Comandos elétricos - apostila, Manuais, Projetos, Pesquisas de Sistema Eletromecânicos

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COMANDOS

ELÉTRICOS

INDUSTRIAIS

COMANDOS ELÉTRICOS INDUSTRIAIS

Sumário

• SUMÁRIO....................................................................................................................................................
  • 1 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO....................................................................................................................
  • 1.1 RELÉS BIMETÁLICOS
  • 1.2 RELÉS DE SOBRECORRENTE CONTRA CORRENTES DE CURTO-CIRCUITO.....................................
  • 1.3 FUSÍVEIS.....................................................................................................................................................
  • 1.3.1 QUANTO AO TIPO DE FUSÍVEIS:........................................................................................................
  • 1.3.2 QUANTO A VELOCIDADE DE ATUAÇÃO:...........................................................................................
  • 1.4 DISJUNTORES...........................................................................................................................................
  • 1.5 CARACTERÍSTICAS COMPARATIVAS FUSÍVEL-DISJUNTOR...............................................................
  • 2 DISPOSITIVOS DE COMANDOS.................................................................................................................
  • 2.1 CHAVE DE PARTIDA DIRETA MANUAL (CHAVE FACA)......................................................................
  • 2.1.1 CHAVE SECCIONADORA......................................................................................................................
  • 2.2 CHAVES ROTATIVAS BLINDADAS..........................................................................................................
  • 2.3 CHAVES SIMPLES/CHAVES DE IMPULSO.............................................................................................
  • 2.4 CHAVES DE IMPULSO.............................................................................................................................
  • 2.5 BOTÃO DE COMANDO DE FIM DE CURSO:
  • 2.6 ASSOCIAÇÕES DE CHAVES.....................................................................................................................
  • 2.7 SINALIZAÇÃO............................................................................................................................................
  • 3 CHAVE MAGNÉTICA OU CONTATOR MAGNÉTICO................................................................................
  • 3.1 COMO FUNCIONA A CHAVE MAGNÉTICA:...........................................................................................
  • 3.1 CONSTRUÇÃO:.........................................................................................................................................
  • 3.2 CONTATOR DE POTÊNCIA E CONTATOR AUXILIAR
  • 3.3 FUNCIONAMENTO DO CONTATOR.......................................................................................................
  • 3.4 CONTATORES, CATEGORIAS DE EMPREGO - IEC 947........................................................................
  • 3.5 DURABILIDADE OU VIDA ÚTIL..............................................................................................................
  • 4 RELÉS DE TEMPO (TEMPORIZADOR)......................................................................................................
  • 4.1 SÍMBOLOS DOS RELÉS............................................................................................................................
  • 4.2 RELÉ DE TEMPO ESTRELA-TRIÂNGULO...............................................................................................
  • 5 CIRCUITOS DE COMANDOS E FORÇA.....................................................................................................
  • Comando de motor trifásico com botão de retenção mecânica.........................................................................
  • CIRCUITO DE FORÇA OU DIAGRAMA DE FORÇA OU DIAGRAMA PRINCIPAL.....................................
  • Comando de motor trifásico com auto-retenção, sinalização e proteção por relé térmico...............................
  • 5.1 INTERTRAVAMENTO................................................................................................................................
  • 6 LIGAÇÃO ESTRELA-TRIÂNGULO PARA CARGAS TRIFÁSICAS:.............................................................
  • 6.1 ACIONAMENTO E PROTEÇÃO DE MOTORES.......................................................................................
  • 6.2 PARTIDAS..................................................................................................................................................
  • 6.3 PARTIDA EM ESTRELA-TRIÂNGULO......................................................................................................
  • DIAGRAMA ELÉTRICO DE COMANDO DE UMA PARTIDA ESTRELA/TRIÂNGULO................................
  • 7 MOTORES ELÉTRICOS:..............................................................................................................................
  • 7.1 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA...................................................................................................
  • 7.2 MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA................................................................................................
  • 7.3 MOTORES UNIVERSAIS...........................................................................................................................
  • 7.4 LIGAÇÃO DE MOTORES TRIFÁSICOS....................................................................................................
    • Ligações em estrela ( Υ ) e em triângulo ( Δ ).................................................................................................
  • LIGAÇÃO DE MOTORES DE 6 TERMINAIS..................................................................................................
  • LIGAÇÃO DO MOTOR DE 12 TERMINAIS....................................................................................................
  • 8 INVERSORES DE FREQÜÊNCIA.................................................................................................................
  • 9 LABORATÓRIO.............................................................................................................................................
  • 9.1 MOTOR MONOFÁSICO............................................................................................................................
  • 9.2 LIGAÇÃO SUBSEQUENTE AUTOMÁTICA DE MOTORES.....................................................................
  • 9.3 INVERSÃO DO SENTIDO DE ROTACÃO.................................................................................................
  • 9.4 LIGAÇÃO DE UM MOTOR TRIFÁSICO EM ESTRELA/ TRIÂNGULO....................................................
  • 9.5 COMANDO AUTOMÁTICO PARA DUAS VELOCIDADES (DAHLANDER)........................................
  • 9.6 ESCOLHA DO MOTOR..............................................................................................................................
  • 9.7 COMANDO AUTOMÁTICO PARA COMPENSADOR COM REVERSÃO.................................................
  • 9.8 COMANDO AUTOMÁTICO ESTRELA – TRIÂNGULO COM REVERSÃO...............................................
  • 9.9 COMANDO AUTOMÁTICO PARA DUAS VELOCIDADES COM REVERSÃO (DAHLANDER ).............
  • 10 SIMBOLOGIA ELÉTRICA:.........................................................................................................................
  • 10.1 SIGLA SIGNIFICADO E NATUREZA......................................................................................................

1 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO A proteção é uma ação automática provocada por dispositivos sensíveis a determinadas condições anormais, no sentido de evitar ou limitar danos a um sistema ou equipamento, a proteção também pode ser entendida como uma manobra automática. A escolha, aplicação e a coordenação seletiva adequadas ao conjunto de componentes que constituem a proteção de um sistema é um dos aspectos mais importantes da instalação elétrica industrial. A função da proteção é justamente minimizar os danos ao sistema e seus componentes, sempre que ocorrer uma falha no equipamento, no sistema elétrico ou falha humana. Nessa apostila estudaremos os dois tipos de proteção mais usados nas indústrias. Os dispositivos de proteção contra correntes de curto-circuito, como: disjuntores e fusíveis. E os dispositivos de proteção contra correntes de sobrecarga, como os relés bimetálicos. 1.1 RELÉS BIMETÁLICOS 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. O material que constitui as lâminas é em sua maioria é o níquel-ferro. Figura 1 – exemplo de um relé bimetálico

Figura 2 – Relé Bimetálico SIRIUS da SIEMENS Existem também os relés para cargas trifásicas, onde existe 3 tiras bimetálicas percorridas direta ou indiretamente pela corrente principal. Depois do relé ser acionado, permanecerá na posição “desligado” até que seja apertado o botão “reset”. O relé só irá disparar quando a corrente que o percorrer for maior que 120 % da corrente nominal, isso é para evitar que pequenas sobrecargas desliguem o equipamento sem necessidade. Quanto maior a corrente, mais rápida será a atuação do relé. O tempo de disparo também é influenciado pela temperatura: Trabalhando a frio (temperatura ambiente), o tempo de disparo é 25% maior do que com o equipamento aquecido (estar sendo circulado por corrente), esse aspecto é importante em relação as descargas periódicas, que acorrem com o equipamento fora de uso, diferentemente do que ocorre com o equipamento em pleno funcionamento. Na figura 3 temos um exemplo do interior de um relé bimetálico. Figura 3 – Esquema interno de um relé bimetálico.

1.2 RELÉS DE SOBRECORRENTE CONTRA CORRENTES DE CURTO- CIRCUITO. Esses relés são do tipo eletromagnético, com uma atuação instantânea, e se compõe com os relés de sobrecarga para criar a proteção total dos componentes do circuito contra a ação prejudicial das correntes de curto- circuito e de sobrecarga, respectivamente. A sua construção é relativamente simples em comparação com a dos relés de sobrecarga (bimetálicos ou eletrônicos), podendo ser esquematizado, como segue: Figura 4 – Esquema interno de um relé de sobrecorrente.

O elemento fusível pode ter diversas formas. Em função da corrente nominal do fusível, ele compõe-se de um ou mais fios ou lâminas em paralelo, com trecho(s) de seção reduzida. Nele existe ainda um ponto de solda, cuja temperatura de fusão é bem menor que a do elemento e que atua por sobrecargas de longa duração. Figura 6 – Fusível tipo “D” e “NH”. Figura 7 – Interior de um fusível Diazed. O fusível com o exterior de vidro é muito usado, pois, facilita a inspeção. Durante o desligamento (queima do fusível), ocorre um arco voltaico entre os pontos do circuito que se separam, ocasionado pela ionização do meio. Este arco representa um perigo por poder ocasionar fogo. Para evitar esse risco o elo fusível deve ser envolto por um elemento isolante (vidro, cerâmica etc.), e deve haver também um material extintor (normalmente areia ou cristais de

sílica) internamente ao fusível. Quanto maior a corrente que o percorre, menor deve ser o tempo de desligamento do fusível. 1.3.1 QUANTO AO TIPO DE FUSÍVEIS: NH - Usados em circuito de alta potência e conectados por encaixe, com ferramenta própria (punho) para proteção do operador; Figura 8 – Exemplo de fusível NH. DIAZED - Usados em circuitos baixa potência e conectados através do porta- fusível que se monta por rosca. O próprio suporte do fusível protege o operador contra choque elétrico.

Ex2. Fusível SITOR. Figura 11 – Exemplo de fusíveis de potência e alta velocidade. RETARDOS: Fusíveis para circuitos de motores elétricos e de capacitores. Não se rompem durante os picos de corrente de partida. Se a corrente for muito maior que oito vezes a normal o fusível passa a agir tão rápido quanto um de ação rápida. 1.4 DISJUNTORES O disjuntor é um dispositivo que, entre outros, é capaz de manobrar o circuito nas condições mais críticas de funcionamento, que são as condições de curto- circuito. Ressalte-se que apenas o disjuntor é capaz de manobrar o circuito nessas condições, sendo que, interromper é ainda atributo dos fusíveis, que porém não permitem uma religação. A manobra através de um disjuntor é feita manualmente (geralmente por meio de uma alavanca) ou pela ação de seus relés de sobrecarga (como bimetálico) e de curto-circuito (como eletromagnético). Observe nesse ponto que os relés não desligam o circuito: eles apenas induzem ao desligamento, atuando sobre o mecanismo de molas, que aciona os contatos principais. É válido mencionar que para disjuntor de elevadas correntes nominais, os relés de sobrecorrentes são constituídos por transformadores de corrente e módulo eletrônico que irá realizar a atuação do disjuntor por correntes de sobrecargas, correntes de curto-circuito com disparo temporizado e instantâneo e até disparo por corrente de falha à terra. Assim, podemos concluir que os disjuntores não protegem o sistema, pois são dispositivos de comando, destinados a abrir o circuito somente. Quem atua

como proteção são os relés em seu interior, com ligação direta com o mecanismo disjuntor. Esses relés podem ser do tipo térmicos ou magnéticos. Os térmicos apresentam bimetais destinados as sobrecorrente (sobrecargas), enquanto os eletromagnéticos são mais eficazes à proteção de curto-circuito e as tensões anormais. Diversos são os tipos de disjuntores de baixa tensão utilizados. Citaremos alguns tipos, com suas respectivas curvas características. Figura 12 – Interior de um disjuntor QUICK LEG. .

Figura 14 – Interior e gráfico de um disjuntor de motores 3VL.

Figura 15 – Interior e gráfico de um disjuntor 5SX

A confiabilidade de operação do fusível ou disjuntor é assegurada pela conformidade das normas vigentes e referências do fabricante quanto as condições de operação e controle, podemos traçar um paralelo entre disjuntor e fusível, como segue: Tabela 2 – Diferenças entre fusíveis e disjuntores

2 DISPOSITIVOS DE COMANDOS CONCEITO: EQUIPAMENTOS CAPAZES DE EXECUTAR A INTERLIGAÇÃO E DESLIGAMENTO DE PONTOS ENTRE OS QUAIS CIRCULARÁ CORRENTE QUANDO INTERLIGADOS. A compreensão de um sistema de acionamento e proteção merece muita atenção, pois dela dependem a durabilidade do sistema e o funcionamento correto dos equipamentos a serem acionados. Os dispositivos de comandos ou chaves, empregados em circuitos elétricos de baixa tensão, são dos tipos mais variados e com características de funcionamento bem distintas. Essa diversidade é conseqüência das funções específicas que cada dispositivo deve executar, dependendo de sua posição no circuito. Um dos critérios mais utilizados é o que classifica as chaves segundo sua capacidade de ruptura, isto é, da corrente ou potência que as mesmas são capazes de comandar. 2.1 CHAVE DE PARTIDA DIRETA MANUAL (CHAVE FACA) É o método mais simples, em que não são empregados dispositivos especiais de acionamento. A chave de comando direto existe em grande número de modelos e diversas capacidades de corrente, sendo a chave faca a mais simples. Para uma maior segurança são utilizadas apenas para comandar equipamentos de pequenas correntes. Ex. Motores sem carga (a vazio), circuitos de sinalização e dispositivos de baixa potência. Figura 16 – Chave de Partida direta manual tri polar ou chave faca tri polar.