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FIEMG CIEMG SESI SENAI IEL Sistema FIEMG CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO” Comandos Elétricos Presidente da FIEMG Robson Braga de Andrade Gestor do SENAI Petrônio Machado Zica Diretor Regional do SENAI e Superintendente de Conhecimento e Tecnologia Alexandre Magno Leão dos Santos Gerente de Educação e Tecnologia Edmar Fernando de Alcântara Elaboração Givanil Costa de Farias Unidade Operacional CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO” SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES TRIFÁSICOS ....................................................85 PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO .....................................................................................................92 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES TRIFÁSICOS CONDIÇÕES ESSENCIAIS: ..........95 CARACTERÍSTICA FUNDAMENTAL......................................................................................................95 SISTEMA DE PARTIDA COM AUTOTRANSFORMADOR (COMPENSADORA) DE MOTORES TRIFÁSICOS.......100 COMPARAÇÃO ENTRE CHAVES ESTREIA-TRIÂNGULO E COMPENSADORAS AUTOMÁTICAS ESTRELA- TRIÂNGULO AUTOMÁTICA ...............................................................................................................105 COMUTAÇÃO POLAR DE MOTORES TRIFÁSICOS................................................................................106 SISTEMAS DE FRENAGEM DE MOTORES TRIFÁSICOS ........................................................................109 Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 6 Apresentação “Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “ Peter Drucker O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação. O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país,sabe disso , e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência:” formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de educação continuada.” Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento , na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações – internet- é tão importante quanto zelar pela produção de material didático. Isto porque, nos embates diários,instrutores e alunos , nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos. O SENAI deseja , por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada ! Gerência de Educação e Tecnologia Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 7 Introdução Este estudo tem como objetivo apresentar alguns dos mais variados tipos de dispositivos elétricos utilizado na montagem de comandos elétricos, apontando características físicas e construtivas dos mesmos. Analisaremos também o funcionamento elétrico destes, a fim de que possamos entender com mais clareza e objetividade o seu princípio de funcionamento e a sua aplicabilidade, como também, alguns dos sistemas de partida utilizados para motores. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 10 Indicador de queima Facilita a identificação do fusível queimado. Desprende-se em caso de queima do fusível. Funcionamento O funcionamento dos fusíveis é baseado na fusão do elo fusível, condutor de pequena seção transversal que sofre um aquecimento maior que o dos outros condutores à passagem da corrente. Para uma relação adequada entre seção do elo fusível e o condutor protegido, ocorrerá a fusão do metal do elo quando o condutor atingir uma temperatura próxima da máxima admissível (especificada para cada fusível, de acordo com sua aplicação e corrente nominal). Características dos fusíveis quanto ao tipo de ação Os fusíveis podem ser de: • ação rápida ou normal; • ação ultra-rápida; • ação retardada. Fusíveis de ação rápida ou normal Neste caso a fusão do elo ocorre após alguns instantes da sobrecarga. Os elos podem ser de fios com seção constante ou de láminas com seção reduzida por janeIas. São próprios para proteger circuitos com cargas resistivas. •Exemplo Proteção de circuitos com lâmpadas incandescentes e resistores em geral. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 11 Fusíveis de ação ultra-rápida Neste caso a fusão do elo é imediata, quando recebem uma sobrecarga, mesmc sendo de curta duração. São próprios para proteger circuitos eletrônicos, quando o dispositivos são semicondutores. Os semicondutores são mais sensíveis e precisam de proteção mais eficaz contra sobrecarga, mesmo sendo de curta duração. Fusíveis de ação retardada A fusão do elo na ação retardada só acontece quando há sobrecargas de longa duração ou curto-circuito. São próprios para proteger circuitos com cargas indutivas e/ou capacitivas (mo- tores, trafos, capacitores e indutores em geral). Características elétricas dos fusíveis • Corrente nominal (In). • Tensão nominal (Vn). • Resistência de contatos. • Limitação de corrente. • Capacidade de ruptura. • Característica tempo x corrente. • Influência da temperatura ambiente. Corrente nominal (In) Especifica a máxima corrente que o fusível suporta continuamente sem se quei- mar. Geralmente vem escrita no corpo do componente. Existe um código de cores padronizado para cada valor da corrente nominal. As cores estão numa espoleta indicadora de queima, que se encontra presa pelo elo indicador de queima. Corrente Cor nominal(A) Rosa 2 Marrom 4 Verde 6 Vermelho 10 Cinza 16 Azul 20 Amarelo 25 Preto 35 Branco 50 Laranja 63 Tensão nominal (Vn) Especifica o valor da máxima tensão de isolamento do fusível. É uma caracterís- tica relacionada com o corpo isolante do dispositivo. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 12 Resistência de contatos A resistência de contatos entre a base e o fusível é responsável por eventuais aquecimentos porque se opõe à passagem da corrente, podendo causar a queima do fusível. Limitação de corrente Sob altas correntes, os fusíveis atuam tão rapidamente que a corrente de impulso de curto-circuito não pode ocorrer. O valor instantâneo máximo da corrente alcançado durante o processo de interrupção denomina-se corrente de corte In. A limitação de corrente é representada, nos catálogos, por meio de diagramas de corrente de corte. (Gráf. 1) Capacidade de ruptura É a capacidade que um fusível tem de proteger com segurança um circuito, fun- dindo apenas seu elo de fusão, não permitindo que a corrente elétrica continue a circular. É representada por um valor numérico acompanhado das letras kA (quiloampêre). (Gráf. 1) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 15 Exemplo de leitura para fusível rápido Um fusível de 10A não se funde com a corrente de 10A, pois a reta vertical correspondente a 10A não cruza a curva correspondente. Com uma corrente de 20A, o fusível se fundirá em aproximadamente 0,2 segundos. (Gráf. 3) Influência da temperatura ambiente Nos catálogos e documentos técnicos estão representadas as características tempo de fusão x corrente médias, levantadas em uma temperatura ambiente de 20°C + 50°C Elas valem para elementos fusíveis não previamente carregados, ou seja, elementos no estado frio. Na prática, porém, os fusíveis são expostos a diversos níveis de temperatura ambiente, que provocam pequenas variações nas características esperadas. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 16 Em alguns tipos de fusíveis (ex: fusível NH Siemens), contudo, temperaturas en- tre 50°C e +4500 têm influência desprezível sobre as curvas características. Eles podem, ainda, conduzir sua corrente nominal continuamente á temperatura de 55°C, ou no mínimo por 24 horas a 65°C. Substituição Não é recomendado o recondicionamento de um fusível, devendo este, ao ser rompido, ser substituído por outro de mesma capacidade. Dimensionamento E a escolha de um fusível que preencha as necessárias condições para fazer a proteção de determinado circuito. A escolha do fusível deve ser feita de tal modo que uma anormalidade elétrica fique restrita a um subcircuito, sem atingir as demais partes do circuito do sistema considerado. Para dimensionar um fusível deve-se levar em consideração as seguintes gran- dezas elétricas: • corrente nominal do circuito; • corrente de curto-circuito; tensão nominal. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 17 BOTÕES DE COMANDO São dispositivos com a finalidade de interromper ou estabelecer momentaneamente, por impulso, um circuito de comando, para iniciar, interromper ou continuar um processo de automação. (Fig. 2.1) Simbologia Constituição básica Os botões de comando são compostos, basicamente, por um elemento frontal de comando (cabeçote) e um bloco de contatos. Elemento frontal de comando E o elemento de acionamento do botão de comando, fabricado com diversos tipos de acionamentos para atender à enorme faixa de aplicação das botoeiras. Tipos de elemento frontal de comando: • normal; • saliente; • cogumelo; • comutador de posições; • comutador com Chave Yale. Normal - Utilizado nos comandos elétricos em geral. E um botão de longo curso e praticamente inexiste a possibilidade de manobrá-lo acidentalmente. Normal faceado simples - Possui somente um dispositivo para acionamento. (Fig. 2.3) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 20 igual a 0,0202 quando é novo). Alguns fabricantes fornecem, sob encomenda, contatos com banho de ouro. Bornes para conexões - São elementos que estabelecem a ligação dos condutores aos contatos fixos. (Fig. 2.11) Observação Atua/mente, os botões de comando são fabricados de forma que podemos inserir mais blocos de contatos NA e NF de acordo com as necessidades do circuito. Os blocos de contatos são acessórios disponíveis no mercado de componentes elétricos. Botão de comando de impulsão-É aquele no qual o acionamento é obtido pela pressão do dedo do operador no cabeçote de comando. A impulsão pode ser: • livre, sem retenção; • com retenção. Livre, sem retenção - Quando o operador cessa a força externa, o botão retorna à posição desligada ou de repouso. Com retenção - Quando pressionado, mantém-se na posição até um novo acionamento. Botoeira com travamento • Travamento elétrico. • Travamento mecânico. Travamento elétrico Quando o botão A for pulsado, o botão B estará impossibilitado de estabelecer o circuito (a - a1), ficando interrompido pelo botão A; o mesmo ocorre quando B é pulsado, isto é, b - b1 ficam interrompidos pelo botão B. (Fig. 2.12) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 21 Travamento mecânico Pulsando-se o botão A, os contatos do botão B ficarão travados mecanicamente e impossibilitados de ligar O mesmo ocorre com o botão A, quando A é acionado. (Fig. 2.13) Características elétricas • Corrente nominal. • Tensão nominal. Corrente nominal Os botões de comando são fabricados para valores de corrente nominal relativamente pequenos, normalmente entre 0,1 a 25A de corrente nominal e 1 a SOA para corrente de ruptura. Tensão nominal A tensão de isolação dos botões de comando varia entre 24V e 550V. Outra característica é a tensão deteste, que corresponde â resistência desolação do botão pôr um tempo reduzido. A tensão de teste é cinco vezes maior que a tensão nominal. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 22 CHAVE AUXILIAR TIPO FIM DE CURSO Chave que opere em função de posições predeterminadas, atingidas por uma ou mais partes móveis do equipamento controlado (NBR 5459). (Fig. 3.1) Simbologia Constituição É basicamente composta por um corpo (carcaça), bloco de contatos e um ele- mento de acionamento (cabeçote). Corpo Elemento responsável pela proteção mecânica dos contatos e bornes. Serve como suporte de fixação do elemento de acionamento. É fabricado por diferentes tipos de materiais, de modo que possa oferecer elevada resistência mecânica, e trabalha em temperaturas variadas. (Fig. 3.3) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 25 com ataque só para a direita ou só para a esquerda (com retorno automático ou sem retorno automático). (Fig. 3.10) Afigura 3.11, a seguir, mostra alguns tipos de acionamentos (cabeçotes) das chaves tipo fim de curso. Funcionamento Acionando-se o cabeçote de comando por meio das partes móveis de máquinas, como hastes, excêntricos, ressaltos etc., serão executados a abertura e o fechamento dos contatos que operam diretamente em circuitos auxiliares e de comando. Observação A operação dos contatos depende do sistema de acionamento de contatos. Características Suas principais características são: • tensão nominal de isolamento; • corrente nominal; • número de manobras; • grau de proteção. Tensão nominal de isolamento - Varia de acordo com o material usado na fabricação do dispositivo. Normalmente é 500V(CA) 600V(CC). Corrente nominal - É baseada na estrutura de seus contatos e bornes. Normalmente é de l0A. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 26 Número de manobras - E o valor que define a vida útil, elétrica e mecânica do dispositivo. Entende-se pôr manobra qualquer ação sobre o dispositivo (ligar, desligar...). Exemplo Dez milhões de manobras, 30 milhões de manobras etc. Grau de proteção - O grau de proteção é expresso em código, devidamente normalizado, que classifica, para determinado equipamento, sua proteção contra choques, penetração de corpos estranhos e líquidos. Exemplo lP 65 Onde lP - significa grau de proteção Primeiro algarismo (6) - penetração total contra o contato com partes sob tensão ou em movimento. Proteção total contra penetração de pó. Segundo algarismo (5) - proteção contra jatos de água, provenientes de qualquer direção.A tabela, a seguir, mostra as diversas classificações a que estão sujeitos os invólucros dos aparelhos elétricos no que diz respeito ao grau de Proteção . Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 27 Contatores São dispositivos de manobra mecânicos, acionados eletromagneticamente, operados à distância com força de retrocesso. Construídos para uma elevada freqúência de operações e cujo arco é extinto no ar. Os contatores sâo usados para manobra de circuitos auxiliares de vários tipos, execução de motores e outras cargas, tanto de corrente contínua como alternada. (Fig. 4.1) Constituição O contator é dividido em sistema de acionamento (núcleo móvel, núcleo fixo e bobi na) e sistema de manobra de carga (contatos móveis e fixos e/ou câmara de faísca). Contatos Parte do contator por meio do qual um circuito é estabelecido ou interrompido, Existem contatos fixos e móveis e, de acordo com a utilização, contatos principais e auxiliares. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 30 Funcionamento Quando a bobina do contator é alimentada por um dispositivo de comando (botoeiras, fins de curso etc.), cria-se um campo magnético no núcleo fixo, que atrai o núcleo móvel. Estando os contatos móveis acoplados mecanicamente ao núcleo móvel, deslocam-se ao encontro dos contatos fixos, fechando o circuito. Para desligamento dos contatores, interrompe-se a alimentação da bobina, desa- parecendo, então, o campo magnético, provocando por molas o retorno do núcleo móvel e, assim, separando os contatos que automaticamente desligam o circuito. (Fig. 4.6) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 31 1- Núcleo Fixo 2- Bobina 3- Núcleo Móvel 4- Contato Fixo 5- Contato Móvel 6- Câmara de Extinção Tipos de contatores De acordo com as características elétricas e as condições de serviço, os conta- tores podem ser classificados em: contatores tripolares de potência e contatores auxiliares. Contatar tripolar - Destina-se a efetuar o acionamento de diversos tipos de cargas das instalações industriais, como motores elétricos, capacitores, resistências de aquecimento etc. Suas principais características são: • podem possuir contatos principais e auxiliares; • maior robustez de construção; • facilidade de associação a relés; • tamanho físico de acordo com a potência da carga; • a potência da bobina do eletroimã varia de acordo com o tipo de contator; • geralmente tem cãmara de extinção de arco; • podemos inserir blocos de contatos auxiliares fornecidos pelo fabricante. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 32 Contator auxiliar - Destina-se a efetuar o comando de pequenas cargas. É utilizado no comando de sinalizações, eletroválvulas, bobinas de contatores tripolares etc. Normalmente, os contatores auxiliares são utilizados para aumentar o número d4 contatos auxiliares dos contatores tripolares. Suas principais características são: • tamanho físico variável conforme o número de contatos; • corrente nominal de carga máxima igual a 1 QA para todos os contatos; • câmara de extinção praticamente inexistente. Vantagens do emprego de contatores • Comando à distância. • Facilidade de instalação. • Elevado número de manobras (elevada durabilidade). • Fácil substituição de peças danificadas. • Tensão de operação de 85% a 110% da tensão nominal prevista para o contato • Facilidade de associação a relés, fusíveis e chaves especiais para proteger automatizar os circuitos. • Atualmente, os fabricantes fornecem peças de reposição originais como bobi nas, jogos de contatos, câmara de faisca (arco), blocos de contato auxiliares etc. Características elétricas O contator é um dos dispositivos de seccionamento mais usado nas instalações elétricas. Para fazermos a escolha de um contator, devemos conhecer suas característi cas elétricas, que são informações padronizadas e estão contidas nos selos de iden tificação do contator e catálogos de fabricantes. As principais características de um contator são: • tensão nominal de isolação; • tensão nominal de serviço; • potência nominal elétrica e mecânica; • corrente nominal de serviço; • freqúência de manobras; • categorias de emprego; • tensão nominal de comando; • número de contatos auxiliares. Tensão nominal de isolação É o valor da tensão que caracteriza a resistência de isolamento do contator (propriedade do material isolante, que evita que este se torne condutor, devido âs correntes de descarga). Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 35 Em contatos destinados a interromper altas capacidades de corrente é possível reduzir o efeito do arco voltaico mediante a interrupção múltipla do circuito de corrente, dispondo de diversos contatos de ponte em série. Ao aplicar essa técnica, não se esquecer de que pontos de contato são lugares onde se desenvolve calor, em virtude da maior resistência à passagem da corrente entre os contatos móveis e os fixos. Na ação da câmara de extinção, o arco se move sobre as peças fixas de contato, que se prolongam até perto das lâminas para sua extinção. Chegando junto à extremidade externa do contato, o arco é atraído pelas lâminas de aço da câmara de extinção. Passando para estas, penetra entre as lâminas, sendo subdividido em uma série de pequenos arcos. Com este método obtém-se, principalmente, o rápido afastamento do arco das peças de contato e, subseqúentemente, a subdivisão do arco, permitindo a desejada extinção rápida. Praticamente não aparecem faíscas do lado exterior da câmara; o aquecimento desta também é mínimo, mesmo com alto número de interrupções consecutivas. Ao ligar o contator poderão surgir faíscas de curta intensidade, quando há um ricochete entre as peças de contato. Este ricochete é causado pelo impacto entre a peça fixa de contato e a móvel, no instante de ser ligado o contator. O tempo de duração do ricochete depende das massas dos contatos, sendo tanto menor quanto menores forem estas. A grandeza de corrente no instante de ligação, por vezes bem superior á nominal, como no caso de motores, não influi na vida dos contatos. Controle do estado dos contatos e critérios de avaliação A durabilidade dos contatos dos contatores, em meses e anos, pode ser estimada a partir de condições de aplicação especificadas por meio de um monograma. No entanto, deve-se inspecionar regularmente os contatos, porque sua vida útil, por diversos motivos, poderá ser maior ou menor do que a teoricamente esperada. Tais motivos podem ser não apenas tolerância de fabricação, mas igualmente o fato de que, muitas vezes, é impossível prever todas as condições de serviço que determinam a durabilidade dos contatos. Inspeções podem ser feitas nos intervalos de funcionamento. Elas contribuem para a confiabilidade de uma instalação e evitam interrupções durante o serviço. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 36 Por outro lado, é necessária uma inspeção visual após uma perturbação, como um curto-circuito. Note-se que, segundo as normas, é permitido, após um curto- circuito, que os contatos de um contator venham a fundir-se. Na inspeção visual, deve-se saber avaliar a necessidade de reposição dos con- tatos. É supérfluo, por exemplo, substitui-los porque tornaram-se ásperos e chamuscados devido aos arcos voltaicos. Essas ocorrências são perfeitamente normais e não interferem no seu funcionamento. Se um jogo de contatos ainda pode ser utilizado ou não, depende praticamente só do volume de material remanescente nas pastilhas de contato. Quando não for possível a inspeção visual, por impossibilidade de desativar o sistema, sugere-se o acompanhamento da evolução da temperatura de cada contato (pólo) mediante os terminais de conexão do contator. Constatada a evolução diferenciada muito rápida da temperatura, desativar o sistema e verificar vísualmente a situação dos contatos do contator. Identificação dos terminais A normalização na identificação de terminais dos contatores e demais dispositivos de manobra de baixa tensão é o meio utilizado para tornar mais uniforme a execu- ção de projetos de comandos e facilitar a localização e a função desses elementos na instalação. Essas normalizações são necessárias, principalmente, devido à crescente automatização industrial. Contatos principais - Os terminais de entrada (da fonte) são identificados com algarismos 1, 3 e 5 e os de saída (do lado da carga), 2,4 e 6. Além disso, são identificados igualmente com as seguintes designações: L1 e/ou 1; T1 e/ou 2; L2 e/ou 3; T2 e/ou 4; L3 e/ou e/ou 6. Contatos auxiliares - São identificados por números de dois dígitos, sendo que o primeiro dígito indica a posição ocupada pelo contato a partir da esquerda, e o segundo indica a função do contato. Intertravamento de contatores É um sistema elétrico ou mecânico destinado a evitar que dois ou mais contatores se fechem, acidentalmente, ao mesmo tempo, provocando curto-circuito ou mudança da seqúéncia de funcionamento de um determinado circuito. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 37 lntertravamento elétrico Por contatos auxiliares do contator - Neste processo é inserido um contato auxiabridor de um contator no circuito de comando, que alimenta a bobina do outro contator. Deste modo, faz-se com que o funcionamento de um dependa do outro. (Fig.4.9) Por botões conjugados - Neste processo, os botões são inseridos no circuito de comando, de forma que, ao ser acionado para comandar um contator, haja a interrupção do outro (botão b1, fechador de c1, conjugado com b1, abridor de c2 b2, fechador de c2, conjugado com b2, abridor de c1). (Fig.4.9) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 40 Princípio construtivo de um relé de sobrecarga Um relé de sobrecarga tem os seguintes componentes. (Fig. 5.3) PRINCÍPIO CONSTRUTIVO DE UM RELÉ DE SOBRECARGA BIMETALICO Contatos auxiliares - São parte do dispositivo que interrompe o circuito elétrico em caso de sobrecarga, podendo retornar à posição inicial automaticamente ou manualmente. Botão de rearme - É o elemento cuja função é armar o(s) contato(s) auxiliar(s) do relé de sobrecarga. Lâmina bimetálica auxiliar - Elemento cuja função é fazer a compensação do ajuste, de acordo com a variação da temperatura ambiente. Lâminas bimetálicas principais - Acionam um dispositivo mecânico quando sofrem dilatação e consequente deflexão, devido à elevação da corrente elétrica e da temperatura das lâminas, comutando os contatos móveis do relé. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 41 Mecanismo de regulagem (ajuste de corrente) - É o elemento através do qual se faz a regulagem da corrente máxima solicitada pela carga que poderá circular no circuito. (Fig. 5.4) Funcionamento Os relés de sobrecarga foram desenvolvidos para operar baseados no princípio de pares termoelétricos. O princípio de operação do relé está fundamentado nas diferentes dilatações que apresentam os metais, quando submetidos a uma variação de temperatura. Duas ou mais lâminas de metais diferentes (normalmente ferro e níquel) são ligadas por soldas, sob pressão ou eletroliticamente. Quando aquecidas elas se dilatam diferentemente e se curvam. Esta mudança de posição é usada para comutação de um contato. Durante o esfriamento, as lâminas voltam à posição inicial. O relé está, então, novamente pronto para operar, desde que não exista no con- junto um dispositivo mecânico de bloqueio. O relé permite que o seu ponto de atuação, ou seja, o alongamento ou a curvatura das lâminas, para o qual ocorre o desligamento, possa ser ajustado com o auxílio de um dial. Isto possibilita ajustar o valor de corrente que promoverá a atuação do relé. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 42 Deve-se calibrar a corrente de ajuste do relé em função da corrente nominal do componente a ser protegido (por exemplo, um motor). (Fig. 5.5) Ação da corrente nas lâminas As lâminas do relé de sobrecarga bimetálico podem ser aquecidas de diversas formas pela corrente. Aquecimento direto - As lâminas estão no circuito principal e são percorridas pela corrente total ou parte dela. O aquecimento, neste caso, é função da intensidade de corrente e da resistência das lâminas. (Fig. 5.6) Aquecimento indireto - Neste caso, as lâminas ou são envolvidas ou recebem calor de um elemento resistivo. (Fig. 5.7) Aquecimento semidireto - As lâminas são aquecidas pela passagem de corrente e, adicionalmente, por um elemento resistivo. O elemento resistivo pode ser ligado em série ou paralelo com as lâminas. Este tipo de relé é usado para pequenas correntes de atuação visando à dilatação necessária. (Fig.5.8) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 45 Tipos de relés de sobrecarga As condições de serviço de um relé de sobrecarga e o tipo de ação da corrente nas lâminas bimetálicas, vistas anteriormente, são características que determinam o tipo de relé. De acordo com esse critério, os relés se dividem em: • relé direto; • relé indireto; • relé com retenção; • relé sem retenção; • relé compensado; • relé diferencial ou falta de fase. Relé direto - Quando aquecido pela passagem da corrente pelo próprio bimetal. Relé indireto - Quando o aquecimento do bimetal é feito por um elemento resistor, que transmite o calor para o bimetal. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 46 Relé com retenção - Apresenta dispositivos que travam as lâminas bimetálicas na posição desligada, após sua atuação. Para recolocá-las em funcionamento, é necessário soltar manualmente a trava, pulsando o botão de reset após ter verificado a causa do desarme do relé. Relé sem retenção - O relé sem retenção volta à condição de funcionamento após o esfriamento das lâminas. Relé compensado - Tem um elemento bimetálico auxiliar que compensa as variações da temperatura ambiente. Relé diferencial ou falta de fase - Dispara com maior rapidez que o normal, quando há falta de uma fase ou sobrecarga em uma delas. Relés eletromagnéticos São dispositivos de proteção cujo princípio de funcionamento está fundamentado em um eletroimã, que atua movimentando sua parte móvel a partir de um determinado fluxo magnético. (Fig. 5.11) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 47 Tipos de relés eletromagnéticos Os relés eletromagnéticos mais comuns são: • relé de subtensão; • relé de sobrecorrente. Relé de subtensão - O relé de subtensão recebe regulagem para uma tensão mínima (aproximadamente 20% menor que a tensão nominal do dispositivo a ser protegido). Se esta baixar a um valor prejudicial, o relé atua interrompendo o circuito de comando das chaves principais e, conseqúentemente, abrindo seus contatos principais. Estes relés são aplicados, principalmente, em contatores e disjuntores. (Fig. 5.13) Relé sobrecorrente - Quando um relé for regulado para proteger um circuito contra excesso de corrente, ele abrirá o circuito principal indiretamente assim que ela atingir o limite estabelecido pela regulagem. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 50 . Também podem fazer parte deste dispositivo: relés de sobrecarga, de curto- circuito, subtensão e desligamento à distância. Estes relés estão representados no diagrama a seguir, para melhor entendimento Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 51 Funcionamento Os disjuntores industriais são dispositivos que associam as características dos relés térmicos e eletromagnéticos, surgindo então, por esta combinação, um sistema de proteção contra subtensão, curto-circuito e sobrecarga. Como já conhecemos o principio de funcionamento de cada elemento que com- põe este sistema de proteção, basta salientar que, quando associados, deverão ser regulados de acordo com a característica de funcionamento de cada um. A tabela a seguir mostra a relação entre os tipos de disparadores existentes no disjuntor e suas funções. No caso de carga motora, os disparadores de sobrecarga são ajustáveis, e o de sobrecorrente, instantâneo. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 52 O gráfico 5 ilustra a curva característica tempo-corrente de um disjuntor para proteção de motores com disparadores de sobrecarga e de curto-circuito. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 55 Exemplo Uma corrente de 1 300A interromperá o fusível de 10CA em 0,03 segundos e, para interromper o fusível de 200A, serão necessários 1,4 segundos, o que garantirá nesse caso a seletividade do circuito. Seletividade entre disjuntores em série A seletividade entre disjuntores em série só é possível quando as correntes de curto-circuito, no ponto de instalação de cada um dos disjuntores, varia suficiente- mente. Observando o circuito no sentido gerador para consumidor, a corrente de opera- ção do primeiro disjuntor deve ser ajustada para um valor superior ao máximo valor de curto-circuito admissível no ponto do disjuntor subseqüente, o qual deverá atuar em caso de defeito. Se a variação das correntes de curto-circuito, nos diferentes pontos de instalação dos disjuntores, é pequena (insignificante) a seletividade é obtida através de um retardo no tempo de atuação do relé eletromagnético de ação rápida do disjuntor antecedente. O tempo de desligamento do relé do disjuntor antecedente é retardado a ponto de termos a garantia de que o disjuntor mais próximo do consumidor irá atuar Um escalonamento entre dispositivos de proteção dos disjuntores da ordem de 0,07 a 0,15 segundos é suficiente para torná-los seletivos. Além disto, a corrente de operação do relé eletromagnético de ação rápida deve ser ajustada a, pelo menos, 1,25 vezes o valor de desligamento do disjuntor subseqüente. (Fig. 7.2) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 56 Seletividade entre fusíveis e relés de um disjuntor Seletividade entre fusíveis e relé térmico Na faixa de sobrecarga, existe seletividade se a curva característica do relé térmico, dentro de uma faixa de tempo, não intercepta a curva característica dos fusíveis. (Fig. 7.3) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 57 Seletividade entre fusíveis e relé eletromagnético Em caso de curto-circuito, deve-se considerar que o fusível continua sendo aque- cido pela corrente durante todo o tempo de arco do disjuntor. E necessário que a curva característica do fusível esteja, no mínimo, 0,07 segundos acima da curva de desligamento do relé de curto-circuito. (Fig. 7.4) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 60 Especificação - É feito de acordo com o tipo de lâmpada a ser usada, tensão, potência e temperatura. Exemplo • Soquete 6A95 - Carga admissível 6 - 380 V/2W (T= 850C) ou 1W (T = 1000C) • Soquete E-14 - Carga admissível 6 - 380V (T = 850C) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 61 RELÉS DE TEMPO Os relés de tempo são dispositivos empregados em todos os processos de temporização de manobras, em circuitos auxiliares de comando, regulação, proteção etc., dentro do limite de suas características elétricas. Tipos de relés de tempo quanto à ação dos contatos Instantâneo à energizaçâo Alimentando-se o dispositivo (terminais a - b da figura 9.5), a contagem do tempo é iniciada e, simultaneamente, os contatos são ativados. Transcorrido o tempo programado, os contatos são desativados. Interrompendo-se a alimentação durante a contagem do tempo, o mesmo é anulado e os contatos são igualmente desativados. (Fig. 9.1) Com retardo à energização Alimentando-se o dispositivo (terminais a - b da figura 9.5), inicia-se a contagem do tempo. Transcorrido o tempo programado, os contatos são ativados e só serão desativados ao desligar-se a alimentação, Interrompendo-se a alimentação durante a contagem do tempo, anula-se o tempo transcorrido. (Fig. 9.2) Com retardo a desenergizaçâo Alimentando-se o dispositivo (terminais a - b da figura 9.5), os contatos são ativados instantaneamente. Ao cortar a alimentação inicia-se a contagem do tempo. Transcorrido o tempo programado, os contatos são desativados. (Fig. 9.3) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 62 Tipos de relés de tempo quanto ao princípio de funcionamento e às características físicas e construtivas Os temporizadores podem ser: • eletrônicos (analógico e digital); • pneumáticos; • eletromecânicos (motorizados); • térmicos. Daremos ênfase ao estudo dos temporizadores eletrônicos e pneumáticos, uma vez que os temporizadores térmicos e eletromecânicos apresentam algumas deficiências, como: variações da precisão de acordo com a temperatura ambiente, desgastes de peças mecânicas, ocupação de espaço físico para montagem. Temporizadores eletrônicos São relés temporizados usados para processar a temporização de manobras em um circuito mediante dispositivos eletrônicos. (Fig. 9.4) Simbologia Constituição – É constituído de uma caixa, que abriga um circuito eletrônico (circuito de temporização), que atua sobre um relé magnético. Na parte frontal externa dessa caixa são colocados um botão seletor de tempo, que gira sobre uma escala numerada representando o tempo em segundos, e os bornes para ligação dos condutores. Funcionamento – Quando os bornes a - b forem energizados, o circuito eletrônico entrará em operação, realizando a temporização pré-selecionada pelo botão seletor. Uma vez vencido este tempo, aciona-se o relé magnético, que computará os seus contatos. Abre 15-16, fecha 15-18. Os contatos do relé magnético voltarão à posição de repouso quando os bornes a - b forem desenergizados. Características elétricas - Suas principais características são: • tensão de acionamento - normalmente de 127V ou 220V; • tensão máxima de serviço - normalmente de 250V; • corrente nominal - corrente dos contatos do relé magnético, normalmente 5A; • faixa de ajuste - é a faixa de tempo a ser ajustada no botão seletor. Ex: 0 - 30s, O -60s. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 65 Constituição É constituído basicamente por três bobinas enroladas sobre um núcleo de ferro laminado, formando um conjunto trifásico. As bobinas possuem derivações, normalmente 65% e 80%, que são ligadas à carga. Em um dos extremos das bobinas é ligado à rede elétrica e no outro se faz um fechamento em estrela (Y), conforme a figura 10.4. Neste caso, cada enrolamento é usado como primário e como secundário. Funcionamento Os motores trifásicos de rotor em curto-circuito, quando energizados diretamente pela tensão da rede, absorvem, na partida, valores de corrente que podem atingir até sete vezes o valor da corrente nominal. Ligando a alimentação da rede aos terminais de entrada do autotransformador e a carga em uma de suas derivações, com percentual definido (65% ou 80%), reduziremos ao percentual do valor da derivação a tensão na carga, diminuindo assim a corrente na partida do motor. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 66 A potência do autotransformador deve ser compatível com a potência do motor Partida de vários motores - Pode-se usar um só transformador para a partida em seqüência de vários motores. Neste caso, a partida dos motores será automática, ou seja, por relés temporizados e contatores. Dessa forma, há economia de transformadores e de condutores, bem como de demanda. Transformador de corrente (TC) O transformador de corrente é um dispositivo que reduz o nível (valor) de corren- tes a outros de menor intensidade, de acordo com sua relação de transformação. (Fig. 10.5) Simbologia Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 67 Funcionamento Estando o seu circuito primário (barra condutora ou cabo) ligado em série com a alimentação de uma instalação ou equipamento onde se desejam medições ou proteção, a corrente que passa pelo circuito primário induz uma corrente na bobina do secundário do transformador. O secundário alimenta as bobinas de corrente dos aparelhos destinados para medição. No TC, a corrente do secundário é definida pela corrente circulante no primário, independentemente do instrumento elétrico que esteja alimentando. A impedância do primário deve ser pequena, para não influenciar o circuito de alta corrente. Desta forma, o seu número de espiras é reduzido, ao contrário do secundário. Por estas características, irão surgir tensões da ordem de vários kV, nos terminais do secundário, quando este for aberto em funcionamento. Os inconvenientes destes fatos são: • risco de vida para operadores; • aquecimento excessivo, causando a destruição do isolamento e podendo provocar contato entre circuito primário, secundário e aterra. Esse aquecimento é causado pela elevação das perdas no ferro, que ocorrem devido ao aumento do fluxo magnético; • se não houver danificação, é possível que se alterem as características de fun- cionamento e precisão. Por medida de segurança pessoal e do próprio aparelho, nunca deixe o transformador com o secundário aberto. Se for necessário realizar qualquer operação neste circuito, deve-se primeiro curto circuitá-lo por meio de um condutor de baixa impedância. (Fig. 10.7) Aplicações São normalmente usados em circuitos nos quais se deseja fazer medições ou proteção. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 70 • Função - podem ser contatos do tipo abridores NF (normalmente fechado), cujos números utilizados são 1 e 2, ou fecha dores NA (normalmente aberto), cujos números utilizados são 3 e 4. Identificação literal de elementos - Normas VOE Denominação Aparelho a0 Disjuntor Principal a1, a2... (a11, a12...... ) Seccionadora, seccionadora sob carga, chave comutadora a8 Seccionadora para terra (MT). a9 Seccionadora de cabo (MT). Disjuntor para comando a21 Disjuntor para comando b0 (b02........... ) Botão de comando - desliga b1 (b12......... ) Botão de comando - liga b2 (b22............ ) Botão de comando - esquerda/direita b3 Botão de comando - desliga buzina b4 Botão de comando - quitação b5 Botão de comando - desliga lâmpadas b6 Botão de comando - teste lâmpadas (teste sistema de alarme) b11 Chave comutadora para voltímetro b21 Chave comutadora para amperímetro b31 Chave fim de curso para carrinho (MI). b32 Tomada para carrinho (MT). b33 Chave fim de curso no cubículo (MI). b91 Chave para aquecimento C1 , C2,. C3 Contator principal Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 71 Denominação Aparelho d1..... (d11, d21, d23....) Contator auxiliar, relé de tempo, relé auxiliar e1, e2, e3 Fusível principal. e4, e5, e6 Relé bimetálico. e11 Fusível para voltímetro. e21. Fusível para comando. e71 Relé de proteção. e91 Fusível para aquecimento e92 Termostato para aquecimento f1 (f11..) Transformador potencial f2 (f21..) Transformador de corrente. f25 Transformador de corrente. auxiliar. g11..........g14 Voltímetro. g15 Freqüencímetro g16 Voltímetro, duplo. g17 Frenqüencímetro, duplo. g18 Sincronoscópio g19 Contador de horas/indicador de seqüência de fases. g21 Amperímetro G31 Wattímetro. G32 Medidor de potência reativa g33 cosimetro g34 Contador watt-hora g35 Contador de potência reativa h0 (h02) Armação de sinalização - desliga h1 (h12) Armação de sinalização - liga h2 (h22) Armação de sinalização - direita/esquerda h3 Armação de sinalização - alarme h31 Buzina Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 72 Denominação Aparelho k1 Condensador m1 Motor, transformador principal M2 Autotransformador. m31 Transformador de comando r91 Aquecedor s1. Travamento eletromagnético u1 Combinação de aparelhos R1, S1, T1, N Circuito de comando C.A. P1, N1 Circuito de comando C.C. R11, S11 T11, N11 Circuito de medição, tensão, C.A R, S, T, N Circuito de medição, corrente, C.A A, B Fileira de bornes para AI e MI. C, D Fileira de bornes para BT Identificação literal de elementos Normas UTE - Contadores principais e contadores auxiliares. Utilizaremos uma designação por meio das iniciais que caracterizam sua função: • S - sobe; • D - desce; • F - frente; • A - atrás; • L - linha; • T - translação; • B - broca etc. E para outros aparelhos: • RI - relés de proteção térmica; • RI - relés instantâneos; Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 75 usados para, em desenhos técnicos ou diagramas de comandos eletromecânicos, representar componentes e a relação entre estes. A seguir, serão mostrados símbolos e significados de acordo com as normas ABNT, DIN, ANSI, UTE e IEC. FIEMG CIEMG SESI SENAI IEL Sistema FIEMG Comandos Elétricos Simbolos de uso geral Significado ABNT ANSI IEC Terra. aa L Polaridade positiva. Polaridade negativa. Tensão perigosa. Ligação delta ou triângulo. Ligação Y ou estreia. Ligação estrela com neutro acessivel. Ligação ziguezague. Ligação em V ou triângulo aberto. <bst=<|<|DiDii+ HE <bçi=<|<|Dpjrpi + < bs i=|=<|Dido + HI Curso Técnico 76 FIEMG CIEMG SESI SENAI IEL Sistema FIEMG Comandos Elétricos Elementos de comando UTE Significado ABNT DIN ANSI IEC Comando manual sem E--—— | po H-——— indicação de sentido. Comando por pé. m==—— | m=-—= | —— A, Comando por excêntrico. Sodeo Comando por meio de êmbolo (ar comprimido etc.) Comando por energia mecânica. comerem rum PENSO a ro SA eaak, cmd Comando por motor. (-— ven--—. Sentido de deslocamento do comando para a es- 'Somenta emcor- tantos do pressão querda, cessada a força | --(--- | -—-—+«--- + q externa. Nota: para a di- reita, inverter a seta. Comando comtravamento: als a ' . |. Travado; al ant | ala as alan 2. Livre. Comando engastado. Ra TENS | na a . [— TE TDC Dispositivo temporizado | ss |Feshacom retardo com operação à direita. DO rrdo Comando desacoplado, no ” caso, com acionamento o Eu 4] ho o manual. Comando acoplado, no caso, com acionamento manual. Fecho mecânico. Fecho mecânico com disparador auxiliar. Curso Técnico 77 FIEMG CIEMG SESI SENAI IEL Sistema FIEMG Comandos Elétricos Dispositivos de comando e de proteção Significado ABNT ANSI UTE Tomada e pugle. À Fusível. Fusível com indicação do lado ligado à rede após a ruptura. à Ú n Pio na n Secionador - fusível tripotar. | te Eai Lâmina ou barra de cone- xão reversora. u Secionador tripolar. tela oo Ge Ae Interruptor tripolar VJssjidtd 4 t (sob carga). ÇA, N N N W A, Disjuntor. O 4 Secionador-disjuntor. aEa|- com contatos auxiliares. ' =" Contat ló tórmi BEE 5 H- ú ontator com rel rmi- | Su tom E! co e contatos auxiliares. , =" 10” a = o lHr Jar = = ot Ee Disjuntor tripolar com Em Ego p , tú CELL relés eletromagnéticos prices REED) a a “iorera “(orero] Curso Técnico 80 Comandos Elétricos Componentes de circuito Significado ABNT DIN ANSI UTE EC Resistor. > [0 | | + | a Resistor com derivações. | LT — | [HI e putos, enrolemento, bo- | pg. —-- | HR | —— > Indutor com derivações. | -- -rr-| | rm —r— Capacitor. Ar a de Aa AH Ar Capacitor com derivações. | A|H Al o HtS AF. Capacitor eletrolítico. SÉ =| He 4 Ímã permanente. LI LI EC Led Diodo semicondutor. —pi— —+p— |- (5) —— — Diodo zener, unidirecional e bidirecional. "> é» 3 + Fotorresistorcomvariação | a » e independente da tensão. LI Ea “fra E Fotorresistor com variação a dependente de tensão. A+ E o Fotoelemento. + e E) . Gerador hall. e (E Centelhador (de pontas). ; x | : ara ai , 4 Pára-raio. f f ? fj Acumulador, bateria, pilha. | —|— at LA | A Ap nãos terminal ou termina- Mula de junção ou emen- A — e da reta. Mutla ou emenda de deri- vação simples. —— Mutia ou emenda de deri- + & vação dupla. Par termoelétrico. >DDDP| DD |D> > FIEMG CIEMG SESI SENAI EL Curso Técnico 81 Sistema FIEMG Comandos Elétricos Motores e geradores UTE m o Significado ABNT I E E Motor, símbolo geral. o) Gerador, símbolo geral. (o) Motor de corrente contí- (1) nua. - Gerador de corrente con- tínua. Motor de corrente altema- u da monofásica. 1 2) 5 Motor de corrente alterna- da trifásica. Motor de indução trifásica. > M Ea (3) s Motor de indução trifásica com representação de o) ambas as extremidades de é cadaenrolamento do estator. O Ololgmiolo|jo|o NY 1 e Fr Gerador síncrono trifásico ligado em estrela. l Gerador sincrono trifásico de ímã permanente. | t Gerador sincrono mono- fásico de imã permanente, [6 = IO o Go) [E EC: Gerador de corrente con- tínua com enrolamentos de compensação einver- são polar. IO é reg aecooo 0 0/0; m o FIEMG CIEMG SESI SENAI IEL Sistema FIEMG Curso Técnico 82 Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 85 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES TRIFÁSICOS A figura 1.19 ilustra o diagrama principal (força ou potência). A seguir serão apresentadas, em seqüência, as etapas a serem seguidas para elaboração do circuito de comando. É importante ressaltar que o processo descrito para elaboração de circuitos simples é também utilizado para circuitos complexos, ficando claro que, uma vez entendida a aplicação de tal processo, torna-se extremamente fácil a compreensão de qualquer circuito de comando. Necessitamos alimentar a bobina do contator (C1) a fim de que ela possa acionar os contatos, colocando em funcionamento o motor Para isso, é importante observar o valor da tensão de alimentação da bobina. Caso seja do mesmo valor da tensão da rede, podemos obter as linhas de alimentação do circuito de comando a partir da própria rede, conforme mostrado a seguir. Em caso de valor diferente da rede, devemos utilizar um transformador para obter o valor de tensão necessário. Acompanhe os passos. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 86 A partir de duas linhas de alimentação, protegidas por fusíveis, fazer a conexão dos terminais da bobina. (Fig. 1.20) Podemos observar que, ao ser energizada a rede trifásica (R, 3 e 1), teremos tensão nas linhas de comando (R e S), e através dos fusíveis de proteção (e21 e e22) será feita a alimentação instantânea da bobina (C1). A fim de que possamos ter controle sobre os atos de ligar e desligar o motor, acrescentaremos ao circuito um botão de comando, com trava, ligado em série com a bobina, desencadeando tais efeitos, como é mostrado na figura 1.21. Podemos utilizar, também, botões de comando sem trava, bastando para isso acrescentar dois elementos, que são, um botão para desligar (b0) e um contato Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 87 (NA) do contator, o qual terá a função de selo ou retenção, em paralelo com o botão liga (para obtermos a condição de, ao desacionar o botão liga (b1), a bobina permanecer ligada através do selo (contato NA de C1). (Fig. 1.22) Descrição funcional Podemos observar que, ao ser energizada a rede trifásica (R, 3 e 1), teremos tensão nas linhas de comando (R e S), e através dos fusíveis de proteção (e2, e e22) será feita a alimentação dos pontos superior do botão de comando desliga (b0) e inferior da bobina O, (lado b). Estando b0 no repouso, seu contato está fechado, mantendo energizados os pontos superiores do botão liga (b1) e do contato normalmente aberto de C1,. Ao ser acionado o botão liga (b1), seu contato se fecha, energizando o ponto superior da bobina C1, (lado a). Então, a bobina (C1) fica sujeita à tensão da rede em seus terminais (a e b), acionando seus contatos e fechando-os tanto no circuito de força quanto no de comando. Assim, podemos desacionar b1 visto que a corrente elétrica, que alimenta a bobina, fluirá através do contato C1 agora fechado. Nessas condições, o motor parte e permanece ligado até que seja acionado o botão desliga (b0). Quando isso acontece, é interrompido o percurso da corrente, que fluía pelo contato C1, desenergizando a bobina (C1) e, em conseqüência disso, interrompendo a Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 90 GSP1 e GSP2 - Destinam-se ao comando e proteção de motores trifàsicos de até 15kW(200V) em 440V(OA), nas categorias de utilização AC2/AC3, podendo, também, manobrar outras cargas. (Fig. 1.26) CPD - Destinam-se ao comando e proteção de motores trifásicos de até 375kW (500CV) em 440V(CA), nas categorias de utilização AC2/AC3, podendo, também, manobrar outras cargas. (Fig. 1.27) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 91 A partir desse ponto, passaremos a analisar outros tipos de diagramas de sistemas de partida de motor elétrico, sem no entanto enumerar passos para confecção do circuito de comando. Devemos ter em mente o seguinte: sempre que quisermos impor ao circuito uma determinada condição de funcionamento, deveremos definir inicialmente qual o tipo de efeito que esperamos obter. Assim, Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 92 caso queiramos que o efeito seja de acionamento, devemos inserir ao circuito, ou aos pontos onde desejamos que isso ocorra, contatos normalmente abertos (NA) ligados em paralelo a esses pontos ou em série, caso pretendamos introduzir uma seqüência de operações. Caso o efeito esperado seja de bloqueio (desligamento), devemos inserir contatos normalmente fechados ligados em série com tais pontos. Partida direta com reversão Sabemos que, para um motor trifásico sofrer inversão no seu sentido de giro, devemos inverter duas de suas fases de alimentação. Isso às vezes é necessário para que uma máquina ou equipamento complete o seu ciclo de funcionamento. Podemos citar como exemplos portões de garagem, plataformas elevatórias de automóveis, tornos mecânicos etc. Abaixo são sugeridos os diagramas de força (Fig. 1.29) e comando (Fig. 1.30), bem como sua análise funcional. Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 95 Sistema de partida estrela-triângulo de motores trifásicos Condições essenciais: • o motor não pode partir sob carga. Sua partida deve se dar a vazio ou com conjugado resistente baixo e praticamente constante. • o motor deve possuir, no mínimo, seis (6) terminais e permitir a ligação em dupla tensão, sendo que a tensão da rede deve coincidir com a tensão do motor ligado em triângulo. • a curva de conjugados do motor deverá ser suficientemente grande para poder garantir a aceleração da máquina de até, aproximadamente, 95% da rotação nominal, com a corrente de partida. Característica fundamental Na partida, ligação estrela, a corrente fica reduzida a aproximadamente 33% do valor da corrente de partida direta, reduzindo-se também o conjugado na mesma proporção. Por esta razão, sempre que for necessária uma partida estrela- triângulo, deverá ser usado um motor com curva de conjugado elevado, O conjugado resistente da carga não pode ser maior que o conjugado de partida do motor, nem a corrente no instante de comutação de estrela para triângulo poderá ser de valor inaceitável. Por essa razão, o instante de comutação deve ser criteriosamente determinado, para que esse sistema de partida seja vantajoso nas situações onde o sistema de partida direta não é possível. Na página seguinte, são ilustradas duas situações de partida estrela-triângulo de motor trifásico. Uma, com alto conjugado resistente de carga (situação A), onde o sistema de partida não se mostra eficaz, pois perceba que o salto da corrente, no instante da comutação (85% da velocidade), é elevado representando cerca de 320% de aumento no seu valor, que era de aproximadamente 100%. Como na partida a corrente era de aproximadamente 190%, isso não é nenhuma vantagem. Outra, com conjugado resistente de carga bem menor (situação B), onde o siste- ma se mostra eficiente, pois o salto de corrente, no instante da comutação (95% da velocidade), não é significativo, passando de aproximadamente 50% para 170%, valor praticamente igual ao da partida. Isso é uma vantagem, se considerarmos que o motor absorveria da rede aproximadamente 600% da corrente nominal, caso a partida fosse direta. (Gráf. 1) Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 96 Onde C – conjugado Cn – Conj. Nominal I∆ - Corrente em triângulo Iy – Corrente em estrela I – Corrente In – Corrente Nominal Comandos Elétricos ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Curso Técnico 97 A seguir são mostrados os diagramas de força (Fig. 1.32) e comando (Fig. 1.33) de um sistema de partida estrela-triângulo, bem como sua análise funcional.