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Comandos Elétricos: Principais fundamentos e Aplicações

AULA INAUGURAL

Oque são comandos

elétricos?

São processos eletroeletrônicos onde através de lógica de contatos é possível acionar máquinas elétricas e/ou sistemas de automação, residencial ou industrial.

Comandos Elétricos.

Operação Vermelho Condição anormal^ Indicação de que a máquina está paralisada por atuação de um dispositivo de proteção. Aviso para a paralisação da máquina devido a sobrecarga, por exemplo. Amarelo Atenção ou cuidado^ O valor de uma grandeza (corrente, temperatura) aproxima-se de seu valor limite. Verde Máquina pronta para operar Partida normal: Todos os dispositivos auxiliares funcionam e estão prontos para operar. A pressão hidráulica ou a tensão estão nos valores especificados. O ciclo de operação está concluído e a máquina está pronta para operar novamente. Branco (Incolor) Circuitos sob tensão em operação normal Circuitos sob tensão: Chave principal na posição LIGA. Máquinas em movimento. Escolha de velocidade ou do sentido de rotação. Acionamentos individuais e dispositivos auxiliares estão operando. Azul Todas as funções para as quais não se aplicam a cores acima.

A utilização de sinalizadores luminosos em comandos elétricos baseiam-se em aplicações específicas, estas aplicações são baseadas em cores que

representam cada situação. Observem abaixo na tabela a seguir, as cores que determinam um Utilização dos Sinalizadores luminosos e suas respectivas

aplicações:

Contatores – comandos elétricos

Em comandos elétricos contatores são dispositivos de manobra mecânica acionados eletromagneticamente, construídos para uma elevada frequência de

operação (manobras). De acordo com uma potência (carga).

Tipos de contatores

Basicamente, existem dois tipos de contatores:

 Contatores para motores (de potência);

 Contatores auxiliares.

Esses dois tipos de contatores são semelhantes. O que os diferencia são algumas características mecânicas e elétricas, assim, os contatores para motores

caracterizam-se por apresentar:

 Dois tipos de contatos com capacidade de carga diferentes Chamados principais e auxiliares;

 Maior robustez de construção;

 Possibilidade de receberem relés de proteção;

 Câmara de extinção de arco Voltaico;

 Variação de potência da bobina do eletroímã DE ACORDO COM O tipo do contator,

 Tamanho físico de acordo com uma potência um ser comandada;

 Possibilidade de ter uma bobina do secundário com eletroímã.

Veja a seguir a representação dos contatores de potência:

Os contatores auxiliares são usados para:

 Aumentar o número de contatos auxiliares dos contatores de motores,

 Comandar contatores de elevado consumo na bobina,

 Evitar repique,

 Para sinalização.

Esses contatores Apresentar caracterizam-se por:

 Tamanho físico variável conforme o número de contatos;

 Potência do eletroímã praticamente constante;

 Corrente nominal de carga máxima de 10 A para todos os contatos;

 Ausência de necessidade de relê de proteção e de câmara de extinção.

A seguir a representação do contator auxiliar:

CARACTERÍSTICAS DA PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS Prós Contra Conjugado Nominal na Partida Corrente de Partida pode chegar a 8 vezes a nominal Dispositivos de acionamentos mais robustos Custo elevado de mantenimento Diagrama de Potência Como podemos observar, o diagrama de potência da partida direta expressa o motor elétrico como sendo a carga que será acionada e o acionamento é realizado através do componente contator. Funcionamento do diagrama de potência A finalidade deste diagrama de potência de uma partida direta é acionar o motor elétrico trifásico disponibilizando a ele 100% da tensão de alimentação fornecida pelo sistema trifásico de alimentação. Para isto se faz necessário que seja acionado o contator K1 para que este disponibilize a alimentação ao motor elétrico trifásico, no entanto é importante observar que os fusíveis devem estar íntegros permitindo a circulação da corrente e o relé térmico também deverá estar em seu estado normal de trabalho (não acionado). Sendo assim teremos o seguinte diagrama de comando: Diagrama de Comando O diagrama de comando desta partida direta representa a lógica de contatos que será responsável por acionar os componentes que serão responsáveis por comandar as cargas presentes no diagrama de potência (neste caso o motor elétrico trifásico).

Funcionamento do diagrama de Comando

Estando os contatos NF do relé térmico (F7), botão de emergência e do botão desliga em condição de normal, ou seja, fechados, pressionando o botão Liga teremos a alimentação da bobina do contator K1 que por sua vez irá fechar seus contatos de potência acionando o motor elétrico trifásico e ira realizar o também o fechamento de seus contatos auxiliares, neste caso o contato de selo que tem o objetivo de manter a bobina do contator alimentada. Somente será realizada a desenergização da bobina caso seja pressionado o botão de emergência, o botão desliga ou o contato auxiliar do relé térmico seja acionado (esta ultima hipótese somente ocorrerá quando houver uma falha no motor em função de sobrecarga). Dimensionamento de Partida direta de Motores Trifásicos É muito provável que você conheça ou já escutou alguém falar sobre a Partida Direta de Motores Trifásicos, bom a este sistema de partida, como vimos anteriormente (acesse aqui o post da partida direta), se aplica à motores que possuam potência igual ou inferior a 10cv. Quando a partida direta é escolhida como chave de partida a ser utilizada, devemos atentarmos nos dispositivos de acionamentos que serão empregados, como por exemplo o contator, relé térmico e etc. Caso contrário poderemos ter a redução da vida útil destes componentes. Algumas “regras” deverão ser obedecidas para a escolha destes componentes no dimensionamento partida direta. Trataremos a seguir das principais características técnicas para podermos dimensionar uma partida de motor elétrico trifásico.

Fechamento Estrela

Dimensionamento partida direta Para tornar nosso aprendizado mais pático, iremos partir do pressuposto que possuímos um motor elétrico trifásico com as seguintes características: Motor elétrico trifásico de 30cv de potência, 4 polos e será energizado a uma rede de alimentação trifásica de 380Vac/60Hz. A corrente nominal informada pelo fabricante é de 44A e possui como fator de corrente de partida: Ip/In=8,0. Este trabalha em regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e desligamento em regime, por fim, possui tempo de partida de 5 segundos. OBS: A Categoria de emprego dos componentes será AC3, pois trata-se de aplicação de motor elétrico trifásico de indução e a interrupção se efetua com o motor em regime

Composição do circuito de potência:

Roteiro de cálculos

Dimensionamento do contator K Considerando que o contator, neste tipo de acionamento, conduzirá 100% da corrente do motor, temos que a corrente do contator deverá ser igual ou superior a corrente nominal do motor elétrico trifásico, veja a seguir:

Observe que o modelo de relé térmico escolhido é o RW67-2D (B) que, por sua vez, é compatível com o contator selecionado anteriormente (A). A corrente nominal do motor fornecida pelo fabricante é de 44A conforme mencionado no início do exercício, portanto, além de determinarmos o modelo do relé utilizado, devemos encontrar uma faixa de ajuste compatível a corrente nominal. Já que In=44A escolhemos a faixa de ajuste de 40 a 57 (C). Dimensionamento de Fusíveis Próximo de finalizarmos este artigo, iremos agora para o ultimo passo de nosso dimensionamento de partida direta. Serão necessário três situações para determinarmos os fusíveis de proteção, são eles:Antes de determinarmos o fusível devemos submeter o fusível escolhido em três situações distintas que implicará na proteção do circuito como um todo. 1ª Situação Antes de mais nada temos que reconhecer que, neste caso, o fusível terá como função, garantir a proteção do circuito de acionamento do motor e não a proteção do motor propriamente dita. Quando tratamos de proteção do motor através de fusível devemos nos atentar que, no momento da partida, o motor possui a corrente de partida elevada, podendo chegar a 8 vezes a corrente nominal, sendo assim teremos que utilizar os fusíveis de acionamento retardado para que estes não sejam acionados no momento da partida do motor. Em nosso exemplo o motor executa sua partida em 5 segundos, tempo este em que a corrente de partida terá seu valor acima da nominal, então determinaremos a corrente do fusível baseado nestas características bem como a corrente de partida do motor elétrico trifásico. Determinando a corrente de partida do motor Fórmula Logo teremos para nosso exemplo:  IP = CORRENTE DE PARTIDA  IP/IN = FATOR MULTIPLICATIVO QUE DETERMINA IP  IN = CORRENTE NOMINAL Ip = 8 x 44 Ip = 352A A corrente elétrica no momento da partida do motor será de 352A aproximadamente. Conhecendo a corrente de partida e o tempo que o motor leva para chegar em seu valor nominal de rotação podemos determinar o valor de fusível a ser aplicado. veja na ilustração abaixo estas informações aplicadas ao gráfico do fabricante do fusível: Observe que o fusível escolhido foi o de 63A Retardado

2ª Situação A corrente do fusível dever ter valor superior a 20% da corrente nominal do motor elétrico a qual será aplicado. Logo, teremos a seguinte fórmula: Fórmula Logo teremos para nosso exemplo: If ≥ ,2 x In  IP = CORRENTE DE PARTIDA  IP/IN = FATOR MULTIPLICATIVO QUE DETERMINA IP  IN = CORRENTE NOMINAL

A CORRENTE ELÉTRICA QUE REPRESENTA A CORRENTE

NOMINAL DO MOTOR ACRESCIDA DE 20% É 52,8A

APROXIMADAMENTE

Portanto teremos o seguinte valor de corrente: A corrente calculada de 52,8A é inferior a corrente determinada na 1° situação, portanto o fusível escolhido de 63A através do gráfico atende a necessidade desta segunda situação de escolha do fusível.