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COMANDOS ELÉTRICOS
ÍNDICE
COMANDO AUTOMÁTICO POR CHAVE COMPENSADORA (AUTO-
- Parte Prática 39
4.1. Diagrama Principal 39 4.2. Diagrama de Comando e Auxiliar 40
- Conclusão 40
- Questões 40
PREFÁCIO
Hoje, com a atual tecnologia disponível para automação a nível industrial, o comando e o controle dos motores elétricos passaram a ser conhecimentos básicos indispensáveis para o uso dos CLP´s. Estranhamente, esta área sempre apresentou falhas por não termos, no mercado, publicações que pudessem complementar os estudos iniciais daqueles que se interessassem pelo assunto. Com isso, esta apostila vem minimizar esta falha servindo assim de material importantíssimo para a introdução aos estudos de Comandos Elétricos de Motores. O professor José Antônio Alves Neto é um engenheiro que já tem vasta experiência em transmitir seus conhecimentos na área e por isso, reuniu aqui, toda a sua experiência prática e didática para que esse material pudesse ser utilizado por professores e alunos da área técnica em seus dias de trabalho. É muito gratificante saber que temos profissionais dedicados ao aprimoramento de outros profissionais para que possamos conquistar um maior nível de desenvolvimento tecnológico.
Profa. Cíntia Gonçalves M. S. Marques
CONTATOR
1. OBJETIVO
- Comandos através do contator;
- Diagrama de Comando.
2. INTRODUÇÃO TEÓRICA
- Contator
Contator é um dispositivo eletromagnético que liga e desliga o circuito do motor. Usado de preferência para comandos elétricos automáticos à distância. É constituído de uma bobina que quando alimenta cria um campo magnético no núcleo fixo que por sua vez atrai o núcleo móvel que fecha o circuito. Cessando alimentação da bobina, desaparece o campo magnético, provocando o retorno do núcleo através de molas, conforme figura 01.
Fig. 01
- Contatos
No contator temos os contatos principais e auxiliares. Os principais do contator são mais robustos e suportam maiores correntes que depende da carga que esse motor irá acionar, quanto maior a carga acionada, maior será a corrente nos contatos. (figura 02).
Fig. 02
Os contatos auxiliares, utilizados para sinalização e comandos de vários motores, existem o contato NF (normalmente fechado) e NA (normalmente aberto). (figura 03).
Fig. 03
- Botoeira ou Botoeira - botão liga e desliga
Fig. 04
- Relé Bimetálico
São construídos para proteção de motores contra sobrecarga, falta de fase e tensão. Seu funcionamento é baseado em dois elementos metálicos, que se dilatam diferentemente provocando modificações no comprimento e forma das lâminas quando aquecidas.
Fig. 05 Colocação em funcionamento e indicações para operação:
- Ajustar a escala à corrente nominal da carga.
- Botão de destravação (azul):
DENOMINACÃO APARELHOS
b0 Botão de comando - desliga b1 Botão de comando - liga b2 – b22 Botão de comando - esquerda/direita K1 – K2 - K3 - K4 - K5 Contator principal d1 – d2 - d3 Contator auxiliar-relé de tempo relê aux. F1 – F2 - F3 Fusível principal F7 – F8 - F9 Relé bimetálico F21 - F22 Fusível para comando h1 Armação de sinalização - liga h2 Armação de sinalização direita/esquerda M1 Motor, trafo - principal M2 Auto - trafo R S T Circuito de medição-corrente alternada
- Conclusão
- Questões
- Pesquisar a respeito de contator e relé bimetálico.
- (^) Desenhar o esquema de comando da experiência e indicar um sistema de sinalização.
- Medir o RPM 30 em triângulo
RPM _______________________medido RPM _______________________nominal
- Desenhar o diagrama de comando
O botão bx alimenta o motor M1 e o contato Na de K1, dá condições de comandar o motor M2 através do botão bK.
- Desenhar o diagrama de comando
O botão b1 alimenta o motor M1, M2, M3 e o botão ba comanda o motor M que desliga o motor M3 através do contato NF de K4. CARGA TRIFÁSICA EM ESTRELA E TRIÂNGULO
- Objetivo
- Introdução Teórica:
Um sistema trifásico ( 3 ) é uma combinação de três sistemas monofásicos. O gerador ou alternador produz três tensões iguais, mas defasadas 120º com as demais. As três fases de um sistema 3 podem ser ligados de duas formas: em estrela (Y) ou triângulo (T). Uma carga equilibrada tem a mesma impedância em cada enrolamento. No sistema 3 equilibrado o fasor soma as tensões das linhas é zero e o fasor da soma das correntes das três linhas é zero. A corrente IN não será nula, quando as cargas não forem iguais entre si.
- Material Utilizado
- 3 soquetes
- 3 lâmpadas 150W - 220V
- 1 amperímetro AC - 0 - 5 A
- 1 voltímetro AC - 0 - 250V
- caixa de ferramentas
- Parte Prática:
- Carga trifásica Triângulo
VL = VF
PT = 3. VF. IF. COSϕ PT = 3. VL. IL. COSϕ VF = R. IF R = V²/P
- Carga Trifásica Estrela
( uma constante )
- Esquema do Wattímetro Monofásico
- Conforme tabela do item 4.3. porque o valor calculado não é igual ao valor medido, quando utilizamos uma carga 3φ com lâmpadas incandescentes
- Conclusão
- Questões
- Medir a potência trifásica do sistema, utilizando um wattímetro monofásico.
P total = Prs + Pst
- Medir a tensão de alimentação da placa de montagem.
RS RT TS
- Qual a vantagem de ligação de um motor trifásico em estrela e triângulo?
MOTOR MONOFÁSICO
- Objetivo
Aplicação do motor monofásico.
- Introdução Teórica
Devido ao baixo preço e a robustez de um motor de indução, sua aplicação faz necessário onde há uma rede elétrica trifásica, para produzir um campo magnético rotativo são motores de pequenas potência com ligação monofásica a dos fios. A partida é dada por meio de um enrolamento auxiliar ao qual é ligado um capacitor em série, que provoca um defasamento da corrente, fazendo o motor funcionar como bifásico. Um dispositivo centrífugo desliga o enrolamento auxiliar após ter atingido uma certa velocidade. A inversão do sentido de rotação do motor monofásico, ocorre quando as ligações do enrolamento auxiliar são invertidas, trocando o terminal número 6 pelo número 5, conforme esquema.
- Esquema Motor Monofásico em 110 volts
- Esquema Motor Monofásico em 220 volts
- Material Utilizado
- Parte Prática
- Diagrama Principal
- Diagrama de Comando
- Diagrama de inversão do motor monofásico.
- (^) Diagrama Principal
- Diagrama de comando
- Fazer a inversão do sentido de rotação do motor monofásico, conforme esquema de placa.
- Desenhar a placa de ligação do motor monofásico utilizado em laboratório.
43. Conclusão
44. Questões
Questões
Esquema de comando: O botão b1 aciona o motor M1 que após um determinado tempo aciona d1 aciona M2, M3 e M4, quando ligado desliga somente M1.
INVERSÃO DO SENTIDO DE ROTACÃO
46. Objetivo
Comando de um motor nos dois sentidos de rotação.
47. Introdução Teórica
A reversão automática utilizada para motores acoplados à máquina que partem em vazio ou com carga, esta reversão pode-se dar dentro e fora do regime de partida. A sua finalidade dentro de determinados processos industriais tem-se necessidade da reversão do sentido de rotação dos motores para retrocesso do ciclo de operação, como o caso de esteira transportadora. Os contatos para o movimento a direita e para a esquerda, estão intertravados entre si, através de seus contatos auxiliares (abridores) evitando assim curto - circuitos.
48. Material Utilizado
49. Parte Prática
- Diagrama Principal
- Diagrama de Comando
- Conclusão
- Questões
- Desenhar o diagrama de comando de inversão de rotação. Acionando o botão b1 o contator k, liga o motor em um sentido. Após um determinado tempo d ( relê ) desliga K1 e o d2 liga o K2 invertendo a rotação do motor.
LIGAÇÃO DE UM MOTOR TRIFÁSICO EM
ESTRELA E TRIÂNGULO
- Objetivo
Ligação em estrela e triângulo.
- (^) Introdução Teórica
Sempre que possível, a partida de um motor trifasico de gaiola, deverá ser direita, por meio de contatores. Deve ter-se em conta que para um determinado motor, as curvas de conjugados e corrente são fixas, independente da dificuldade da partida, para uma tensão constante. Nos casos em que a corrente de partida do motor é elevada podem ocorrer as seguintes conseqüências prejudiciais:
a. elevada queda de tensão no sistema da alimentação da rede. Em função disto provoca a interferência em equipamentos instalados no sistema.
b. o sistema de proteção (cabos, contatores) deverá ser superdimensionada ocasionando um custo elevado.
c. a imposição das concessionárias de energia elétrica que limitam a queda da tensão da rede. Caso a partida direta não seja possível devido aos problemas citados acima, pode-se usar sistema de partida indireta para reduzir a corrente de partida. Em alguns casos ainda, pode-se necessitar de um conjugado de partida alto, com corrente de partida baixa, deve-se neste caso escolher um motor de anéis.
- Partida de Motores com Chave Estrela - Triângulo.
É fundamental para a partida com a chave estrela - triângulo que o motor tenho a possibilidade de ligação em dupla tensão, ou seja, em 220 / 380V , em 380/660V ou 440/760V. Os motores deverão ter no mínimo 6 bornes de ligação. A partida estrela- triângulo poderá ser usada quando a curva de conjugados do motor é suficientemente elevada para poder garantir a aceleração da máquina com a corrente de partida na ligação - triângulo. Também a curva do conjugado é reduzida na mesma proporção.
Esquematicamente, a ligação estrela - triângulo num meter para uma rede de 220V é feita de maneira indicada na figura acima notando-se que a tensão por fase, durante a partida é reduzida para 127V.
- Material Utilizado
- Parte Prática
- Diagrama Principal
- Diagrama de Comando
- Diagrama de Comando
- Diagrama: utilizando uma carga trifasica com lâmpadas.
- Conclusão
- Questões
- Elaborar uma questão referente a teoria.
COMANDO AUTOMÁTICO POR CHAVE
COMPENSADORA
(AUTO - TRANSFORMADOR)
- Objetivo
- comando por chave compensadora.
- Introdução Teórica
- Partida por Auto - Transformador
Este modo de partida se aplica igualmente aos motores de forte potência, aos quais ele permite dar a partida com caraterísticas mais favoráveis que obtidas com partida por resistência, isto devido ao fato de proporcionar um conjugado de partida mais elevado, com um pico de corrente mais fraco (reduzido). A partida se efetua geralmente em dois tempos: 1º tempo: Alimentação do motor sob tensão reduzida, por intermédio de um auto - transformador. Desprezando-se o valor da corrente magnetizante, o pico e o conjugado na partida são reduzidos, ambos proporcionalmente ao quadrado da relação de transformação (enquanto que, na partida por resistências, o pico de corrente só é reduzido na simples relação de redução da tensão). As chaves compensadoras (partida por auto - transformadores) são previstas para um pico de corrente e um conjugado na partida, representando 0,42 ou 0,64 dos valores em partida direta, conforme o tap de ligação do auto - transformador dor 65% ou 80%, respectivamente. O conjugado motor permite atingir assim um regime elevado. 2º tempo: Abertura do ponto neutro do auto - transformador e conexão do motor sob plena tensão o qual retoma suas características naturais (fig. 03). Curvas características velocidade - conjugado e velocidade - corrente (valores indicado em múltiplos valores nominais). Corrente de Partida: Se, por exemplo, um motor na partida direta consome 100A , com o auto - transformador ligado no tap de 60% (0,6), a tensão aplicada nos bornes do motor é 60% da tensão da rede. Com a tensão reduzida a 60%, a corrente nominal (In) nos bornes do motor, também é apenas 60%, ou seja, 0,60 x 100 = 60A. A corrente de linha (IL ) , ( antes do auto - transformador) é dada por :
U - tensão da linha ( rede ) IL - corrente da linha 0,6xU - tensão no tap do auto - transformador
22. Introdução Teórica
Variação de velocidade do motor Consegue-se variar a velocidade de rotação quando se trata de um motor de rotor bobinado. Pode-se lançar mão de varias soluções para variar a velocidade do motor. As mais comuns são :
- Variação da intensidade rotórica da corrente, de modo a se obter variação no desligamento. A energia correspondente ao deslizamento é recuperada e devolvida à rede após retornarem as características de ondulação na freqüência da rede, o que é conseguido com o emprego de uma ponte de tiristores; - Variação da freqüência da corrente;
- Introdução de resistências externas ao rotor (reostato divisor de tensão) para motores de pequena potência. Escolha do Motor Para a escolha do motor pode-se observar o que indicam as tabelas 6.2. e 6.3. TABELA 6.2. - Escolha do motor levando em conta a velocidade. Corrente alternada Corrente contínua
Velocidade aproximadamente constante, desde a carga zero até a plena carga.
Velocidade semi-constante da carga zero até a plena carga
Motor de Indução síncrono Motor Shunt
Motor de indução com elevada resistência do rotor
Motor Compound
Velocidade decrescente com o aumento de carga
Motor de indução com a resistência do rotor ajustável
Motor Série
TABELA 6.3 - Características a Aplicações de Vários Tipos de Motor
Tipo Velocidade Conjugado de Partida Emprego
Motor de Indução de Gaiola, Trifásico
Aproximadamente constante
Conjugado baixo, corrente elevada
Bombas, ventiladores, máquinas e ferramentas
Motor de Indução de Gaiola com elevado Deslizamento
Decresce rapidamente com a carga
Conjugado maior do que o do caso anterior
Pequenos guinchos, pontes rolantes, serras etc.
Motor Rotor Bobinado Com a resistência de partida desligada, semelhante ao primeiro caso. Com a resistência inserida, a velocidade pode ser ajustada a qualquer valor, embora com sacrifício do rendimento.
Conjugado maior do que os dos casos anteriores
Compressores de ar, guinchos, pontes rolantes, elevadores etc.
1. Material Utilizado
2. Parte Prática
- Diagrama Principal
- Diagrama de Comando
COMANDO AUTOMÁTICO PARA
COMPENSADOR
COM REVERSÃO
5. Objetivo
- ligação de uma chave compensadora com reversão.
6. Introdução Teórica
Sistema de comando elétrico que permite a partida de motores com tensão reduzida e inversão do sentido de rotação. É utilizado para reduzir o pico da corrente nos motores da partida.
