Treinamento WEG Módulo 1, Notas de estudo de Engenharia Têxtil

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WEG INDÚSTRIAS S.A.

CENTRO DE TREINAMENTO DE CLIENTES

MÓDULO 1

Comando e Proteção

WEG – Transformando Energia em Soluções^ tr_CTC-

_ “ Material sujeito a alterações sem prévio aviso!”_*

• 1 MANUAL DE MOTORES ELÉTRICOS ________________________________
  • 1.1 Histórico ________________________________________________________
  • 1.2 Noções Fundamentais ______________________________________________
    • 1.2.1 Motores Elétricos________________________________________________________
      • 1.2.1.1 Motor Síncrono ______________________________________________________
      • 1.2.1.2 Motor Assíncrono ____________________________________________________
      • 1.2.1.3 Motor CC___________________________________________________________
    • 1.2.2 Conceitos Básicos _______________________________________________________
      • 1.2.2.1 Conjugado__________________________________________________________
      • 1.2.2.2 Energia e Potência Mecânica ____________________________________________
      • 1.2.2.3 Energia e Potência Elétrica______________________________________________
      • 1.2.2.4 Velocidade Nominal __________________________________________________
      • 1.2.2.5 Corrente Nominal ____________________________________________________
      • 1.2.2.6 Potência Aparente, Ativa e Reativa _______________________________________
      • 1.2.2.7 Potência Equivalente __________________________________________________
      • 1.2.2.8 Triângulo de Potência _________________________________________________
      • 1.2.2.9 Fator de Potência _____________________________________________________
      • 1.2.2.10 Rendimento ________________________________________________________
      • 1.2.2.11 Relação entre Unidades de Potência ______________________________________
      • 1.2.2.12 Relação entre Conjugado e Potência______________________________________
      • 1.2.2.13 Sistemas de Corrente Alternada Monofásica _______________________________
    • 1.2.3 Sistemas de Corrente Alternada Trifásica ______________________________________
      • 1.2.3.1 Ligação Triângulo ____________________________________________________
      • 1.2.3.2 Ligação Estrela ______________________________________________________
    • 1.2.4 Motor de Indução Trifásico ________________________________________________
      • 1.2.4.1 Princípio de Funcionamento_____________________________________________
      • 1.2.4.2 Velocidade Síncrona (nS) _______________________________________________
      • 1.2.4.3 Escorregamento (s) ___________________________________________________
      • 1.2.4.4 Equacionamento _____________________________________________________
    • 1.2.5 Definições de Termos Técnicos Usuais _______________________________________
  • 1.3 Características da Rede _____________________________________________
    • 1.3.1 O Sistema______________________________________________________________
      • 1.3.1.1 Trifásico ___________________________________________________________
      • 1.3.1.2 Monofásico _________________________________________________________
    • 1.3.2 Tensão Nominal_________________________________________________________
      • 1.3.2.1 Tensão da Rede de Alimentação em Função da Potência do Motor________________
      • 1.3.2.2 Tensão Nominal Múltipla_______________________________________________
      • 1.3.2.3 Tensões de Ligações Normais ___________________________________________
    • 1.3.3 Frequência Nominal (Hz) __________________________________________________
      • 1.3.3.1 Tolerância de Variação de tensão e Frequência ______________________________
      • 1.3.3.2 Ligação em Frequências Diferentes _______________________________________
    • 1.3.4 Limitação da Corrente de Partida de Motores Trifásicos___________________________
      • 1.3.4.1 Partida Com Chave Estrela-Triângulo (Y-∆)_________________________________
      • 1.3.4.2 Partida Com Chave Compensadora (auto-transformador) _______________________
      • 1.3.4.3 Comparação Entre Chaves “Y-∆” e Compensadora “Automática” ________________
      • 1.3.4.4 Partida Com Chave Série-Paralelo ________________________________________
      • 1.3.4.5 Partida Com Reostato para Motores de Anéis _______________________________
      • 1.3.4.6 Partidas Eletrônicas ___________________________________________________
    • 1.3.5 Sentido de Rotação de Motores de Indução Trifásicos ____________________________
  • 1.4 Características de Aceleração ________________________________________
    • 1.4.1 Conjugados ____________________________________________________________
      • 1.4.1.1 Curva de Conjugado x Velocidade ________________________________________
      • 1.4.1.2 Categorias – Valores Mínimos Normalizados________________________________
      • 1.4.1.3 Características dos Motores WEG ________________________________________
    • 1.4.2 Inércia da Carga_________________________________________________________
    • 1.4.3 Tempo de Aceleração_____________________________________________________
    • 1.4.4 Regime de Partida _______________________________________________________
    • 1.4.5 Corrente de Rotor Bloqueado_______________________________________________
      • 1.4.5.1 Valores Máximos Normalizados _________________________________________
      • 1.4.5.2 Indicação da Corrente _________________________________________________
• 1.5 Regulação de Velocidade de Motores Assíncronos de Indução _______________ - 1.5.1 Introdução _____________________________________________________________ - 1.5.2 Variação de Números de Pólos______________________________________________ - 1.5.2.1 Motores de Duas Velocidades em Enrolamentos Separados _____________________ - 1.5.2.2 Motores de Duas Velocidades com Enrolamentos por comutação de Pólos__________ - 1.5.2.3 Motores Com Mais de Duas Velocidades ___________________________________ - 1.5.3 Variação do Escorregamento _______________________________________________ - 1.5.3.1 Variação da Resistência Rotórica _________________________________________ - 1.5.3.2 Variação da Tensão do Estator___________________________________________ - 1.5.4 Variação da Freqüência ___________________________________________________ - Conversores de Frequência ______________________________________________ 1.5.4.1Considerações Sobre a Aplicação de Motores com Controle de Velocidade Através de
  • 1.6 Característica em Regime ___________________________________________
    • 1.6.1 Elevação de Temperatura, Classe de Isolamento_________________________________
      • 1.6.1.1 Aquecimento do Enrolamento ___________________________________________
      • 1.6.1.2 Vida Útil do Motor ___________________________________________________
      • 1.6.1.3 Classes de Isolamento _________________________________________________
      • 1.6.1.4 Medida de Elevação de Temperatura do Enrolamento _________________________
      • 1.6.1.5 Aplicação a Motores Elétricos ___________________________________________
    • 1.6.2 Proteção Térmica de Motores Elétricos _______________________________________
      • 1.6.2.1 Termo-Resistência (PT-100) ____________________________________________
      • 1.6.2.2 Termistores (PTC e NTC) ______________________________________________
      • 1.6.2.3 Termostatos_________________________________________________________
      • 1.6.2.4 Protetores Térmicos___________________________________________________
      • 1.6.2.5 Proteção de motores de alta tensão weg ____________________________________
    • 1.6.3 Regime de Serviço _______________________________________________________
      • 1.6.3.1 Regimes de Serviços Padronizados _______________________________________
      • 1.6.3.2 Designação do Regime Tipo ____________________________________________
      • 1.6.3.3 Potência Nominal_____________________________________________________
    • 1.6.4 Fator de Serviço (FS) _____________________________________________________
  • 1.7 Características do Ambiente _________________________________________
    • 1.7.1 Altitude _______________________________________________________________
    • 1.7.2 Temperatura Ambiente____________________________________________________ - _____________________________________________________________________ 1.7.3 Determinação da Potência Útil do Motor nas Diversas Condições de Temperatura e Altitude
    • 1.7.4 Atmosfera Ambiente _____________________________________________________
      • 1.7.4.1 Ambientes Agressivos _________________________________________________
      • 1.7.4.2 Ambientes Contendo Poeiras ou Fibras ___________________________________
      • 1.7.4.3 Locais em Que a Ventilação do Motor é Prejudicada _________________________
    • 1.7.5 Graus de Proteção ______________________________________________________
      • 1.7.5.1 Código de Identificação _______________________________________________
      • 1.7.5.2 Tipos Usuais de Proteção______________________________________________
      • 1.7.5.3 Motores a Prova de Intempéries _________________________________________
    • 1.7.6 Ventilação ____________________________________________________________
      • 1.7.6.1 Sistema de Refrigeração_______________________________________________
    • 1.7.7 Resistência de Aquecimento_______________________________________________
    • 1.7.8 Limite de Ruídos _______________________________________________________
  • 1.8 Ambientes Perigosos ______________________________________________
    • 1.8.1 Áreas de Risco_________________________________________________________
    • 1.8.2 Atmosfera Explosiva ____________________________________________________
    • 1.8.3 Classificação das Áreas de Risco ___________________________________________
      • 1.8.3.1 Classes e Grupos das Área de Risco______________________________________
    • 1.8.4 Classes de Temperatura __________________________________________________
    • 1.8.5 Equipamentos Para Áreas de Risco _________________________________________
    • 1.8.6 Equipamentos de Segurança Aumentada (Proteção Ex-e)________________________
    • 1.8.7 Equipamentos com Invólucros a Prova de Explosão (Proteção Ex-d) ________________
  • 1.9 Características Construtivas ________________________________________
    • 1.9.1 Dimensões ____________________________________________________________
    • 1.9.2 Formas Construtivas Normalizadas _________________________________________
    • 1.9.3 Motores com Flange_____________________________________________________
    • 1.9.4 Pintura _______________________________________________________________
    • 1.9.5 Vibração _____________________________________________________________
      • 1.9.5.1 Suspensão Livre_____________________________________________________
      • 1.9.5.2 Chaveta ___________________________________________________________
      • 1.9.5.3 Pontos de Medição __________________________________________________
    • 1.9.6 Balanceamento_________________________________________________________
      • 1.9.6.1 Definição__________________________________________________________
      • 1.9.6.2 Tipos de Balanceamento ______________________________________________
    • 1.9.7 Aterramento___________________________________________________________
      • 1.9.7.1 Finalidade do Aterramento_____________________________________________
      • 1.9.7.2 Bitolas Mínimas de Condutores de Aterramento_____________________________
    • 1.9.8 Elementos de Transmissão________________________________________________
      • 1.9.8.1 Esforços Axiais e Radiais ______________________________________________
      • 1.9.8.2 Cálculo da Força Radial em Acoplamento por Polias e Correias _________________
    • 1.9.9 Placa de Identificação____________________________________________________
      • 1.9.9.1 Motor de Alta Tensão (Linha WEG Máquinas Ltda.) _________________________
      • 1.9.9.2 Motor de Baixa Tensão (Linha WEG Motores Ltda.) _________________________
  • 1.10 Seleção e Aplicação dos Motores Elétricos Trifásicos ____________________
    • 1.10.1 Guia de Seleção do Tipo de Motor Para Diferentes Cargas ________________________
  • 1.11 Ensaios _______________________________________________________
    • 1.11.1 Ensaios de Rotina_______________________________________________________
    • 1.11.2 Ensaios de Tipo ________________________________________________________
    • 1.11.3 Ensaios Especiais _______________________________________________________
    • 1.11.4 Laboratório de Ensaios da WEG Máquinas para Motores de Alta Tensão _____________
• 2 Especificação de Motores Elétricos_____________________________________
  • 2.1 Potência Nominal_________________________________________________
  • 2.2 Conjugado Resistente da Carga______________________________________
    • 2.2.1 Conjugado Constante____________________________________________________
    • 2.2.2 Conjugado Linear_______________________________________________________
    • 2.2.3 Conjugado Quadrático ___________________________________________________
    • 2.2.4 Conjugado Hiperbólico __________________________________________________
    • 2.2.5 Conjugados Não Definidos _______________________________________________
  • 2.3 Conjugado Resistente Médio da Carga ________________________________
  • 2.4 Momento de Inércia da Carga_______________________________________
  • 2.5 Conjugado x Velocidade do Motor ___________________________________
    • 2.5.1 Conjugado Básico ______________________________________________________
    • 2.5.2 Conjugado Nominal ou de Plena Carga ______________________________________
    • 2.5.3 Conjugado Com Rotor Bloqueado __________________________________________
  • 2.5.4 Conjugado Mínimo _____________________________________________________
  • 2.5.5 Conjugado Máximo _____________________________________________________
  • 2.5.6 Fatores de Correção dos Conjugados em Função da Tensão _______________________
• 2.6 Conjugado Motor Médio ___________________________________________
• 2.7 Tempo de Rotor Bloqueado (trb) _____________________________________
  • 2.7.1 Tempo de Rotor Bloqueado em Relação a Classe Isolante ________________________
  • 2.7.2 Tempo de Aceleração____________________________________________________
  • 2.7.3 Potência Dinâmica ou de Aceleração ________________________________________
• 2.8 Especificação de Motores Para Ventiladores e Bombas ____________________
  • 2.8.1 Definições ____________________________________________________________
    • 2.8.1.1 Ventiladores _______________________________________________________
    • 2.8.1.2 Bombas ___________________________________________________________
  • 2.8.2 Critérios Para Selecionar o Motor que Irá Acionar a Carga ________________________
    • 2.8.2.1 Características da Rede de Alimentação___________________________________
    • 2.8.2.2 Características do Ambiente____________________________________________
    • 2.8.2.3 Características Construtivas ____________________________________________
    • 2.8.2.4 Características do Ventilador ___________________________________________
    • 2.8.2.5 Características da Bomba______________________________________________
  • 2.8.3 Determinação da Velocidade do Motor ______________________________________
  • 2.8.4 Potência Nominal ou de Serviço da Carga ____________________________________
    • 2.8.4.1 Conhecendo a vazão e a pressão total_____________________________________
    • 2.8.4.2 Conhecendo-se o Conjugado Nominal da Carga_____________________________
    • 2.8.4.3 Conhecendo-se a Vazão e a Altura Manométrica da Bomba ____________________
  • 2.8.5 Tempo de Aceleração____________________________________________________
  • 2.8.6 Exemplos_____________________________________________________________
    • 2.8.6.1 Ventilador _________________________________________________________
    • 2.8.6.2 Bombas ___________________________________________________________
• 2.9 Especificação de Motores Para Compressores___________________________
  • 2.9.1 Compressor ___________________________________________________________
    • 2.9.1.1 Definições _________________________________________________________
  • 2.9.2 Critérios Para Selecionar o Motor que Irá Acionar o Compressor ___________________
    • 2.9.2.1 Características da Rede de Alimentação___________________________________
    • 2.9.2.2 Características do Ambiente____________________________________________
    • 2.9.2.3 Características Construtivas ____________________________________________
    • 2.9.2.4 Características do Compressor__________________________________________
  • 2.9.3 Determinação da Velocidade do Motor ______________________________________
  • 2.9.4 Potência Nominal ou de Serviço do Motor ____________________________________
  • 2.9.5 Tempo de Aceleração____________________________________________________
  • 2.9.6 Exemplos_____________________________________________________________
• 2.10 Especificação de Motores Para Talhas ________________________________
  • 2.10.1 Talhas _______________________________________________________________
    • 2.10.1.1 Definições ________________________________________________________
  • 2.10.2 Critérios Para Selecionar o Motor que Irá Acionar a Talha ________________________
    • 2.10.2.1 Características da Rede de Alimentação __________________________________
    • 2.10.2.2 Características do Ambiente___________________________________________
    • 2.10.2.3 Características Construtivas ___________________________________________
    • 2.10.2.4 Características da Talha ______________________________________________
  • 2.10.3 Determinação da Velocidade do Motor ______________________________________
  • 2.10.4 Determinação do Conjugado Nominal Requerido Pela Talha (Ccn) __________________
  • 2.10.5 Potência Nominal ou de Serviço do Motor ____________________________________
  • 2.10.6 Regime de Trabalho do Motor _____________________________________________
  • 2.10.7 Categoria do Motor _____________________________________________________
  • 2.10.8 Tempo de Aceleração____________________________________________________
  • 2.10.9 Corrente Equivalente ____________________________________________________
    • 2.10.10 Roteiro de Especificação do Motor ________________________________________ - Corrente Máxima Admissível______________________________________________ 2.10.11 Roteiro de Especificação do Motor Quando Não se Conhece os Dados Para o Cálculo da
    • 2.10.12 Exemplo ____________________________________________________________
• 3 Manutenção de Motores Elétricos______________________________________
  • 3.1 Introdução______________________________________________________
  • 3.2 Instruções Básicas ________________________________________________
    • 3.2.1 Instruções Gerais _______________________________________________________
    • 3.2.2 Fornecimento__________________________________________________________
    • 3.2.3 Armazenagem _________________________________________________________
  • 3.3 Instalação ______________________________________________________
    • 3.3.1 Aspectos Mecânicos ____________________________________________________
      • 3.3.1.1 Fundações _________________________________________________________
      • 3.3.1.2 Tipos de Bases _____________________________________________________
      • 3.3.1.3 Alinhamento _______________________________________________________
      • 3.3.1.4 Acoplamento _______________________________________________________
    • 3.3.2 Aspectos Elétricos ______________________________________________________
      • 3.3.2.1 Sistemas de Alimentação ______________________________________________
    • 3.3.3 Entrada em Serviço _____________________________________________________
      • 3.3.3.1 Exame Preliminar ___________________________________________________
      • 3.3.3.2 Partida Inicial_______________________________________________________
      • 3.3.3.3 Funcionamento _____________________________________________________
      • 3.3.3.4 Desligamento_______________________________________________________
  • 3.4 Manutenção _____________________________________________________
    • 3.4.1 Limpeza ______________________________________________________________
    • 3.4.2 Lubrificação___________________________________________________________
      • 3.4.2.1 Intervalos de Lubrificação _____________________________________________
      • 3.4.2.2 Qualidade e Quantidade de Graxa _______________________________________
      • 3.4.2.3 Instruções para Lubrificação ___________________________________________
      • 3.4.2.4 Substituição de Rolamentos____________________________________________
    • 3.4.3 Recomendações Gerais __________________________________________________
  • 3.5 Falhas em Motores Elétricos _______________________________________
    • 3.5.1 Análise de Causas e Defeitos de Falhas em Motores Elétricos _____________________
  • 3.6 Danos em Enrolamentos de Motores Elétricos de Indução _________________
    • 3.6.1 Motores Trifásicos e Monofásicos___________________________________________
• 4 Análise dos Dispositivos Elétricos Utilizados em Baixa Tensão ______________
  • 4.1 Dispositivos de Seccionamento ______________________________________
  • 4.2 Dispositivos de Proteção ___________________________________________
• 5 Características e Especificação dos Componentes das Chaves de Partida WEG _
  • 5.1 Fusíveis ________________________________________________________
    • 5.1.1 Fusíveis de Força (D OU NH) _____________________________________________
      • 5.1.1.1 Classificação _______________________________________________________
      • 5.1.1.2 Curvas Tempoxcorrente de Fusíveis weg__________________________________
      • 5.1.1.3 Dimensionamento ___________________________________________________
      • 5.1.1.4 Exemplo de Cálculo: _________________________________________________
    • 5.1.2 Fusíveis de Comando____________________________________________________
      • 5.1.2.1 Dimensionamento ___________________________________________________
  • 5.2 Contatores______________________________________________________
    • 5.2.1 Definição (de norma): ___________________________________________________
  • 5.2.2 Contato Principal_______________________________________________________
  • 5.2.3 Contatos Auxiliares _____________________________________________________
  • 5.2.4 Sistema de Acionamento _________________________________________________
  • 5.2.5 Etiquetas e Identificação de Terminais _______________________________________
    • 5.2.5.1 Nomenclatura de Contatos em Contatores _________________________________
  • 5.2.6 Fases de uma Manobra___________________________________________________
    • 5.2.6.1 Processo de Ligação _________________________________________________
    • 5.2.6.2 Estado Fechado _____________________________________________________
    • 5.2.6.3 Processo de Desligamento _____________________________________________
    • 5.2.6.4 Estado Aberto ______________________________________________________
  • 5.2.7 Ensaios Realizados _____________________________________________________
  • 5.2.8 Posição de Montagem ___________________________________________________
• 5.3 Dimensionamento de Contatores de Força _____________________________
  • 5.3.1 Critérios de Escolha _____________________________________________________
  • 5.3.2 Comutação de Motores com Rotor de Gaiola __________________________________
    • 5.3.2.1 Escolha para Categoria de Emprego AC3 __________________________________
  • 5.3.3 Comutação de Cargas Resistivas – Categoria AC-1 _____________________________
  • 5.3.4 Chaveamento de Capacitores – Categoria AC-6b _______________________________
  • 5.3.5 Comutação de Lâmpadas _________________________________________________
    • 5.3.5.1 Lâmpadas Incandescentes _____________________________________________
    • 5.3.5.2 Lâmpadas Fluorescentes ______________________________________________
    • 5.3.5.3 Lâmpadas de Vapor de Mercúrio de Alta Pressão ___________________________
    • 5.3.5.4 Lâmpadas de Vapor Metálico de Halogênio ________________________________
    • 5.3.5.5 Lâmpadas Mistas____________________________________________________
    • 5.3.5.6 Lâmpadas de Vapor de Sódio de Alta e Baixa Pressão ________________________
  • 5.3.6 Comutação de Corrente Contínua___________________________________________
  • 5.3.7 Comu tação em Aplicações Especiais ________________________________________
    • 5.3.7.1 Comutação de transformadores a vazio (sem carga no secundário): ______________
    • 5.3.7.2 Comutação de Transformadores em Máquinas de Solda: ______________________
  • 5.3.8 Acessórios____________________________________________________________
• 5.4 Protetores Térmicos (sondas térmicas) para Motores Elétricos _____________
  • 5.4.1 Termostatos: __________________________________________________________
  • 5.4.2 Termistores – PTC______________________________________________________
  • 5.4.3 TermoresistênciaS – PT100 _______________________________________________
  • 5.4.4 Protetores Bimetálicos de Disco: ___________________________________________
• 5.5 Relés de Sobrecarga ______________________________________________
  • 5.5.1 Definição e Função _____________________________________________________
  • 5.5.2 Construção e Operação __________________________________________________
    • 5.5.2.1 Dispositivo Mecânico Sensível Contra Falta de Fase _________________________
    • 5.5.2.2 Proteção com Relés + TC’s ____________________________________________
    • 5.5.2.3 Curva Característica de Desarme (conforme IEC 947) ________________________
  • 5.5.3 Condições de Serviço____________________________________________________
    • 5.5.3.1 Temperatura Ambiente _______________________________________________
    • 5.5.3.2 Compensação de Temperatura __________________________________________
    • 5.5.3.3 Posição de Montagem ________________________________________________
  • 5.5.4 Características de Operação _______________________________________________
    • 5.5.4.1 Corrente Nominal do Motor____________________________________________
    • 5.5.4.2 Características da Rede _______________________________________________
    • 5.5.4.3 Número de Manobras ________________________________________________
    • 5.5.4.4 Instalação de Relés Tripolares para Serviço Mono e Bifásico ___________________
  • 5.5.5 Relés de Sobrecarga WEG ________________________________________________
    • 5.5.5.1 CaracterísticasDos Relés WEG: _________________________________________
    • 5.5.5.2 Terminais:_________________________________________________________
    • 5.5.5.3 Tecla Multifunção ___________________________________________________
    • 5.5.5.4 Tecla Multifunção ___________________________________________________
• 5.6 Relés de Tempo __________________________________________________ - 5.6.1.1 Relés de Tempo com Retardo na Energização (RTW...E) ______________________ - 5.6.1.2 Relé de Tempo Estrela-Triângulo (RTW..Y-∆)______________________________
  • 5.6.2 Relé de Sequência de Fase (RSW) __________________________________________
  • 5.6.3 Relé de Proteção PTC (RPW-PTC)__________________________________________
  • 5.6.4 Relé Falta de Fase ______________________________________________________
    • 5.6.4.1 Com Neutro na Instalação _____________________________________________
    • 5.6.4.2 Sem Neutro na Instalação _____________________________________________
  • 5.6.5 Relé de Mínima e Máxima Tensão __________________________________________
  • 5.6.6 Controladores de Nível___________________________________________________
    • 5.6.6.1 Controladores de Nível Mecânicos (“Chaves Bóia”)__________________________
    • 5.6.6.2 Controladores de Nível Eletrônicos ______________________________________
  • 5.6.7 Considerações Importantes Sobre Relés Eletrônicos_____________________________
• 5.7 Transformadores_________________________________________________
  • 5.7.1 Transformador de Comando_______________________________________________
    • 5.7.1.1 Formas de Instalação _________________________________________________
    • 5.7.1.2 Dimensionamento ___________________________________________________
  • 5.7.2 Auto Transformadores de Partida ___________________________________________
    • 5.7.2.1 Dimensionamento ___________________________________________________
  • 5.7.3 Transformadores de Corrente (TC’s) ________________________________________
• 5.8 Disjuntor_______________________________________________________
  • 5.8.1 Funcionamento ________________________________________________________
  • 5.8.2 Capacidade de Interrupção ________________________________________________
  • 5.8.3 Categoria de Utilização para Disjuntores _____________________________________
  • 5.8.4 Classificação dos Disjuntores______________________________________________ - standard, limitadores e seletivos._________________________________________ 5.8.4.1Sob o ângulo de funcionamento, podemos classificá-los em três classes denominadas
    • 5.8.4.2 Pode-se classificar os disjuntores, também, sob o ponto de vista de aplicação em: ___
  • 5.8.5 Disparadores em Disjuntores ______________________________________________
  • 5.8.6 Vida Útil e Freqüência de Manobra _________________________________________
  • 5.8.7 Contatos Auxiliares _____________________________________________________
  • 5.8.8 Tipos de Disjuntores ____________________________________________________
    • 5.8.8.1 Disjuntores Ligados Diretamente à Carga__________________________________
    • 5.8.8.2 Disjuntores de Distribuição ____________________________________________
    • 5.8.8.3 Disjuntores de Acoplamento ___________________________________________
• 5.9 Seletividade entre Dispositivos de Proteção em Baixa Tensão _______________
  • 5.9.1 Fusíveis Ligados em série com fusíveis ______________________________________
  • 5.9.2 Fusíveis Ligados em Série com Disjuntores ___________________________________
  • 5.9.3 Disjuntor em Série com Fusível ____________________________________________
• 5.10 Análise e Determinação do Nível de Curto-Cicuito ______________________
  • 5.10.1 Introdução ____________________________________________________________
  • 5.10.2 Análise do Curto-Circuito Trifásico “Tripolar” _________________________________
  • 5.10.3 Valores médios de impedância e resistência de transformadores ____________________
  • 5.10.4 Cálculo de Curto-Circuito pelo Método Simplificado ____________________________
  • 5.10.5 Determinação das Resistências Adicionais do Sistema ___________________________
  • 5.10.6 Grandezas para a Especificação ____________________________________________
    • 5.10.6.1 Corrente Nominal___________________________________________________
    • 5.10.6.2 Tensão Nominal____________________________________________________
    • 5.10.6.3 Valor eficaz da Corrente de Curto-Circuito Ik______________________________
• 5.11 Exercício de aplicação de dimensionamento de nível de curto-circuito _______
• 5.12 Linha de Disjuntores em Caixa Moldada WEG_________________________
  • 5.12.1 Características:_________________________________________________________
  • 5.12.2 Etiqueta de Identificação _________________________________________________
  • 5.12.3 Dados complementares para a seleção de disjuntores ____________________________
  • 5.12.4 Funções adicionais da linha WEG___________________________________________
  • 5.12.5 Acessórios____________________________________________________________
  • 5.12.6 Disjuntores Para a Proteção de Circuitos de Motores (DW-M) _____________________
  • 5.12.7 Disjuntores Para a Proteção de Geradores (DW-G) ______________________________
  • 5.12.8 Chave de Transferência Motorizada - CTM ___________________________________
  • 5.12.9 Interruptores - IW ______________________________________________________
• 5.13 Exemplo de Seleção ______________________________________________
  • 5.13.1 Nível de Curto-Circuito da Instalação________________________________________
• 5.14 Disjuntor-Motor DMW-25 ________________________________________ - 5.14.1.1 Dados Técnicos ____________________________________________________ - 5.14.1.2 Característica de Disparo (curva média) __________________________________ - 5.14.1.3 Posição de Montagem _______________________________________________ - 5.14.1.4 Acessórios________________________________________________________ - 5.14.1.5 Diagrama de Ligação ________________________________________________
• 5.15 Comando e Sinalização ___________________________________________
  • 5.15.1 Montagem ____________________________________________________________
    • 5.15.1.1 Encaixe e Posicionamento ____________________________________________
    • 5.15.1.2 Montagem ________________________________________________________
    • 5.15.1.3 Segurança e Confiabilidade ___________________________________________
  • 5.15.2 Linha BW - φ22mm ____________________________________________________
• 5.16 Escolha do Tipo de Chave _________________________________________
  • 5.16.1 Partida Direta__________________________________________________________
  • 5.16.2 Partida Estrela-Triângulo _________________________________________________
    • 5.16.2.1 Seqüência Operacional (Com Relé de Tempo Estrela-Triângulo) _______________
  • 5.16.3 Partida Compensadora ___________________________________________________
  • 5.16.4 Partida Série-Paralelo ____________________________________________________
  • 5.16.5 Comparativo Estrela Triângulo x Compensadora _______________________________
  • 5.16.6 Escolha da Chave em Função do Motor e da Rede ______________________________
• 5.17 Dimensionamento dos Componentes Básicos da Chave ___________________
  • 5.17.1 Chave de Partida Direta __________________________________________________
    • 5.17.1.1 Corrente no Trecho _________________________________________________
    • 5.17.1.2 Roteiro de Cálculo __________________________________________________
    • 5.17.1.3 Diagrama Padrão WEG ______________________________________________
• 5.18 Chave de Partida Estrela-Triângulo _________________________________
  • 5.18.1Correntes nos Trechos ___________________________________________________
  • 5.18.2 Roteiro de Cálculo ______________________________________________________
  • 5.18.3 Diagrama Padrão WEG __________________________________________________
• 5.19 Chave de Partida Compensadora ___________________________________
  • 5.19.1 Corrente nos Trechos____________________________________________________
  • 5.19.2 Roteiro de Cálculo ______________________________________________________
  • 5.19.3 Diagrama Padrão WEG __________________________________________________
• 5.20 Chave de Partida Estrela Série Paralela ______________________________
  • 5.20.1Corrente nos Trechos ____________________________________________________
  • 5.20.2 Roteiro de Cálculo ______________________________________________________
  • 5.20.3 Diagrama Padrão WEG __________________________________________________
• 5.21 Equipamentos Opcionais __________________________________________
• 5.22 Diagrama de Chaves Especiais _____________________________________
  • 5.22.1Reversão Direta ________________________________________________________
  • 5.22.2 Partida Direta com Frenagem ______________________________________________
    • 5.22.3 Comando por Botão Fim de Curso __________________________________________
    • 5.22.4 Comando por Pressostato _________________________________________________
    • 5.22.5 Proteção Térmica por Termistor____________________________________________
    • 5.22.6Motor de Duas Rotações com Dois Enrolamentos Separados ______________________
    • 5.22.7 Motor Dahlander _______________________________________________________
    • 5.22.8 Estrela-Triângulo com reversão ____________________________________________
    • 5.22.9 Partida Compensadora com Apenas um Auto Transformador ______________________
  • 5.23 Condição de Serviços de Chaves ____________________________________
    • 5.23.1 Queda de Tensão _______________________________________________________
      • 5.23.1.1 Circuitos Alimentadores de Motores Elétricos _____________________________
      • 5.23.1.2 Motores de Indução _________________________________________________
      • 5.23.1.3 Circuitos de Comando _______________________________________________
      • 5.23.1.4 Componentes de Comando____________________________________________
      • 5.23.1.5 Principais Causadores de Queda de Tensão _______________________________
    • 5.23.2 Limites de Temperatura __________________________________________________
    • 5.23.3 Limites de Altitude _____________________________________________________
    • 5.23.4 Posição de Montagem ___________________________________________________
    • 5.23.5 Vibrações_____________________________________________________________
    • 5.23.6 Graus de Proteção ______________________________________________________
    • 5.23.7 Distância Mínima Entre Componentes _______________________________________
  • 5.24 Instalação e Manutenção de Chaves _________________________________
    • 5.24.1 Transporte ____________________________________________________________
    • 5.24.2 Armazenagem e Longas Paradas de Chaves (ex: Irrigação)________________________
    • 5.24.3 Recomendações Para Primeira Partida de Motores ______________________________
    • 5.24.4 Aterramento___________________________________________________________
    • 5.24.5 Conexões Elétricas______________________________________________________
    • 5.24.6 Manutenção em Chaves de Partida __________________________________________
      • 5.24.6.1 Tipos de Manutenção________________________________________________
    • 5.24.7 Substituição de Fusíveis __________________________________________________
    • 5.24.8 Substituição de Contatos de Contatores ______________________________________
    • 5.24.9 Ajustes em Relés de Sobrecarga e de Tempo __________________________________
    • 5.24.10 Principais Defeitos e Suas Causas em Chaves de Partidas _______________________
  • 5.25 Soft – starter ___________________________________________________
    • 5.25.1 Introdução ____________________________________________________________
    • 5.25.2 Princípio de Funcionamento_______________________________________________
      • 5.25.2.1 Circuito de potência _________________________________________________
      • 5.25.2.2 Circuito de controle _________________________________________________
    • 5.25.3 Principais Características _________________________________________________
      • 5.25.3.1 Principais Funções__________________________________________________
      • 5.25.3.2 Proteções_________________________________________________________
      • 5.25.3.3 Acionamentos típicos _______________________________________________
    • 5.25.4 Principais aplicações para Soft-Starters ______________________________________
      • 5.25.4.1Bombas centrífugas _________________________________________________
      • 5.25.4.2 Compressores _____________________________________________________
      • 5.25.4.3 Ventiladores ______________________________________________________
      • 5.25.4.4 Misturadores ______________________________________________________
      • 5.25.4.5 Moinhos _________________________________________________________
      • 5.25.4.6 Transportadores ____________________________________________________
      • 5.25.4.7 Centrífugas _______________________________________________________
    • 5.25.5 Critérios para dimensionamento ____________________________________________
      • 5.25.5.1 Situação Ideal _____________________________________________________
      • 5.25.5.2 Situação Normal ___________________________________________________
    • 5.25.6 Considerações Importantes _______________________________________________
• 6 Correção do Fator de Potência ________________________________________
  • 6.1 Introdução______________________________________________________
  • 6.2 Legislação Atual _________________________________________________
  • 6.3 Fator de Potência_________________________________________________
    • 6.3.1 Conceitos Básicos ______________________________________________________
    • 6.3.2 ConseqUências e Causas de um Baixo Fator de Potência _________________________
      • 6.3.2.1 Perdas na Instalação _________________________________________________
      • 6.3.2.2 Quedas de Tensão ___________________________________________________
      • 6.3.2.3 Subutilização da Capacidade Instalada____________________________________
      • 6.3.2.4 Principais Conseqüências _____________________________________________
      • 6.3.2.5 Causas do Baixo Fator de Potência_______________________________________
    • 6.3.3 Onde Corrigir o Baixo Fator de Potência _____________________________________
    • 6.3.4 Vantagens da Correção do Fator de Potência __________________________________
      • 6.3.4.1 Melhoria da Tensão __________________________________________________
      • 6.3.4.2 Redução das Perdas __________________________________________________
      • 6.3.4.3 Vantagens da Empresa________________________________________________
      • 6.3.4.4 Vantagens da Concessionária ___________________________________________
  • 6.4 Correção do Fator de Potência em Baixa Tensão ________________________
    • 6.4.1 Tipos de Correção do Fator de Potência ______________________________________
      • 6.4.1.1 Correção na média tensão _____________________________________________
    • 6.4.2 Projeto da Correção do Fator de Potência _____________________________________
      • 6.4.2.1 Levantamento de Dados_______________________________________________
      • 6.4.2.2 Determinação da Potência Reativa Capacitiva ______________________________
      • 6.4.2.3 Dimensionamento da Potência Reativa Capacitiva para a Correção do Transformador
      • 6.4.2.4 Cálculo da Capacitância do Capacitor ____________________________________
      • 6.4.2.5 Cálculo da Corrente do Capacitor Para o Dimensionar os Contatores _____________
      • 6.4.2.6 Proteção Contra Curto-circuito__________________________________________
      • 6.4.2.7 Condutores ________________________________________________________
      • 6.4.2.8 Dimensionamento da Potência Reativa Capacitiva Para a Correção Localizada______
      • 6.4.2.9 Dimensionamento da Potência Reativa para Bancos Automáticos _______________
    • 6.4.3 Correção do Fator de Potência em Redes com Harmônicas ________________________
      • 6.4.3.1 Origem das Harmônicas_______________________________________________
      • 6.4.3.2 Classificação das Harmônicas __________________________________________
      • 6.4.3.3 Cargas não Lineares__________________________________________________
      • 6.4.3.4 Problemas Causados Pelas Harmônicas ___________________________________
      • 6.4.3.5 Fator de Potência com Harmônicas ______________________________________
  • 6.5 Cuidados na Aplicação de Capacitores ________________________________
    • 6.5.1 Interpretação dos principais parâmetros dos capacitores __________________________
  • 6.6 Cuidados na Instalação de Capacitores ________________________________
    • 6.6.1 Local da Instalação _____________________________________________________
    • 6.6.2 Localização dos Cabos de Comando_________________________________________
    • 6.6.3 Cuidados na Instalação Localizada __________________________________________
  • 6.7 Manutenção Preventiva____________________________________________
    • 6.7.1 Periodicidade e Critérios Para a Inspeção_____________________________________
  • 6.8 Principais Conseqüências da Instalação Incorreta de Capacitores ___________
• Gerador) ___________________________________________________________ 6.9 Capacitores em Instalações Elétricas com Fonte de Alimentação Alternativa (Grupo
  • 6.10 Aplicação de Contatores para Manobra de Capacitores __________________
  • 6.11 Tabelas e Esquemas ______________________________________________
    • 6.11.1 Tabela do Fator Multiplicador _____________________________________________
    • 6.11.2 Tabela Para Correção de Motores___________________________________________
    • 6.11.3 Tabela para a Correção de Motores _________________________________________
• 6.11.4 Tabela Para Correção de Transformadores ____________________________________
• 6.11.5 Tabela de fios e cabos ___________________________________________________
• 6.11.6 Esquema de Correção Para Chaves de Partida Direta ____________________________
• 6.11.7 Esquema de Correção para Chave de Partida Estrela-Triângulo I ___________________
• 6.11.8 Esquema de Correção para Chave de Partida Estrela-Triângulo II ___________________
• 6.11.9 Esquema de Correção para Chave de Partida Compensadora ______________________
• 6.11.10 Esquema de Correção para Chave de Partida Série-Paralelo ______________________
• 6.11.11 Esquema de Correção para Chave de Partida Série Estrela-Triângulo _______________

1 MANUAL DE MOTORES ELÉTRICOS

1.1 HISTÓRICO

O ano de 1866 pode ser considerado, em termos práticos, como o ano de nascimento da

máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner Siemens inventou o primeiro

gerador de corrente contínua auto-induzido. Entretanto, deve-se mencionar que esta máquina

elétrica, que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de um processo de

estudos, pesquisas e invenções de muitos outros cientistas, durante quase três séculos.

Em 1600 o cientista inglês William Gilbert publicou, em Londres, a obra intitulada “De

Magnete”, descrevendo a força de atração magnética. O fenômeno da eletricidade estática já

havia sido observado pelo grego Tales, em 641 AC, ele verificou que ao atritar uma peça de

âmbar com pano esta adquiria a propriedade de atrair corpos leves, como pêlos, penas, cinzas,

etc.

A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663, pelo alemão Otto Guericke, e

aperfeiçoada em 1775 pelo suíço Martin Planta.

O físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes

elétricas, verificou ao acaso, em 1820, que a agulha magnética de uma bússola era desviada de

sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente

elétrica. Esta observação permitiu a Oersted reconhecer a íntima relação entre magnetismo e

eletricidade, dando assim o primeiro passo em direção ao desenvolvimento do motor elétrico.

O sapateiro inglês William Sturgeon - que, paralelamente à sua profissão, estudava

eletricidade nas horas de folga - baseando-se na descoberta de Oersted constatou, em 1825, que

um núcleo de ferro envolto por um fio condutor elétrico transformava-se em imã quando se

aplicava uma corrente elétrica, observando também que a força do imã cessava tão logo a

corrente fosse interrompida. Estava inventando o eletroímã, que seria de fundamental

importância na construção de máquinas elétricas girantes.

Mas as experiências com o magnetismo e a eletricidade não cessaram. Em 1832, o

cientista italiano S. Dal Negro construiu a primeira máquina de corrente alternada com

movimento de vaivém. Já no ano de 1833 o inglês W. Ritchie inventou o comutador, construindo

um pequeno motor elétrico onde o núcleo de ferro enrolado girava em torno de um imã

permanente. Para dar uma rotação completa, a polaridade do eletroímã era alternada a cada meia

volta através do comutador. A inversão da polaridade também foi demonstrada pelo mecânico

parisiense H. Pixii ao construir um gerador com um imã em forma de ferradura que girava diante

de duas bobinas fixas com um núcleo de ferro. A corrente alternada era transformada em

corrente contínua pulsante através de um comutador.

Grande sucesso obteve o motor elétrico desenvolvido pelo arquiteto e professor de física

Moritz Hermann Von Jacobi - que, em 1838, aplicou-o a uma lancha.

Somente em 1866 Siemens construiu um gerador sem a utilização de imã permanente,

provando que a tensão necessária para o magnetismo podia ser retirada do próprio enrolamento

do rotor, isto é, que a máquina podia auto-excitar-se. O primeiro dínamo de Werner Siemens

possuía uma potência de aproximadamente 30 watts e uma rotação de 1200rpm. A máquina de

Siemens não funcionava somente como gerador de eletricidade. Podia também operar como

motor, desde que se aplicasse aos seus bornes uma corrente contínua.

Em 1879, a firma Siemens & Halske apresentou, na feira industrial de Berlim, a

primeira locomotiva elétrica, com uma potência de 2kW.

1.2 NOÇÕES FUNDAMENTAIS

1.2.1 MOTORES ELÉTRICOS

O Universo Tecnológico em Motores Elétricos

1.2.1.1 MOTOR SÍNCRONO

Os motores síncronos são motores de velocidade constante e proporcional com a

frequência 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.

Basicamente, o motor síncrono é composto de um enrolamento estatórico trifásico, que

produz o que se designa de campo girante, e de um rotor bobinado (de pólos salientes ou de

pólos lisos) que é excitado por uma tensão CC. Esta tensão CC de excitação gera um campo

estacionário no rotor que interagindo com o campo girante produzido pelo enrolamento

estatórico, produz torque no eixo do motor com uma rotação igual ao próprio campo girante.

Figura 1.1 - Motor síncrono

O maior conjugado que o motor pode fornecer está limitado pela máxima potência que

pode ser cedida antes da perda de sincronismo, isto é, quando a velocidade do rotor se torna

diferente da velocidade do campo girante, ocasionando a parada do motor (tombamento). A

excitação determina também as porcentagens de potência ativa e reativa que o motor retira da

rede, para cada potência mecânica solicitada pela carga.

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 frequência 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:

p

f

nS

120 ×

Onde: nS = Rotação síncrona (rpm);

f = Frequência (Hz);

2p = Número de pólos.

1.2.1.2 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 conj ugado

eletromagnético igual e oposto ao conjugado externamente aplicado.

Graças a característica do ajuste da curva de conjugado x rotação em função do

aumento da resistência rotórica pela inclusão de resistores externos, são estes motores

largamente utilizados no acionamento de sistemas de elevada inércia e nos casos em que o

conjugado resistente em baixas rotações seja alto comparativamente ao conjugado nominal.

Por outro lado, para acionamentos com baixa inércia, estes motores podem apresentar

correntes de aceleração reduzidas.

Figura 1.3 – Motor assíncrono de rotor de anéis

1.2.1.3 MOTOR CC

As máquinas de corrente contínua, em função do seu princípio de funcionamento,

permitem variar a velocidade de zero até a velocidade nominal aliada com a possibilidade de se

ter conjugado constante. Esta característica é de fundamental importância, pois dessa forma

torna-se possível fazer o acionamento em várias aplicações que exigem ampla faixa de variação

de velocidade com uma ótima regulação e precisão de velocidade.

Sendo um sistema específico e direcionado a aplicações dedicadas, os motores de

corrente contínua são dimensionados de forma a ter as suas características definidas

especialmente ao acionamento, vindo com isto a acarretar em uma elevação dos custos de

produção e ser considerado como uma máquina diferenciada, onde na maior parte das situações é

produzida sob encomenda.

O sistema de acionamento por corrente contínua é ainda um sistema largamente

utilizado, pois em muitas aplicações é necessário que se tenha uma ótima precisão de velocidade

(até 0,01%), principalmente nas aplicações de sincronismo entre vários motores.

Para que isto possa ocorrer, a maioria dos acionamentos CC são realimentados, isto é,

possuem no motor CC um tacogerador 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 possuem em sua maioria ventilação

independente e classe de isolamento melhorada (classe F), para que permitam a sua operação em

velocidades reduzidas sem problemas de sobreaquecimento e redução de sua vida útil. A rotação

do motor de corrente contínua é expressa por:

( )

m

A A A

k

U R I

n

×Φ

− ×

Onde: UA = Tensão de armadura (Vcc);

IA = Corrente de armadura (Acc);

RA = Resistência de armadura;

k = Constante;

Φm = Fluxo magnetizante;

n = Rotação (rpm).

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:

Figura 1.4 - Característica do conjugado x rotação do motor CC

Figura 1.5 – Motor Corrente Contínua

1.2.2 CONCEITOS BÁSICOS

1.2.2.1 CONJUGADO

O 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 a que distância do eixo a força é aplicada. O esforço é

medido pelo conjugado, que é o produto da força pela distância.