Comandos eletrico, Notas de estudo de Cultura

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COMANDOS

ELÉTRICOS

CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL PEDRO MARTINS GUERRA

ITABIRA

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

Organização

Esmelino Paulo Silva Gomes Eugênio Sérgio de Macedo Andrade Márcio Antônio Silveira

Unidade Operacional

Centro de Formação Profissional Pedro Martins Guerra

• APRESENTAÇÃO
• 1. CONTATORES
• 1.1 Tipos
• 1.2 Construção
• 1.3 Funcionamento
• 1.4 Montagem
• 1.5 Vantagens
• 1.6 Normas
• 1.7 Defeitos nos Contatores
• 2. DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO E COMANDO
• 2.1 Fusíveis
• 2.2 Relés
• 2.3 Disjuntor Industrial - 2.3.1 Dispositivos de Proteção
• 2.4 Dispositivo de Comando Mecânico Manual
• 3. CHAVES AUXILIARES TIPO BOTOEIRA
• 3.1 Construção
• 3.2 Sinalização
• 4. DIAGRAMAS DE COMANDOS ELÉTRICOS
• 4.1 Diagrama Multifilar Completo
• 4.2 Diagrama do Circuito Principal
• 4.3 Diagrama do Circuito de Comando
• 5. RELÉS DE TEMPO
• 6. TRANSFORMADORES PARA COMANDOS
• 7. MOTORES MONOFÁSICOS
• 7.1 Ligação de Motores Monofásicos
• 7.2 Ligação de um Motor Monofásico com Chave de Reversão Manual - Motor Monofásico com Chave de Reversão 7.3 Diagramas Unifilar e Multifilar da Instalação de um
  • 7.4 Aplicação de um Motor Monofásico em uma Motobomba
  • 7.5 Exercícios
• 8. MOTORES TRIFÁSICOS
• 8.1 Ligação dos Motores Trifásicos
• 8.2 Sistema de Partida de Motores Trifásicos
• 8.3 Tipos de Partida
• 8.3.1 Partida Direta
• 8.3.2 Partida Indireta
• 8.3.3 Partida por Ligação Estrela-Triângulo
• 8.3.4 Partida por Autotransformador
• 8.3.5 Partida por Resistência Rotórica
• 9. SENSORES DE PROXIMIDADE
• 9.1 Sensores Indutivos
• 9.2 Sensores Capacitivos
• 9.3 Configuração Elétrica de Alimentação e Saídas dos Sensores
• 9.4 Método de Ligação dos Sensores
• 9.5 Sensores Óticos
• 9.6 Sensor Fotoelétrico com Fibra Ótica
• 9.7 Sensores Magnéticos
• REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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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

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Os contatores auxiliares são usados para aumentar o número de contatos auxiliares dos contatores de motores, para comandar contatores de elevado consumo na bobina, para evitar repique, e para sinalização.

Esses contatores caracterizam-se por apresentar:

• tamanho físico variável conforme o número de contatos;
• potência do eletroímã praticamente constante;
• corrente nominal de carga máxima de 10A para todos os contatos;
• ausência de necessidade de relé de proteção e de câmara de extinção.

Um contator auxiliar é mostrado na ilustração a seguir.

Figura 1.2 – Contator auxiliar

1.2 CONSTRUÇÃO

Os principais elementos construtivos de um contator são:

• contatos;
• sistema de acionamento;
• carcaça;.
• câmara de extinção de arco-voltaico.

Contatos dos Contatores e Pastilhas

Os contatos são partes especiais e fundamentais dos contatores, destinados a estabelecer a ligação entre as partes energizadas e não-energizadas de um circuito ou, então, interromper a ligação de um circuito.

São constituídos de pastilhas e suportes. Podem ser fixos ou móveis, simples ou em ponte.

Figura 1.3 – Contato simples e contato em ponte

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Os contatos móveis são sempre acionados por um eletroímã pressionado por moIas. Estas devem atuar uniformemente no conjunto de contatos e com pressão determinada, conforme a capacidade para a qual os contadores foram projetados.

Figura 1.4 – Contator aberto e contator fechado

Para os contatos simples, a pressão da mola é regulável e sua utilização permite a montagem de contatos adicionais.

Figura 1.5 – Contator simples.

Os contatos simples têm apenas uma abertura. Eles são encontrados em contatores de maior potência.

Figura 1.6 – Contator com contato simples para grande potência

Os contatos são construídos em formatos e tamanhos determinados pelas características técnicas do contator. São classificados em principal e auxiliar.

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O núcleo é maciço, pois, sendo a corrente constante, o fluxo magnético também o será. Com isso, não haverá força eletromotriz no núcleo nem circulação de correntes parasitas.

O sistema de acionamento com CC é recomendado para aplicação em circuitos, onde os demais equipamentos de comando são sensíveis aos efeitos das tensões induzidas pelo campo magnético de corrente alternada. Enquadram-se, nesse caso, os componentes CMOS e os microprocessadores, presentes em circuitos que compõem acionamentos de motores que utilizam conversores e/ou CLPs (controladores programáveis).

Carcaça

É constituída de duas partes simétricas (tipo macho e fêmea) unidas por meio de grampos.

Retirando-se os grampos de fechamento da tampa frontal do contator, é possível abri-lo e inspecionar seu interior, bem como substituir os contatos principais e os da bobina.

A substituição da bobina é feita pela parte superior do contator, através da retirada de quatro parafusos de fixação para o suporte do núcleo.

Câmara de Extinção de Arco Voltaico

É um compartimento dos seccionadores que envolve os contatos principais. Sua função é extinguir a faísca ou arco voltaico, que surge quando um circuito elétrico é interrompido.

Figura 1.8 - x = linha de força magnética entrando

. = linha de força magnética saindo

Com a câmara de extinção de cerâmica, a extinção do arco é provocada por refrigeração intensa e pelo repuxo do ar.

Figura 1.9 – Extinção do arco com câmara de extinção de cerâmica _____________________________________________________________ 10 / 83_

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1.3 FUNCIONAMENTO

Como já sabemos, uma bobina eletromagnética, quando alimentada por uma corrente elétrica, forma um campo magnético. No contator, ele se concentra no núcleo fixo e atrai o núcleo móvel.

Como os contatos móveis estão acoplados mecanicamente com o núcleo móvel, o deslocamento deste no sentido do núcleo fixo movimenta os contatos móveis.

Quando o núcleo móvel se aproxima do fixo, os contatos móveis também devem se aproximar dos fixos de tal forma que, no fim do curso do núcleo móvel, as peças fixas e móveis do sistema de comando elétrico estejam em contato e sob pressão suficiente.

O comando da bobina é efetuado por meio de uma botoeira ou chave-bóia com duas posições, cujos elementos de comando estão ligados em série com as bobinas.

A velocidade de fechamento dos contatores é resultado da força proveniente da bobina e da força mecânica das molas de separação que atuam em sentido contrário.

As molas são também as únicas responsáveis pela velocidade de abertura do contator, o que ocorre quando a bobina magnética não estiver sendo alimentada ou quando o valor da força magnética for inferior à força das molas.

1.4 MONTAGEM

Os contatores devem ser montados, de preferência verticalmente, em local que não esteja sujeito à trepidação.

Em geral, é permitida uma inclinação máxima do plano de montagem de 22,5º em relação à vertical, o que permite a instalação em navios.

Na instalação de contatores abertos, o espaço livre em frente à câmara deve ser de no mínimo 45mm.

Intertravamento de Contatores

O intertravamento é um sistema de segurança elétrico ou mecânico, destinado a evitar que dois ou mais contatores se fechem acidentalmente ao mesmo tempo, o que provocaria curto-circuito ou mudança na seqüência de funcionamento de um determinado circuito.

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3

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Contato Normalmente Fechado (NF) (abridor) 2

Contato Normalmente Aberto (NA) (fechador)

Contato Normalmente Fechado Atrasado na Abertura (abridor atrasado) 6

7

Contato Normalmente Aberto Adiantado no Fechamento (fechador adiantado)

Figura 1.11 - Contatos auxiliares

Os casos da folha representam as funções usuais em contatores sendo o número superior, o de entrada e o inferior, o de saída. Veja o exemplo de um contator auxiliar (especificação do contator - terminação “E”).

Figura 1.12 – Especificação do contator - terminação “E”

Na especificação de um contator, os dígitos numéricos de identificação têm os seguintes significados:

1º dígito = número de contatores fechadores 2º dígito = número de contatores abridores 3º dígito = número de contatos comutadores

Não existindo contatos ou abridores, deve ser escrito, na posição correspondente, o algarismo “0”.

Independente do tipo de construção do equipamento, as identificações de terminais e símbolos para contatores auxiliares vêm indicadas na DIN 46199.

Os contatores auxiliares duplos e relés de ligação têm normalizado também o posicionamento físico dos contatos.

Disposição Mecânica _____________________________________________________________13/_

3

4 5

8

(^14223244)

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Além da codificação normal de seqüenciamento e função dos contatos auxiliares, existe ainda uma nomenclatura dependente da disposição mecânica destes, a saber:

• Terminação “E”: esta terminação, destinada à disposição preferencial, dita que em seqüência de dois contatos, sendo 1NA + 1NF, tem-se sempre em primeiro o contato normalmente aberto (NA), seguido normalmente fechado (NF). Já que nas seqüências com número de contatos superior a dois, tem um contato NA iniciando a seqüência, seguido de todos os NF, e após estes os NA restantes. Assim, respeitadas as condições citadas, acrescente-se à especificação do contator a terminação “E”.

Figura 1.13 - Exemplo de um contator auxiliar CAW 04.22E (Fabricação WEG)

• Terminação “Z”: existem situações em que as características construtivas do contator não permitem a disposição preferencial “E”. Nestes casos, opta-se pela variante “Z”, que dita para qualquer seqüência, que tenha-se em primeiro lugar todos os contatos NA, seguidos de todos NF.

Figura 1.14 - Exemplo de um contator auxiliar CAW 04.22Z (Fabricação WEG)

Figura 1.15 - Contatos de um relé de sobrecarga

1.7 DEFEITOS NOS CONTATORES

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13 43 21 31

14 44 22 34

95

96 98

95 97

96 98

13 21 31 43

• • A

A

• •^ A

A

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Defeito Causas

Contator não liga

Fusível de comando queimado. Relé térmico desarmado. Comando interrompido. Bobina queimada

Contator não desliga

Linhas de comando longas (efeito de “colamento” capacitivo). Contatos soldados.

Faiscamento excessivo

Instabilidade da tensão de comando por:  regulação pobre da fonte;  linhas extensas e de pequena seção;  correntes de partida muito altas; subdimensionamento do transformador de comando com diversos contatores operando simultaneamente. Fornecimento irregular de comando por:  botoeiras com defeito;  chaves fim-de-curso com defeito.

Contator zumbe

Corpo estranho no entreferro. Anel de curto-circuito quebrado. Bobina com tensão ou freqüência errada. Superfície dos núcleos (móvel e fixo) sujas ou oxidadas, especialmente após longas paradas. Fornecimento oscilante de contato no circuito de comando. Quedas de tensão durante a partida de motores. Relé térmico atua e o motor não atinge a rotação normal (contator com relé)

Relé inadequado ou mal regulado. Tempo de partida muito longo. Freqüência muito alta de ligações. Sobrecarga no eixo.

Bobina magnética se aquece

Localização inadequada da bobina. Núcleo móvel preso às guias. Curto-circuito entre as espiras por deslocamento ou remoção de capa isolante (em CA). Curto-circuito entre a bobina e o núcleo e por deslocamento da camada isolante. Saturação do núcleo, cujo calor se transmite à bobina.

Bobina se queima

Sobretensão. Ligação em tensão errada. Subtensão (principalmente em CC). Corpo estranho no entreferro.

Contatos sobreaquecem

Carga excessiva. Pressão inadequada entre contatos. Dimensões inadequadas dos contatos Sujeira na superfície dos contatos. Superfície insuficiente para a troca de calor com o meio ambiente. Oxidação (contatos de cobre). Acabamento e formato inadequados das superfícies de contato.

Contatos se fundem

Correntes de ligação elevadas (como na comutação de transformadores a vazio). Comandos oscilantes. Ligação em curto-circuito. Comutação estrela-triângulo defeituosa. Contatos se desgastam excessivamente

Arco voltaico. Sistema de desligamento por deslizamento (remove certa quantidade de material a cada manobra).

Isolação é defeituosa

Excessiva umidade do ar. Dielétrico recoberto ou perfurado por insetos, poeira e outros corpos. Presença de óxidos externos provenientes de material de solda. Tabela 1.

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Defeitos Mecânicos

Os defeitos mecânicos são provenientes da própria construção do dispositivo, das condições de serviço e do envelhecimento do material.

Salientam-se em particular:

• lubrificação deficiente;
• formação de ferrugem;
• temperaturas muito elevadas;
• molas inadequadas;
• trepidação no local da montagem.

Ricochete Entre Contatos

Ricochete é a abertura ou afastamento entre contatos após o choque no momento da ligação. Isso é conseqüência da energia cinética presente em um dos contatos.

O ricochete reduz sensivelmente a vida útil das peças de contato, especialmente no caso de cargas com altas correntes de partida. Isso acontece, porque o arco que se estabelece a cada separação sucessiva dos contatos vaporiza o material das pastilhas.

Visando à redução de custos, o tempo de ricochete deve ser reduzido para 0,5ms. Baixa velocidade de manobra, reduzidas massas de contato móveis e forte pressão nas molas são algumas condições que diminuem o tempo do ricochete.

Os contatores modernos são praticamente livres de ricochete. Na ligação, eles acusam um desgaste de material de contato equivalente a 1/10 do desgaste para desligamento sob corrente nominal. Assim, a corrente de partida de motores não tem influência na durabilidade dos contatos.

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Fusíveis NH

Os fusíveis NH suportam elevações de corrente durante um certo tempo sem que ocorra fusão.

Eles são empregados em circuitos sujeitos a picos de corrente e onde existem cargas indutivas e capacitivas.

Sua construção permite valores padronizados de corrente que variam de 6 a 1000 A. Sua capacidade de ruptura é sempre superior a 70kA com uma tensão máxima de 500V.

Construção dos Fusíveis NH

Os fusíveis NH são constituídos por duas partes: base e fusível.

A base é fabricada de material isolante como a esteatita, o plástico ou o termofixo. Nela são fixados os contatos em forma de garras as quais estão acopladas molas que aumentam a pressão de contato.

Figura 2.2 – Base de montagem de fusíveis do sistema NH

O fusível possui corpo de porcelana de seção retangular. Dentro desse corpo, estão o elo fusível e o elo indicador de queima, imersos em areia especial.

Nas duas extremidades do corpo de porcelana, existem duas faces de metal que se encaixam perfeitamente nas garras da base.

Figura 2.3 – Partes do fusível NH

O elo fusível é feito de cobre em forma de lâminas vazadas em determinados pontos para reduzir a seção condutora. O elo fusível pode ainda ser fabricado em prata.

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Fusíveis DIAZED

Os fusíveis DIAZED podem ser de ação rápida ou retardada. Os de ação rápida são usados em circuitos resistivos, ou seja, sem picos de corrente.

Os de ação retardada são usados em circuitos com motores e capacitores, sujeitos a picos de corrente.

Esses fusíveis são construídos para valores de, no máximo, 200 A. A capacidade de ruptura é de 70kA com uma tensão de 500V.

Construção dos Fusíveis DIAZED

O fusível DIAZED (ou D) é composto por base (aberta ou protegida), tampa, fusível, parafuso de ajuste e anel. A base é feita de porcelana dentro da qual está um elemento metálico roscado internamente e ligado externamente a um dos bornes. O outro borne está isolado do primeiro e ligado ao parafuso de ajuste.

Figura 2.4 – A = Borne ligado ao corpo roscado B = Borne ligado ao parafuso de ajuste

A tampa, geralmente de porcelana, fixa o fusível à base e não é inutilizada com a queima do fusível. Ela permite inspeção visual do indicador do fusível e sua substituição mesmo sob tensão.

Figura 2.5 – Tampa do fusível DIAZED

O parafuso de ajuste tem a função de impedir o uso de fusíveis de capacidade superior à desejada para o circuito. A montagem do parafuso é feita por meio de uma chave especial.

Figura 2.6 – Parafuso de ajuste

O anel é um elemento de porcelana com rosca interna, cuja função é proteger a rosca metálica da base aberta, pois evita a possibilidade de contatos acidentais na troca do fusível.

Figura 2.7 – Anel

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