Baixe Comandos elétricos industriais e outras Notas de estudo em PDF para Eletrotécnica, somente na Docsity!
VAMOS CONHECER JUNTOS O MARAVILHOSO MUNDO
DO COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
- 12.Fusíveis.....................................................................................................43- Indice
- 13.Relé térmico de sobrecarga..........................................................................47-
- 14.Relé falta de fase........................................................................................48-
- 15.Relé sequencial de fases...............................................................................
- 16.Relé supervisor trifásico ...............................................................................49-
- 17.Relés de tempo...........................................................................................50-
- 18.Botoiras e chaves de comando......................................................................
- 19.Sinalizadores .............................................................................................
- 20.Contatores.................................................................................................54-
- 21.Motores Elétricos........................................................................................56-
- 22.Tomadas Industriais....................................................................................
- 23.Partidas de motores elétricos .......................................................................79-
- 24.Instrumentos de medidas elétricas................................................................94-
- 25.Transformadores de corrente........................................................................99-
- 26.Relés de nível ............................................................................................101-
- 27.Progamador diario semanal..........................................................................102-
- 28.Acionamento com seleção de bomba.............................................................105-
- 29.Sensores indutivos e capacitivos...................................................................
Dispositivos Elétricos Utilizados em Painéis de comandos
Os dispositivos utilizados normalmente em baixa tensão podem ser classificados, conforme esquema abaixo:
Além dos dispositivos mencionados acima, cita-se também os disjuntores, como sendo o mais completo de todos, visto que este integra em um só componente as funções de seccionamento e proteção contra sobrecargas e curto-circuito.
Dispositivos de Proteção
O universo de proteção de baixa tensão é composto de fusíveis, relés térmicos e relés eletromagnéticos que podem ter aplicações isoladamente ou em conjunto, merecendo estudos detalhados em cada aplicação.
12. Fusíveis
Os fusíveis de acordo com seu formato, forma de conexão e tempo de atuação podem ser classificados em diferentes tipos entre eles estão:
1. Fusível Diametral (Tipo “D”)
Os fusíveis do tipo “D” são recomendados para uso tanto residencial quanto industrial. São construídos para correntes normalizadas de 2 a 63A, tensão máxima 500V. Encontrado em dois tamanhos DII e DIII de acordo com sua corrente de ruptura e cores, são compostos por cinco partes onde temos base, anel de proteção parafuso de ajuste, fusível e tampa.
No sistema "D" a troca de um fusível por outro de maior valor só é possível com a substituição do parafuso de ajuste (exceção: para 2, 4 e 6A, quando o parafuso tem a mesma bitola, embora diferenciado nas cores).
TAMANHO
CORRENTE
NOMINAL
(A)
TIPO
COR
DO
SINCRONIZADOR
DIMENÇÃO
(mm)
DII
2 FDW-2S Rosa 6 4 FDW-4S Marrom 6 6 FDW-6S Verde 6 10 FDW-10S Vermelho 8 16 FDW-16S Cinza 10 20 FDW-20S Azul 12 25 FDW-25S Amarelo 14
DIII
35 FDW-35S Preto 16 50 FDW-50S Branco 18 63 FDW-63S Cobre 20
2. Fusível Tipo NH
NH são as iniciais de Niederspannungs Hochleitungs , que em língua alemã significa "Baixa Tensão e Alta Capacidade de Interrupção". Os fusíveis do tipo “NH” são recomendados para uso industrial e devem ser manuseados apenas por pessoal qualificado. São fabricados para correntes normalizadas de 4 a 630A, capacidade e tensão máxima de 500V.
É composto basicamente por base fixadora é fusível onde pra remoção do mesmo necessitamos de uma chave especial chamada punho saca fusível.
Na prática (por questões econômicas), costuma-se utilizar fusíveis do tipo “D” até 63A e acima deste valor fusíveis do tipo “NH”.
3. Fusível Tipo Sitor
Os fusíveis SITOR são fusíveis ultra-rápidos apropriados em instalações industriais para a proteção de semicondutores, tiristores, GTO's e diodos.
Possui Categoria de utilização gR / aR, atendendo as correntes nominais de 32 a 710 A. Encontrado em dois tamanhos 1e 2, podendo ser usado em AC de 800 1000 V ou DC de 440 a 600 V.
Alem desse podemos encontrar outros tipos fusíveis com diferentes aplicações tensão e correntes de trabalhos variadas mais o que não podemos esquecer é antes de aplicar um fusível em circuito ou em um motor sempre olhar suas características e funcionalidade e aplicá-lo corretamente pra que não haja percas significativa.
Circuito principal ou de potência:
É composto por uma carcaça de material isolante, três bimetais de aquecimento, alavanca de desarme, terminais de entrada (1, 3 e 5) e terminais de saída (2, 4 e 6).
Circuito auxiliar ou de comando:
Consiste basicamente dos contatos auxiliares (NA e NF) por onde circula a corrente de comando, botão de regulagem, botão de rearme (reset), botão de seleção (manual e automático) e bimetal de compensação da temperatura (dá condições ao relé de operar na faixa de – 20ºC a 50ºC sem modificação da curva de desarme).
No caso de uma sobrecarga, os bimetais apresentarão uma curvatura maior. Com isto ocorrerá o deslocamento da alavanca de desarme. Este deslocamento é transferido ao circuito auxiliar, provocando, mecanicamente, o desarme do mesmo. A temperatura ambiente não afeta a atuação do relé, pois o bimetal de compensação sofrerá o mesmo deslocamento, mantendo assim a relação inicialmente definida.
O relé permite que seu ponto de atuação, ou seja, a curvatura das lâminas, e o conseqüente desligamento, possam ser ajustados com auxílio de um dial. Isto possibilita ajustar o valor de corrente que provocará a atuação do relé.
Com isso devemos observar algumas características importantes com relação à escolha do relé de sobrecarga como corrente nominal do motor, numero de manobras, características da rede de alimentação que de vem ser dimensionadas corretamente.
14. Relé de Proteção Falta de Fase (RPW-FF) WEG
O Relé Falta de Fase destina-se a proteção de sistemas trifásicos contra uma possível falta de fases no sistema onde conectadas as três fases do sistema a ser monitorado com amplitude de fase dentro dos limites selecionado o relé comutam os contatos para posição de trabalho. Quando ocorre uma queda de uma fase com relação às outras para um valor abaixo do valor limite do percentual ajustado ocorrerá a desenergização dos contatos de saída. Possui um ajuste de sensibilidade onde ajusta o percentual de quebra de uma fase em relação à outra geralmente de 70 a 90% podendo vim também com proteção do neutro onde é monitorada a tensão do neutro que deverá este estar conectado ao relé falta de fase quando este valor ultrapassar 20V ocorrerá a desenergização do circuito.
15. Relé de Proteção Seqüência de Fase (RPW-SF) WEG
O Relé Seqüência de Fase destina-se a proteção de sistemas trifásicos contra uma possível inversão de fase. Conectando-se o relé a rede com a seqüência das fases ligada corretamente, o relé de saída comuta os contatos para a posição de trabalho quando ocorre à inversão da seqüência das fases ocorrerá a desenergização dos contatos interrompendo sistema.
16. Relé Supervisor Trifásico (RST) TRON
Energizando-se as fases L1, L2 e L3 com amplitude das fases dentro dos limites de tensão selecionados na escala com simetria dentro da faixa e com a seqüência de fase correta, o relé comuta o seu contato liberando o possível comando. Ocorrendo alguma anomalia no sistema que acarreta em falta de fase, assimetria entre fases, seqüência incorreta das fases ou ainda houver sub ou sobre tensão o relé irá desligar o circuito. Veja a seguir as proteções integradas neste relé:
2. Relé de Pulso (RTW – PE)
Apos a energização do relé, os contatos de saída são comutados instantaneamente e permanecem acionados durante o período (T) ajustado no dial.
3. Relé Cíclico (RTW – CI)
Após a energização do relé, os contatos de saída são acionados e desacionados ciclicamente. Há um dial que determina o tempo (TON) em que os contatos permanecem acionados, enquanto outro dial determina o tempo (TOFF) que em que os contatos permanecem desacionados.
4. Relé Estrela – Triângulo (RTW – ET)
Após a energização do relé os contatos de saída estrela comutam instantaneamente, permanecendo acionados durante o período (T) ajustado no dial. Após o tempo (TM) de 100ms os terminais triângulo serão então selecionados e permanecem nesse estado ate que seja desalimentado.
18. BOTOEIRAS E CHAVES DE COMANDO
As botoeiras, chaves fim de curso, botões de emergência, comutadores, são Elementos de comando, e são utilizados no ligamento e desligamento de circuitos elétricos, suas características, especificações técnicas e cores ajudaram a identificação de processos. Possui contatos NA e NF que se invertem ao acionar manualmente e retornam a posição de repouso através de molas.
Botão duplo botoeira tipo soco
Os blocos também possuem contatos NA e contatos NF como no exemplo abaixo.
Contato NF (1-3) contato NA (3-4)
Quadro de cores de botões
Cada cor de botão indica um tipo de atividade, conforme descrito por norma, sendo que cada empresa pode criar seu próprio padrão. O mais comum é utilizar vermelho para as funções Emergência e/ou desliga e verde e preto para ligar.
20. CONTATORES
O Contator é Chave de operação não manual, eletromagnética, que tem uma única posição de repouso e é capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, inclusive sobrecargas no funcionamento. È acionado por um campo magnético que é produzido através da bobina, atraindo a parte móvel dos contatos, fazendo assim a movimentação dos contatos principais e auxiliares. Para este sistema de acionamento, existem os anéis de curto-circuito, que se situam sobre o núcleo fixo do contator e evitam o ruído devido à passagem da corrente alternada por zero. Um entreferro reduz a remanência após a interrupção da tensão de comando e evita o “colamento” do núcleo. Após a desenergização da bobina de acionamento, o retorno dos contatos principais (bem como dos auxiliares) para a posição original de repouso, é garantido através de molas (de compressão).
Os principais elementos construtivos de um contator são: Contatos Principais e Auxiliares; Núcleo; Bobina; Molas; Carcaça.
Contatos Principais
São contatos destinados ao seccionamento da corrente do circuito de força. Os contatos principais ou de força, são dimensionados com o objetivo principal de estabelecer e interromper correntes de motores, podendo ainda, acionar cargas resistivas, capacitivas e outras.
Contatos Auxiliares
São dimensionados para a comutação de circuitos auxiliares para comando, sinalização e inter-travamento elétrico, entre outras aplicações. O formato dos contatos auxiliares está de acordo com a função: normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF), podendo ser ainda adiantados ou retardados, dependendo da linha e modelo do contator utilizado.
Quanto ao Número de Função os números 1 e 2 são próprios de contatos normalmente fechados e 3 e 4 próprios de contatos normalmente abertos.
Terminais de contatos auxiliares : Os terminais dos circuitos auxiliares devem ser marcados ou identificados nos diagramas, através de figura com dois números, a saber: A unidade representa a função do contato; A dezena representa a seqüência de numeração.
Exemplo:
Como o valor das tensões induzidas no rotor no caso de rotor bobinado dependem da relação de espiras entre o rotor e o estator, o estator pode ser considerado como o primário de um transformador e o rotor como seu secundario.
O Universo Tecnológico em Motores Elétricos
-Motor Síncrono
Os motores síncronos são motores de velocidade constante e proporcional com a freqüência da rede. Os pólos do rotor seguem o campo girante imposto ao estator pela rede de alimentação trifásica. Assim, a velocidade do motor é a mesma do campo girante. Este tipo de motor tem a sua aplicação restrita a acionamentos especiais, que requerem velocidades invariáveis em função da carga (até o limite máximo de torque do motor). A sua utilização com conversores de freqüência pode ser recomendada quando se necessita uma variação de velocidade aliada a uma precisão de velocidade mais apurada. A rotação do eixo do motor (rotação síncrona) é expressa por:
Onde: ns = Rotação síncrona (rpm); f = Freqüência (Hz); 2p = Número de pólos
Note que o número de pólos do motor terá que ser sempre par, para formar os pares de pólos e que quanto maior o numero de pólos menor a rotação. Para as freqüências e “polaridades” usuais, as velocidades síncronas são:
( ) 2
120 rpm p
f ns
-Motor Assíncrono
Os motores assíncronos ou de indução, por serem robustos e mais baratos, são os motores mais largamente empregados na indústria. Nestes motores, o campo girante tem a velocidade síncrona, como nas máquinas síncronas. Teoricamente, para o motor girando em vazio e sem perdas, o rotor teria também a velocidade síncrona. Entretanto ao ser aplicado o conjugado externo ao motor, o seu rotor diminuirá a velocidade na justa proporção necessária para que a corrente induzida pela diferença de rotação entre o campo girante (síncrono) e o rotor, passe a produzir um conjugado eletromagnético igual e oposto ao conjugado externamente aplicado. Este tipo de máquina possui várias características próprias, que são definidas e demonstradas em uma larga gama de obras dedicadas exclusivamente a este assunto. A rotação do eixo do motor é expressa por:
Onde: ns = Rotação síncrona (rpm);
f = Freqüência (Hz); 2p = Número de pólos; S = Escorregamento
Basicamente os motores assíncronos se subdividem em dois tipos principais, os quais são eles:
-Rotor de Gaiola
Os motores deste tipo também são comumente chamados de motores de GAIOLA DE ESQUILO, pois seu enrolamento rotórico tem a característica de ser curto-circuitado, assemelhando-se a tal, como mostrado na figura a seguir:
S p
f ns 1 2
120
Para que isto possa ocorrer, a maioria dos acionamentos CC são realimentados, isto é, possuem no motor CC um taco gerador acoplado ao seu eixo que fornece informação da velocidade do motor com o intuito de melhorar a sua regulação de velocidade. Outra característica destes motores é que possui em sua maioria ventilação independente e classe de isolamento melhorada (classe F), para que permitam a sua operação em velocidades reduzidas sem problemas de sobre- aquecimento e redução de sua vida útil. Os motores de corrente contínua permitem também a operação com rotações além da rotação nominal, utilizando-se o que se caracteriza por "ENFRAQUECIMENTO DE CAMPO", que é o aumento da rotação através da redução do fluxo magnetizante e conseqüente redução de torque, conforme descrito na região II da figura a seguir
Característica do conjugado x rotação do motor CC
Motor Trifásico de Múltiplas Velocidades
Este tipo de motor proporciona velocidades diferentes em um mesmo eixo. Na grande maioria, são para apenas um valor de tensão, pois as religações disponíveis geralmente permitem apenas a troca das velocidades. A potência e a corrente para cada rotação são diferentes. Existem basicamente dois tipos: motor de enrolamentos separados e motor tipo Dahlander.
Motor de enrolamentos separados
Baseado em que a rotação de um motor elétrico (rotor gaiola) depende do número de pólos magnéticos formados internamente em seu estator, este tipo de motor possui na mesma carcaça dois enrolamentos independentes e bobinados com números de pólos diferentes. Ao alimentar um ou outro, se terá duas rotações, uma chamada baixa e outra, alta. As rotações dependerão dos dados construtivos do motor, não havendo relação obrigatória entre baixa e alta velocidade. Exemplos: 6/4 pólos (1200 / rpm); 12/4 pólos (600/1800 rpm), etc.
Atenção : Ao alimentar uma das rotações, deve-se ter o cuidado de que a outra esteja completamente desligada, isolada e com o circuito aberto, pelos seguintes motivos:
- não há possibilidade de o motor girar em duas rotações simultaneamente;
- nos terminais não conectados à rede haverá tensão induzida gerada pela bobina que está conectada (neste sistema tem-se construído basicamente um transformador trifásico);
- caso circule corrente no enrolamento que não está sendo alimentado surgirá um campo magnético que interferirá com o campo do enrolamento alimentado;
- não é interessante que circule corrente no bobinado que não está sendo utilizado, tanto por questões técnicas como econômicas (consumo de energia). Essas são as razões pela quais os enrolamentos destes motores são fechados internamente em estrela (Y).
Motor Dahlander
É um motor com enrolamento especial que pode receber dois fechamentos diferentes, de forma a alterar a quantidade de pólos, proporcionando, assim, duas velocidades distintas, mas sempre com relação 1:2. Exemplos: 4/2 pólos (1800/3600 rpm); 8/4 (900/1800 rpm)
Motor de tripla velocidade
Um motor de três velocidades pode ser construído basicamente de duas formas: três enrolamentos separados ou um enrolamento comum com um Dahlander.
É de extrema importância que o enrolamento Dahlander possa ser aberto no segundo caso, pois, caso contrário, surgirão correntes induzidas quando for alimentado o enrolamento comum, que influenciarão no funcionamento do motor. Portanto, elas não podem existir. A razão para serem evitadas é que nesses motores tem-se exatamente o sistema de um transformador trifásico. Os motores com três enrolamentos preferencialmente são fechados em estrela para evitar os mesmos problemas. Caso necessite da ligação triângulo, é obrigatória a possibilidade de interrompê-la quando não estiver sendo alimentada.
Veremos adiante alguns conceitos básicos sobre algumas das medidas e características feitas em motores elétricos.
Conjugado
Conjugado, também chamado de torque ou binário, é a medida do esforço necessário para girar o eixo. Para medir o esforço necessário para fazer girar o eixo, não basta definir a força empregada, é preciso também dizer
