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Prof. Corradi

Comandos

Elétricos

Colégio Técnico de Campinas – COTUCA/UNICAMP

Prof. Romeu Corradi Júnior WWW.corradi.junior.nom.br

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1. INTRODUÇÃO

A representação dos circuitos de comando de motores elétricos é feita normalmente através de dois diagramas: − Diagrama de força : representa a forma de alimentação do motor à fonte de energia; − Diagrama de comando : representa a lógica de operação do motor. Em ambos os diagramas são encontrados elementos (dispositivos) responsáveis pelo comando, proteção, regulação e sinalização do sistema de acionamento. A seguir estes elementos são abordados de forma simplificada no intuito de fornecer subsídios mínimos para o entendimento dos sistemas (circuitos) de comandos eletromagnéticos.

2. DISPOSITIVOS DE COMANDO

São elementos de comutação destinados a permitir ou não a passagem da corrente elétrica entre um ou mais pontos de um circuito. Os tipos mais comuns são:

• Chave sem retenção ou impulso É um dispositivo que só permanece acionado mediante aplicação de uma força externa. Cessada a força, o dispositivo volta à situação anterior. Este tipo de chave pode ter, construtivamente, contatos normalmente abertos (NA) ou normalmente fechados (NF), conforme mostra figura 1.

Figura 1: Chaves Tipo Impulso

• Chave com retenção ou trava É um dispositivo que uma vez acionado, seu retorno à situação anterior acontece somente através de um novo acionamento. Construtivamente pode ter contatos normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF) conforme mostra a figura 2.

Figura 2: Chaves Tipo Trava

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Energizando-se a bobina os contatos são levados para suas novas posições permanecendo enquanto houver alimentação da bobina. Um relê, construtivamente pode ser formado por vários conjuntos de contatos. Uma das grandes vantagens do relê é a isolação galvânica entre os terminais da bobina e os contatos NA e NF, além da isolação entre os conjuntos de contatos. A figura 6 mostra outra vantagem dos relês, que é a possibilidade de acionar cargas com tensões diferentes através de um único relê.

Figura 6: Acionamento isolado com relê

Outra propriedade muito explorada nos relê é a propriedade de memória através de circuito de auto-retenção ilustrado na figura 7.

Figura 7: Circuito de auto-retenção

A chave (botoeira) (S1) aciona a bobina (K) fazendo que seu contato auxiliar (K) crie outro caminho para manutenção da bobina energizada. Desta forma, não ocorre o desligamento do relê ao desligar a chave (botoeira) (S1). Este contato auxiliar é comumente denominado de contato de retenção ou selo. Para desligamento utiliza-se a chave (botoeira) (S2).

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• Contator Assim como o relê o contator é uma chave de comutação eletromagnética direcionado, geralmente, para cargas de maior potência. Possui contatos principais (para energização da carga) e auxiliares NA e NF com menor capacidade de corrente. Este último é utilizado para auxílio nos circuitos de comando e sinalização além do acionamento de outros dispositivos elétricos. A figura 8 mostra seu símbolo e aplicações.

Figura 8: Contator

Para especificação do contator devem-se levar em conta alguns pontos: número de contatos, tensão nominal da bobina, corrente máxima nos contatos e condições de operação definindo as categorias de emprego. A figura 8 (c) mostra um esquema de auto-retenção análogo ao mostrado com relê.

3. DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO

São elementos intercalados no circuito com o objetivo de interromper a passagem de corrente elétrica sob condições anormais, como curtos-circuitos ou sobrecargas. Os dispositivos de proteção mais comuns são:

• Fusível O princípio de funcionamento do fusível baseia-se na fusão do filamento e conseqüente abertura do filamento quando por este passa uma corrente elétrica superior ao valor de sua

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A proteção contra curto-circuito se dá através de dispositivo magnético, desligando o circuito quase que instantaneamente (curva de resposta do dispositivo). Os disjuntores podem ser: monopolares, bipolares e tripolares. Algumas vantagens: religável, não precisa de elemento de reposição, pode eventualmente ser utilizado como chave de comando.

Figura 11: Símbolos elétricos do disjuntor

• Relê de sobrecarga ou térmico O princípio de funcionamento do relê de sobrecarga baseia-se na dilatação linear de duas lâminas metálicas com coeficientes de dilatação térmicas diferentes, acopladas rigidamente (bimetal). Quando ocorre uma falta de fase, esta se reflete num aumento de corrente, provocando um aquecimento maior e, consequentemente, um acréscimo na dilatação do bimetal. Essa deformação aciona a abertura do contato auxiliar que interrompe a passagem da corrente para a bobina do contator, desacionando, com isso, a carga. Para ligar novamente a carga devemos acionar manualmente o botão de rearme do relê térmico. O relê térmico possui as seguintes partes principais: − Contato auxiliar (NA + NF) de comando da bobina do contator; − Botão de regulagem da corrente de desarme; − Botão de rearme de ação manual; − Três bimetais. A figura 12 apresenta uma aplicação do relê térmico na proteção de motores elétricos trifásicos.

Figura 12: Circuito de potência

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4. DISPOSITIVOS DE REGULAÇÃO

São elementos destinados a regular o valor de variáveis de um processo automatizado, tais como: velocidade, tempo, temperatura, pressão, vazão, etc. Os tipos mais comuns são colocados a seguir.

• Reostato É um componente de resistência variável que serve para regular correntes de intensidade maior em sistemas elétricos (ex. controle de velocidade em motor CC).

Figura 13: Representação e formas de reostato

• Potenciômetro Apresenta a mesma função que o reostato atuando com intensidade de corrente menor em circuitos eletrônicos de comando e regulação.
• Transformador É um componente que permite adaptar o valor de uma tensão alternada. O transformador básico é formado por duas bobinas isoladas eletricamente, enroladas em torno de um núcleo de ferro silício.

Figura 14: Transformador e símbolo elétrico

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Figura 16: Relê com retardo no desligamento

• Contador de impulsos elétricos Este dispositivo realiza a contagem progressiva, mediante a ação de impulsos elétricos, na bobina contadora. Estes impulsos são provenientes de relês, contadores, chaves, sensores elétricos etc. A programação é realizada pelo usuário através de chaves do tipo impulso localizado no painel deste dispositivo. O acionamento dos contatos do contator ocorre quando o número de impulsos elétricos na bobina contadora for igual ao valor programado pelo usuário. A figura 17 ilustra o seu funcionamento.

Figura 17: Contador de impulsos elétricos

5. DISPOSITIVOS DE SINALIZAÇÃO

São componentes utilizados para indicar o estado em que se encontra um painel de comando ou processo automatizado. As informações mais comuns fornecidas através destes dispositivos são: ligado , desligado , falha e emergência.

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• Indicador visual Os indicadores visuais fornecem sinais luminosos indicativos de estado, emergência, falha etc. São os mais utilizados devido à simplicidade, eficiência (na indicação) e baixo custo. São fornecidos por lâmpadas ou LEDs. As cores indicadas na tabela da figura 18 são recomendas.

Figura 18: Símbolo elétrico e cores utilizadas em um indicador luminoso.

• Indicador acústico Os indicadores acústicos fornecem sinais audíveis indicativos de estado, falha, emergência etc. São as sirenes e buzinas elétricas. Utilizados em locais de difícil visualização (para indicadores luminosos) e quando se deseja atingir um grande número de pessoas em diferentes locais.

Figura 19: Símbolo de indicador acústico.

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• TAREFA B: Efetuar a reversão de rotação de um motor monofásico através de contatores.

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6.1 MOTORES TRIFÁSICOS

• TAREFA A: Ligar um motor trifásico comandado através de um contator, com proteção de relê bimetálico – partida direta.

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• TAREFA B: Efetuar a reversão de rotação de motores trifásicos utilizando contatores.

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• TAREFA C: Efetuar a partida de motor trifásico através de chave estrela-triângulo utilizando contatores e relê temporizado.

Fazer o levantamento de equipamentos;

Elaborar um descritivo de funcionamento.

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• TAREFA D: Efetuar a partida de motor trifásico através de chave estrela-triângulo com reversão de rotação.

Fazer o circuito de força e comando;