Na maioria dos casos os motores possuem
6 pontas de cabos em sua caixa de ligação . O fechamento em triângulo
proporciona o fechamento na menor tensão suportada, por exemplo: um motor que
suporte 380V e 220V o fechamento em triângulo será para a tensão de 220V.
Será possível entender na ilustração
abaixo como realizar o fechamento em triângulo do motor elétrico trifásico,
observe que os terminais 1-6, 2-4 e 3-5 são interligados entre sí e estas pontas são interligadas com a
rede de alimentação trifásica.
Fechamento em Estrela (Motor 6 Pontas)
Bom, como vimos, a maioria dos motores
apresentam pontas 6 e para podermos ligá-lo ao maior nível de tensão disponível
devemos fecha-lo em estrela.
Este fechamento é basicamente o mais
simples de ser desenvolvido, observe que o fechamento se dá com a a realização
do curto circuito dos terminais 4-5-6 e realiza-se a alimentação trifásica
utilizando os terminais 1, 2 e 3. Veja a seguir uma ilustração deste
fechamento.
Fechamento de Motor Elétrico 12 Pontas
O motor elétrico trifásico de seis
terminais possibilita que realizemos a alimentação através de, no máximo dois
níveis de tensão. Neste artigo abordaremos o motor de doze terminais (motor 12
pontas) que permite que sua alimentação seja realizada com até quatro níveis de
tensão. Isso tudo depende é claro da maneira com a qual iremos realizar a
interligação de seus terminais na caixa de ligação, ou seja, depende da forma
como será realizado seu fechamento das bobinas, sendo assim tentaremos entender
ao longo desta matéria quais os níveis de tensão, quais os fechamentos
existentes e como construir estes fechamentos. Dentre os
tipos de motores elétricos disponíveis no mercado o motor 12
pontas se destaca pela sua aplicabilidade. Este tipo de motor disponibiliza
doze terminais de interligação que faz com que possamos alimentá-lo com
até quatro níveis diferentes de tensão elétrica comercialmente distribuídas
pelas concessionárias de energia, por exemplo:
200V
380V
440V
760V
Tipos de Fechamentos motor 12 pontas
Estes doze terminais de
interligação referem-se a seis conjuntos de bobinas que constituem o motor
elétrico e é importante observar que independente do fechamento que o motor
receba, cada uma das bobinas receberá sempre 220V e por isso não acontecerá a
queima do motor em função do acréscimo da tensão elétrica
de alimentação. Para cada nível de tensão requerido teremos uma forma
de realizar o fechamento de suas bobinas. São basicamente quatro tipos
de fechamento a considerar, são eles:
- Duplo Triângulo (220V)
- Duplo Estrela (380V)
- Triângulo (440V)
- Estrela (760V)
Fechamento Duplo Triângulo
Este tipo de fechamento fará com que
seja possível a conexão motor na menor tensão suportada por ele, em nosso
exemplo 220V. Partindo do pressuposto que independente da tensão
de alimentação, o motor 12 pontas sempre receberá em seus enrolamentos o
mesmo nível de tensão e que em nosso exemplo, cada bobina permanecerá com
220V, temos abaixo o esquema elétrico de um fechamento para a tensão de
220V que por sinal é a menor tensão que este motor suporta:
Obs.:“Tendo em vista que este fechamento
assemelha-se com um circuito paralelo, o fechamento duplo triângulo ao ser
conectado a rede de alimentação de 220V recebe em cada uma de suas bobinas os
mesmos 220V da rede elétrica.”
Fechamento Duplo Estrela
Neste fechamento temos as bobinas do
motor assumindo um fechamento que proporcionará uma divisão da tensão elétrica
da rede de alimentação e considerando a tensão elétrica nominal de cada
enrolamento como sendo de 220V teremos que para o fechamento a seguir a
disposição das bobinas do motor estrá apto a receber uma alimentação com
uma tensão elétrica de 380V.
Por se tratar do mesmo motor, temos que
levar em consideração que cada bobina do motor elétrico trifásico receberá
um nível de tensão de 220V, desta maneira vamos realizar o fechamento
considerando as características de Tensão de Fase e Tensão de Linha
aplicado aos seu enrolamentos, observe:
Obs: Com a Tensão de Linha de 380V
representadas em R, S e T temos, respectivamente, as Tensões de Fase de
220V em cada uma das bobinas, sendo que:
Este tipo de fechamento “comporta-se”
como um circuito em série, logo, existe a divisão de tensão entre os
conjuntos de bobinas associados.
Fechamento Triângulo
Quando a necessidade é interligar o
motor a uma tensão de 440V, então realizamos o fechamento
triângulo. Levando em consideração as características apresentadas
anteriormente, permitiremos através deste fechamento que cada um dos
enrolamentos receba o mesmo nível de tensão dos fechamentos duplo estrela e duplo
triângulo, ou seja, 220V. Veja:
Obs.: No fechamento em triângulo o
motor será configurado a fim de receber a tensão de 440V, observe que,
teoricamente a tensão de fase seria de 440V mas o fato de associarmos os
enrolamentos em série permite que esta tensão seja dividida entre os dois
enrolamentos fazendo com que cada um receba 220V.
Fechamento Estrela
Quando há necessidade de interligar o
motor 12 pontas em um nível elevado de tensão, neste nosso exemplo 760V,
fazemos o uso do fechamento estrela para o motor 12 pontas.
Levando em consideração as
características apresentadas anteriormente, permitiremos através deste
fechamento que cada um dos enrolamentos receba o mesmo nível de tensão dos
fechamentos duplo estrela e duplo triângulo, ou seja, 220V.
Observe que…
…Os conjuntos de bobinas são associados
em série a fim de garantir a distribuição da tensão de fase de forma
proporcional a cada uma. Sendo a tensão de Linha (Alimentação ) de 760V podemos
deduzir que a tensão de fase será de 440V:
Esses 440V divide-se entre os dois
conjuntos de enrolamentos e cada um receberá respectivamente 220V como podemos
observar na ilustração acima.
Acionamento e Controle
Em comandos elétricos caracterizamos
como dispositivos de acionamento e controle os componentes que auxiliam na
composição das lógicas de acionamento do circuito que chamamos de “Circuito de
Comando”.
Chave auxiliar tipo Botoeiras
As chaves auxiliares, ou botões de
comando, são chaves de comando manual que interrompem ou estabelecem
um circuito de comando por meio de pulsos. Podem ser montadas em painéis
ou em sobreposição. Abaixo é possível observar uma botoeira e seu respectivo
símbolo.
Tipos de Botoeiras
Podemos encontrar os mais diversos
tipos de botoeiras, podendo ser classificadas como botoeira de pulso, botoeira
com trava (ou retentiva) tipo cogumelo para aplicações em botões de emergência,
etc…
Sinalizadores luminosos ou sonoros
Em comandos elétricos sinalização é a
forma visual ou sonora de se chamar a atenção do operador Para uma situação
Determinada em um circuito, máquina ou conjunto de máquinas. Ela é
realizada por meio de buzinas e campainhas ou por Sinalizadores luminosos com
cores determinadas por normas.
A utilização de sinalizadores luminosos
em comandos elétricos baseiam-se em aplicações específicas, estas aplicações
são baseadas em cores que representam cada situação. Observem abaixo na tabela
a seguir, as cores que determinam um Utilização dos Sinalizadores luminosos e
suas respectivas aplicações:
Contatores
Em comandos elétricos contatores são
dispositivos de manobra mecânica acionados eletromagneticamente, construídos
para uma elevada freqüência de
operação (manobras). De acordo com uma potência (carga).
Tipos de contatores
Basicamente, existem dois tipos de
contatores:
Contatores para motores (de potência);
Contatores auxiliares.
Esses dois tipos de contatores são
semelhantes. O que os diferencia são algumas características mecânicas e
elétricas, assim, os contatores para motores caracterizam-se por apresentar:
Dois tipos de contatos com capacidade
de carga diferentes Chamados principais e auxiliares;
Maior robustez de construção;
Possibilidade de receberem relés de
proteção;
Câmara de extinção de arco Voltaico;
Variação de potência da bobina do
eletroímã DE ACORDO COM O tipo do contator,
Tamanho físico de acordo com uma
potência um ser comandada;
Possibilidade de ter uma bobina do
secundário com eletroímã.
Veja a seguir a representação dos
contatores de potência:
Os contatores auxiliares são usados para:
Aumentar o número de contatos
auxiliares dos contatores de motores,
Comandar contatores de elevado consumo
na bobina,
Evitar repique,
Para sinalização.
Esses contatores Apresentar
caracterizam-se por:
Tamanho físico variável conforme o
número de contatos;
Potência do eletroímã praticamente
constante;
Corrente nominal de carga máxima de 10
A para todos os contatos;
Ausência de necessidade de relê de
proteção e de câmara de extinção.
A seguir a representação do contator
auxiliar:
Relé Térmico
Esse tipo de relê, atua como
dispositivo de proteção, controle ou comando do circuito elétrico, atua por
efeito térmico provocado pela corrente elétrica. O elemento básico dos reles
térmicos é o Bimetálicos. O bimetal é um conjunto formado por duas lâminas
de metais diferentes Ferro (normalmente e níquel), sobrepostas e soldadas,
estes dois metais de coeficientes de dilatação diferentes, formam um par
metálico. Por causa da diferença de coeficiente de dilatação, se o par metálico
submetido a uma temperatura elevada, um dos metais irá se dilatar mais que o
outro, por estarem unidos fortemente, o metal de menor coeficiente de dilatação
provoca o encurvamento do conjunto para o seu lado, afastando o conjunto de um
determinado ponto. Causando assim o desarme do mesmo.
Partida Direta de Motor Elétrico Trifásico
A tradicional partida direta de motores elétricos
trifásicos pode ser considerada como recurso ideal quando
deseja-se usufruir do desempenho máximo nominais de um motor elétrico
trifásico, como por exemplo o torque de partida (uma das principais
características do motor elétrico). No entanto, este sistema de partida é
recomendado para motores que possuam no máximo 7,5/10cv de potência.
A partida direta implica diretamente no
desempenho do motor e principalmente na infraestrutura da rede de alimentação
onde esta máquina elétrica é instalada, dependendo da aplicação é mais viável
utilizarmos uma partida indireta, podemos observar abaixo as principais
características deste sistema de partida:
CARACTERÍSTICAS
DA PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS
|
|
Prós
|
Contra
|
Conjugado Nominal na Partida
|
Corrente de Partida pode chegar a 8 vezes a
nominal
|
Dispositivos de acionamentos mais robustos
|
|
Custo elevado de mantenimento
|
|
Diagrama de Potência
Como podemos observar, o diagrama de
potência da partida direta expressa o motor elétrico como sendo a carga que
será acionada e o acionamento é realizado através do componente contator.
Funcionamento do diagrama de potência
A finalidade deste diagrama de potência
de uma partida direta é acionar o motor elétrico trifásico disponibilizando a
ele 100% da tensão de alimentação fornecida pelo sistema trifásico de
alimentação. Para isto se faz necessário que seja acionado o contator K1 para
que este disponibilize a alimentação ao motor elétrico trifásico, no entanto é
importante observar que os fusíveis devem estar íntegros permitindo a
circulação da corrente e o relé térmico também deverá estar em seu estado
normal de trabalho (não acionado). Sendo assim teremos o seguinte diagrama de
comando:
Diagrama de Comando
O diagrama de comando desta partida
direta representa a lógica de contatos que será responsável por acionar os
componentes que serão responsáveis por comandar as cargas presentes no diagrama
de potência (neste caso o motor elétrico trifásico).
Funcionamento do diagrama de Comando
Estando os contatos NF do relé térmico (F7), botão de
emergência e do botão desliga em condição de normal, ou seja, fechados,
pressionando o botão Liga teremos a alimentação da bobina do contator K1 que
por sua vez irá fechar seus contatos de potência acionando o motor elétrico trifásico
e ira realizar o também o fechamento de seus contatos auxiliares, neste caso o
contato de selo que tem o objetivo de manter a bobina do contator alimentada.
Somente será realizada a desenergização da
bobina caso seja pressionado o botão de emergência, o botão desliga ou o
contato auxiliar do relé térmico seja acionado (esta ultima hipótese somente
ocorrerá quando houver uma falha no motor em função de sobrecarga).
Dimensionamento de Partida direta de
Motores Trifásicos
É muito provável que você conheça ou já
escutou alguém falar sobre a Partida Direta de Motores Trifásicos, bom a este
sistema de partida, como vimos anteriormente, se aplica à motores que
possuam potência igual ou inferior a 10cv. Quando a partida direta é escolhida
como chave de partida a ser utilizada, devemos atentarmos nos dispositivos de
acionamentos que serão empregados, como por exemplo o contator, relé térmico e
etc. Caso contrário poderemos ter a redução da vida útil destes componentes.
Algumas “regras” deverão ser obedecidas para a escolha destes componentes no
dimensionamento partida direta.
Trataremos a seguir das principais
características técnicas para podermos dimensionar uma partida de motor
elétrico trifásico.
O Motor
O motor é tipo gaiola de esquilo e
poderá receber qualquer nível de tensão elétrica, podendo portanto estar com
seus terminais proporcionando um fechamento em estrela ou triângulo (isso não implica
no dimensionamento) relembre abaixo os fechamentos estrela e triângulo:
Fechamento triângulo
Fechamento Estrela
Dimensionamento partida direta
Para tornar nosso aprendizado mais
pático, iremos partir do pressuposto que possuímos um motor elétrico trifásico
com as seguintes características:
Motor elétrico trifásico de 30cv de
potência, 4 polos e será energizado a uma rede de alimentação trifásica de 380V
ac/60Hz. A corrente nominal informada pelo fabricante é de 44A e possui como
fator de corrente de partida: Ip/In=8,0.
Este trabalha em regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e
desligamento em regime, por fim, possui tempo de partida de 5 segundos.
OBS: A Categoria de emprego dos
componentes será AC3, pois trata-se de aplicação de motor elétrico trifásico de
indução e a interrupção se efetua com o motor em regime
Composição do circuito de potência:
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