatos elétricos mas nesse caso se exigem melhor margem de segurança. A seccionadora tem, por norma, seu estado -ligada ou desligada- visível externamente com clareza e segurança. Esse dispositivo de comando é construído de modo a ser impossível que se ligue (feche) por vibrações ou choques mecânicos, só podendo portanto ser ligado ou desligado pelos meios apropriados para tais manobras. No caso de chave seccionadora tripolar, esta deve garantir o desligamento simultâneo das três fases. As seccionadoras podem ser construídas de modo a poder operar: ♦ sob carga - então denominada interruptora. A chave é quem desligará a corrente do circuito, sendo por isso dotada de câmara de extinção do arco voltáico que se forma no desligamento e de abertura e fechamento auxiliados por molas para elevar a velocidade das operações. ♦ sem carga – neste caso o desligamento da corrente se fará por outro dispositivo, um disjuntor, de modo que a chave só deverá ser aberta com o circuito já sem corrente. Neste caso a seccionadora pode ter uma chave NA auxiliar que deve desliga o disjuntor antes que a operação de abertura da chave seja completada. ♦ Com operação apenas local. ♦ Com operação remota, situação na qual sua operação é motorizada. CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 15 MAURÍCIO FRANCO 2001 • Ampliação (indireta) da capacidade de corrente de um contato: A corrente do eletroímã é muito menor que a corrente comandada pelos seus contatos, por isso é possível acionar o eletroímã por um contato que só suporta 1A e através dos seus contatos acionar uma carga de 80A, por exemplo. • Memorização de acionamento: Através de uma das chaves (então chamada chave ou contato de selo ou de auto-retenção-) pode-se manter o contator acionado após um acionamento momentâneo da chave que o acionou . Após se acionar a chave S1 as cargas ficarão acionadas como se a chave se mantivesse acionada pois o contato 13-14 manterá o contator acionado mesmo após a abertura da chave 1, até que a alimentação do contator seja desfeita, o que pode ser fieto pela abertura de um contato NF, inserido em série com o eletroímã, como o S2 no diagrama visto a seguir. O botão 1 aciona o contator que se mantem por selo. O botão 2 desliga o contator. b a 13 14 24 23 33 34 41 42 127VCA S1 b a 13 14 24 23 33 34 41 42 127VCA S1 cargas S2 K1 K1 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 16 MAURÍCIO FRANCO 2001 Associações de chaves Série Associadas em série entre si as chaves só permitem o acionamento da carga ligada a elas (em série, é claro) se todas estiverem fechadas. Uma chave ligada em série com outras garante através de sua abertura o desligamento da carga. ”A carga só se ligará se todas as chaves estiverem fechadas”, executando uma lógica chamada lógica E. Paralelo Associadas em paralelo entre si as chaves acionam a carga (ligada a elas em série é claro), desde que pelo menos uma chave esteja fechada. Uma chave ligada em paralelo com outras garante através de seu fechamento a ligação da carga. ”A carga só se desligará se todas as chaves estiverem abertas”, executando uma lógica chamada lógica OU. G R S1 S2 G R S1 S2 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 17 MAURÍCIO FRANCO 2001 Sinalização Para a sinalização de eventos usam-se lâmpadas, buzinas e sirenes. As lâmpadas, são usadas para sinalizar tanto situações normais quanto anormais, tendo uma cor referente a cada tipo de ocorrência Cor Significado Explicação Amarela Atenção Condições normais em alteração Vermelha Perigo; Situação que exige intervenção imediata, como altas temperaturas ou pressões; Carga ligada Verde Segurança; Circuito desligado; Temperatura ou pressões normal; Carga pronta para ser acionada; Branca ou azul Informação Qualquer significado não simbolizado pelas outras cores As buzinas e sirenes são usadas apenas para sinalizar condições de emergência, como vazamentos de gases, ou ainda para informações em local onde a sinalização visual seja insuficiente. Símbolo CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 20 MAURÍCIO FRANCO 2001 Disjuntores São também usados na proteção contra altas correntes com a vantagem de poderem ser religados várias vezes. O número de vezes é determinado pelo fabricante, mas é sempre da ordem de milhares. Os grandes disjuntores são desligados através de relés que podem por sua vez atuar por diversas grandezas físicas como por exemplo tensão, corrente ou temperatura. Como a potência comandada é muito grande os processos de ligar e desligar devem ser rápidos e precisos, e isso é conseguido, nos disjuntores de alta potência, por uma forte mola que é tensionada por um motor elétrico, e a energia mecânica acumulada na mola é descarregada no mecanismo de fechamento ou de abertura do disjuntor, fazendo com estes sejam muito rápidos. Em circuitos de baixa potência o termo disjuntor normalmente se refere a uma chave com desligamento automático quando a corrente se eleva acima do valor nominal de funcionamento. O desligamento pode se dar pelo efeito térmico que é o mais lento, ou magnético que é o mais rápido Símbolos CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 21 MAURÍCIO FRANCO 2001 Relés Embora esta seja também a denominação de pequenas chaves magnéticas (de uso por exemplo em automóveis), quando se tratam de circuitos de comandos elétricos industriais os relés são dispositivos de proteção que através de seus contatos atuam o comando de chaves magnéticas de potência, sendo atuados por diversas variáveis físicas, conforme seu tipo. Os relés apresentam algumas características comuns às chaves magnéticas e outras específicas. Em comum apresentam terminais de energização e terminais de chaves ou contatos internos. Porém não basta energizar o relé para que este atue em suas chaves. A atuação de suas chaves depende de alguma grandeza física, conforme seu tipo. • Relé de tempo ou temporizador Retardado na energização – Esse tipo atua suas chaves um tempo após a ligação, ou energização do relé e as retorna ao repouso imediatamente após seu desligamento ou desenergização. Retardado na desenergização – Este atua as chaves imediatamente na ativação, porém estas chaves só retornam ao repouso um tempo após a desativação. Não foi usado o termo energização e sim ativação por que existe um tipo de temporizador na desenergização que constantemente energizado e na realidade sua ativação e desativação se fazem por intermédio da interligação e do desligamento respectivamente de dois terminais específicos. No painel desse relé se encontra um botão pelo qual se seleciona o tempo de retardo. Gráficos de acionamento x tempo, das bobinas e dos contatos dos relés temporizados. bobina tempo Contatos tempo t bobina tempo Contatos tempo t Retardo na energização Retardo na desenergização CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 22 MAURÍCIO FRANCO 2001 ♦ Relé de sobrecorrente Por terminais apropriados se faz fluir por este relé a corrente da carga que se pretende proteger e quando a corrente assume um valor superior ao selecionado, o relé atua seus contatos. No tipo mais simples chamado térmico, a corrente flui por elementos que se aquecem e o aquecimento atua em um par bimetálico, cuja torção promove a atuação das chaves. São três os elementos pelos quais flui a corrente monitorada, um para cada fase, e mesmo que haja sobrecorrente em uma só das fases o relé age da mesma forma. As chaves atuadas retornam ao repouso assim que a corrente volta ao normal, mas podem se manter atuados desde que a função de rearme manual esteja selecionada. Outro tipo de relé, para maiores valores de corrente, funciona associado a um transformador de corrente (tc). O ajuste do valor de corrente é feito em botão presente no painel do relé. ♦ Relé de sobretensão e de subtensão Caso a tensão que alimenta ou ativa o relé se torne maior ( no caso do relé de sobretensão) ou menor (relé de subretensão) que o valor selecionado o relé atua suas chaves. Há um relé que atua tanto no caso de subtensão quanto no caso de sobretensão. No painel do relé se encontra o botão de ajuste do valor de tensão. ♦ Relé de falta de fase Destinado a proteger circuitos trifásicos, principalmente motores, contra os danos provenientes da permanência da alimentação com falta de fase. O mais comum é que se utilize uma chave NA desse relé, que é atuada enquanto há a presença da três fases. Assim se houver falta de alguma fase tal chave se abre, desligando o motor protegido, em cujo comando tal chave se conecta em série com a bobina. CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 25 MAURÍCIO FRANCO 2001 Comando de motor trifásico com auto-retenção, sinalização e proteção por relé térmico Circuito de força a2 a1 C1 C1 C1 C1 B1 R1 F N M1 3~ F1 F2 F3 C1 R1 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 26 MAURÍCIO FRANCO 2001 Sistema simples de comando por sensor com saída a transistor (PNP) C1 é uma chave magnética com bobina de 24Vcc e poderá acionar cargas de tensão alternada como a bobina de outra chave magnética, através da qual pode-se por exemplo acionar um grande motor de indução. a2 a1 C2 C1 LIGADA DESLIGADA 220V C2 C2 M1 3~ F1 F2 F3 C2 R1 a2 a1 C1 24V + ZS 0001 + - SAÍDA - + - CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 27 MAURÍCIO FRANCO 2001 Sistema de controle de nível por chaves de nível com indicação de ligada e desligada Sistema análogo ao anterior com alarme de nível muito alto intertravado com o acionamento da bomba de modo a impedi-la de funcionar até que cesse a condição de alarme e haja reconhecimento. a2 a1 C1 C1 LSL 0001 LSH 0001 LIGADA DESLIGADA a2 a1 C1 C1 a2 a1 C2 C2 C2 B3 r REARME LSL 0001 LSH H 0001 LIGADA DESLIGADA LSHH 0001 ALARME DE NÍVEL MUITO ALTO NO TANQUE T-0001 C2 C1 C1 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 30 MAURÍCIO FRANCO 2001 SISTEMA 3 POR AÇÃO DA CHAVE C1-1 , A CHAVE MAGNÉTICA C2 SÓ PODERÁ SE MANTER LIGADA CASO A C1 ETEJA LIGADA. ENTRETANTO A CHAVE MAGNÉTICA C2 PODE (POR B3) SER LIGADA INDEPENDENTEMENTE DO ESTADO DA CHAVE MAGNÉTICA C1. C2 G a2 a1 C1 c1 C1 C1 B1 B2 a2 a1 C2 C2 C2 B3 B4 C1-1 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 31 MAURÍCIO FRANCO 2001 SISTEMA 4 POR AÇÃO DAS CHAVES C1-1 E C2-1, AS CHAVES MAGNÉTICAS SÓ PODERÃO SER LIGADAS INDIVIDUALMENTE, SENDO NECESSÁRIO QUE SE DESLIGUE (POR B2 OU B4) A QUE ESTIVER LIGADA PARA PODER LIGAR (POR B1 OU B3) A OUTRA. C2 G a2 a1 C1 C1 C1 C1 B1 B2 a2 a1 C2 C2 C2 B3 B4 C1-1 C2-1 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 32 MAURÍCIO FRANCO 2001 SISTEMA 5 POR AÇÃO DAS CHAVES C2-1 E C1-2 , AS CHAVES MAGNÉTICAS SÓ SE MANTERÃO LIGADAS CASO SEJAM SIMULTANEAMENTE ACIONADAS (POR B1 E B3) C2 G a2 a1 C1 C1 C1 C1 B1 B2 a2 a1 C2 C2 C2 B3 B4 C1-1 C2-1 CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 35 MAURÍCIO FRANCO 2001 • Os motores de rotor em curto, que são os mais comuns, (usados em bombas d’água de uso residencial, por exemplo) não têm anéis ou escovas e isso é uma grande vantagem pois exige baixa manutenção. Porém esses motores não têm controle próprio de torque o que exige formas externas de controlar sua corrente de partida, quando esses motores são de grandes potências (acima de 5cv). 2.3. Quanto ao número de fases o motor pode ser monofásico ou trifásico 2.3.1. O motor chamado de monofásico é alimentado através de dois condutores. • Embora chamado de monofásico, esse motor pode ser ligado a duas fases ou a fase e neutro, desde que seja obedecida sua tensão nominal. • Os motores monofásicos de maiores potências exigem a utilização de capacitores e/ou dispositivo interno de partida chamado chave centrífuga de partida. • Os motores monofásicos, de acordo com o número de terminais acessíveis externamente, podem ter seu sentido de rotação invertido. 2.3.2. Os motores trifásicos devem ser ligados, impreterivelmente, a três fases e portanto através de três condutores. • Não necessitam de capacitor nem de chave centrífuga de partida, o que reduz a freqüência de manutenção. • Os motores trifásicos podem, todos, ter o seu sentido de rotação invertido, bastando para isso que se troquem, entre si, duas das três fases que os alimentam. CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 36 MAURÍCIO FRANCO 2001 3. Motores universais 3.3. São os utilizados em máquinas de pequeno porte que necessitem de grande torque de partida como é o caso das máquinas de furar portáteis, batedeiras, liqüidificadores, enceradeiras, lixadeiras, máquinas de costura entre outros. 3.4. São motores de escovas, por isso exigem manutenção para troca dessas escovas. 3.5. Esses motores podem ser alimentados tanto por tensão contínua quanto por alternada, no entanto o valor de tensão contínua que os alimenta é bem inferior ao de tensão alternada, pois neste caso o motor apresenta reatância além da resistência. CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 37 MAURÍCIO FRANCO 2001 Acionamento e proteção de motores Por questão de segurança todos os motores fixos devem ter suas carcaças aterradas. Os motores CA não devem, em freqüência nominal, ser energizados por tensão diferente da nominal especificada pelo fabricante do motor, pois sua corrente nessas condições cresce e pode danificá-lo. Os motores devem ser acionados por chave contatora, para que sua ligação e desligamento se façam de forma eficiente. Devem ser ligados através de fusíveis de proteção devidamente dimensionados, para a proteção contra curto-circuito. Partidas Durante a partida a corrente pode atingir valores muito altos. Por isso, nos motores de maiores potência utilizam-se meios de aplicar às bobinas menor valor de tensão durante a partida, a fim de se reduzir a corrente nesse momento. Uma das formas de se conseguir essa redução é ligar as bobinas de forma que pudessem receber tensão maior que a de funcionamento. Por exemplo se o motor funciona em 220V, na partida este pode ser ligado em estrela, de forma que cada bobina receba 127V, e depois que o motor atinge pelo menos 75% da rotação nominal as bobinas passam para ligação triângulo. Esta técnica de partida é chamada estrela triângulo, Υ/∆. Esta mesma técnica pode ser usada para o motor de 12 terminais que funciona em 440V. Os motores de maior porte, e por conseguinte maior custo, justificam a utilização de relés de proteção, um para cada parâmetro protegido, como relé de sobrecorrente, de subtensão, de sobretensão, de falta de fase e de sobretemperatura. CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 40 MAURÍCIO FRANCO 2001 Ligação de motores de 6 terminais Ligação em triângulo Ligação em estrela Terminais de alimentação: 1, 2 e 3 1 4 2 5 3 6 1 4 2 5 6 3 1 4 2 6 3 5 = = 220V 1 4 2 5 3 6 380V CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 41 MAURÍCIO FRANCO 2001 Ligação do motor de 12 terminais. 10 1 4 7 11 2 5 8 3 6 9 12 11 2 5 8 3 6 9 12 10 1 4 7 1 4 2 5 3 6 7 10 8 11 9 12 1 4 2 5 3 6 7 10 8 11 9 12 220V 380V 440V 760V Triângulo paralelo Estrela paralelo Triângulo série Estrela série CEFETCAMPOS Comandos Elétricos 42 MAURÍCIO FRANCO 2001 Inversores de freqüência O inversor de freqüência é um circuito eletrônico capaz de, recebendo alimentação alternada, alimentar um motor com tensão de freqüência diferente da original e com isso modificar a velocidade do motor assíncrono, que aumenta com o aumento da freqüência. O inversor aumenta a freqüência de alimentação do motor no caso de aumento de carga e assim compensa o escorregamento, mantendo a velocidade. Além de modificar a freqüência os inversores modificam também a amplitude da tensão, pois com a variação da freqüência há variação, em sentido contrário, tanto da corrente quanto do torque. Por isso o inversor compensa a diminuição da freqüência com diminuição da tensão para limitar o valor de corrente e, compensa o aumento de freqüência com aumento de tensão para evitar a perda de torque. Os inversores de freqüência modernos se baseiam em um componente eletrônico chamado IGBT, um tipo de transistor bipolar com corrente de controle de valor praticamente nulo, alta capacidade de condução da corrente principal e de alta velocidade de comutação, o que lhe garante a possibilidade de desligar o motor em caso de curto antes que a corrente possa danificar a fonte que alimenta o inversor ou o próprio inversor. Nesses inversores de freqüência a tensão trifásica recebida é retificada e filtrada, produzindo tensão contínua que alimenta então um circuito inversor. O inversor produz as três fases que alimentarão o motor de forma que mesmo que falte uma das fases de alimentação do inversor o motor poderá continuar a funcionar, dependendo da potência exigida. Os inversores de freqüência alimentam o motor trifásico com três fases produzidas eletronicamente de modo que, se na alimentação trifásica do inversor faltar uma fase, o motor continua recebendo as três fases para sua alimentação. A sofisticação do inversor de freqüência garante a proteção do motor contra sobre e subtensão, sobrecorrente, sobre-temperatura mediante sensor e proteção contra falta de fase já comentada. O inversor se encarrega também, é claro, do controle da corrente de partida. Com tais inversores de freqüência pode-se ainda fazer o motor partir ou parar com aceleração predeterminada (mesmo com carga, pois o inversor para parar o motor não apenas tira a alimentação do motor, ele o alimenta adequadamente de modo a freá-lo se necessário).