comandos eletricos

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(Parte 1 de 2)

CONTATOR 1. Objetivo 2 2. Introdução Teórica 2 2.1. Contator 2 2.2. Contatos 3 2.3. Botoeira ou Botoeira – botão liga e desliga 3 2.4. Relé Bimetálico 4 3. Material Utilizado 5 4. Parte Prática 5 4.1. Diagrama Principal 5 4.2. Diagrama de Comando 6 4.3. Diagrama Multifilar 6 4.4. Diagrama Unifilar 7 4.5. Simbologia Elétrica 7 5. Conclusão 8 6. Questões 8

CARGA TRIFÁSICA EM ESTRELA E TRIÂNGULO 1. Objetivo 9 2. Introdução Teórica 9 3. Material Utilizado 9 4. Parte Prática 10 4.1. Carga Trifásica Triângulo 10 4.2. Carga Trifásica Estrela 10 4.3. Tabela 1 4.4. Triângulo 1 5. Conclusão 12 6. Questões 12

MOTOR MONOFÁSICO 1. Objetivo 13 2. Introdução Teórica 13 2.1. Esquema motor monofásico em 110 V 14 2.2. Esquema motor monofásico em 220 V 14 3. Material Utilizado 14 4. Parte Prática 15 4.1. Diagrama Principal 15 4.2. Diagrama de Comando 15 4.3. Diagrama de inversão do motor monofásico 16 5. Conclusão 18 6. Questões 18

LIGAÇÃO SUBSEQUENTE AUTOMÁTICA DE MOTORES 1. Objetivo 19 2. Introdução Teórica 19 3. Material Utilizado 20 4. Parte Prática 20 4.1. Diagrama Principal 20 4.2. Diagrama de Comando 20 4.3. Teste do Relé 21 5. Conclusão 21 6. Questões 21

INVERSÃO DO SENTIDO DE ROTAÇÃO 1. Objetivo 2 2. Introdução Teórica 2 3. Material Utilizado 2 4. Parte Prática 2 4.1. Diagrama Principal 2 4.2. Diagrama de Comando 23 5. Conclusão 23 6. Questões 23

LIGAÇÃO DE UM MOTOR TRIFÁSICO EM ESTRELA E TRIÂNGULO 1. Objetivo 24 2. Introdução Teórica 24 2.1. Partida de Motores com Chave Estrela-Triângulo 24 3. Material Utilizado 26 4. Parte Prática 27 4.1. Diagrama Principal 27 4.2. Diagrama de Comando 27 4.3. Diagrama de Comando 28 4.2. Diagrama: utilizando uma carga trifásica com lâmpadas 28 5. Conclusão 28 6. Questões 28

1. Objetivo 29 2. Introdução Teórica 29 2.1. Partida por Auto-transformador 29 3. Material Utilizado 30 4. Parte Prática 31 4.1. Diagrama Principal 31 4.2. Diagrama de Comando 31 5. Conclusão 31 6. Questões 31

COMANDO AUTOMÁTICO PARA DUAS VELOCIDADES (DAHLANDER) 1. Objetivo 32 2. Introdução Teórica 32 3. Material Utilizado 3 4. Parte Prática 3 4.1. Diagrama Principal 3 4.2. Diagrama de Comando 34

COMANDO AUTOMÁTICO PARA COMPENSADOR COM REVERSÃO 1. Objetivo 35 2. Introdução Teórica 35 3. Material Utilizado 35 4. Parte Prática 35 4.1. Diagrama Principal 35 4.2. Diagrama de Comando 36 5. Conclusão 36 6. Questões 36

COMANDO AUTOMÁTICO ESTRELA-TRIÂNGULO COM REVERSÃO 1. Objetivo 37 2. Introdução Teórica 37 3. Material Utilizado 37 4. Parte Prática 37 4.1. Diagrama Principal 37 4.2. Diagrama de Comando e Auxiliar 38 5. Conclusão 38 6. Questões 38

1. Objetivo 39 2. Introdução Teórica 39 3. Material Utilizado 39 4. Parte Prática 39 4.1. Diagrama Principal 39 4.2. Diagrama de Comando e Auxiliar 40 5. Conclusão 40 6. Questões 40

Hoje, com a atual tecnologia disponível para automação a nível industrial, o comando e o controle dos motores elétricos passaram a ser conhecimentos básicos indispensáveis para o uso dos CLPs. Estranhamente, esta área sempre apresentou falhas por não termos, no mercado, publicações que pudessem complementar os estudos iniciais daqueles que se interessassem pelo assunto. Com isso, esta apostila vem minimizar esta falha servindo assim de material importantíssimo para a introdução aos estudos de Comandos Elétricos de Motores. O professor José Antônio Alves Neto é um engenheiro que já tem vasta experiência em transmitir seus conhecimentos na área e por isso, reuniu aqui, toda a sua experiência prática e didática para que esse material pudesse ser utilizado por professores e alunos da área técnica em seus dias de trabalho. É muito gratificante saber que temos profissionais dedicados ao aprimoramento de outros profissionais para que possamos conquistar um maior nível de desenvolvimento tecnológico.

1. Objetivo

- Comandos através do contator; - Diagrama de Comando.

2. Introdução teórica 3. Contator

Contator é um dispositivo eletromagnético que liga e desliga o circuito do motor. Usado de preferência para comandos elétricos automáticos à distância. É constituído de uma bobina que quando alimenta cria um campo magnético no núcleo fixo que por sua vez atrai o núcleo móvel que fecha o circuito. Cessando alimentação da bobina, desaparece o campo magnético, provocando o retorno do núcleo através de molas, conforme figura 01.

4. Contatos

No contator temos os contatos principais e auxiliares. Os principais do contator são mais robustos e suportam maiores correntes que depende da carga que esse motor irá acionar, quanto maior a carga acionada, maior será a corrente nos contatos. (figura 02).

Os contatos auxiliares, utilizados para sinalização e comandos de vários motores, existem o contato NF (normalmente fechado) e NA (normalmente aberto). (figura 03).

5. Botoeira - botão liga e desliga

Fig. 04 6. Relé bimetálico

São construídos para proteção de motores contra sobrecarga, falta de fase e tensão. Seu funcionamento é baseado em dois elementos metálicos, que se dilatam diferentemente provocando modificações no comprimento e forma das lâminas quando aquecidas.

Colocação em funcionamento e indicações para operação:

1. Ajustar a escala à corrente nominal da carga. 2. Botão de destravação (azul): Antes de por o relé em funcionamento, premer o botão de destravação. O contato auxiliar é ajustado pela fábrica para religamento manual (com bloqueio contra religamento automático). Comutação para religamento automático: premer o botão de destravação e girá-lo no sentido anti-horário, até o encosto, da posição H (manual) para A (automático). 3. Botão "Desliga" (vermelho). O contato auxiliar abridor será aberto manualmente, se for apertado este botão. 4. Indicador Lig./Desl - (verde). Se o relé estiver ajustado para religamento manual, um indicador verde sobressairá da capa frontal se ocorrer o disparo (desligamento) do relé. Para religar o relé, premer o botão de destravação. Na posição "automático", não há indicação. 5. Terminal para bobina do contator, A2. 6. Dimensões em m. - com contato auxiliar 1F ou 1A;

- com contatos auxiliares 1F + 1A ou 2F + 2A;

- para fixação rápida sobre trilhos suporte conforme DINEN 50022;

- neste lado do relé, distância mínima de partes aterradas.

1. Material Utilizado 2. Parte Prática 3. Diagrama Principal

4. Diagrama de Comando 5. Diagrama Multifilar

6. Diagrama Unifilar

7. Simbologia Elétrica Denominação para os aparelhos nos esquemas elétricos:

b0 Botão de comando - desliga b1 Botão de comando - liga b2 – b22 Botão de comando - esquerda/direita K1 – K2 - K3 - K4 - K5 Contator principal d1 – d2 - d3 Contator auxiliar-relé de tempo relê aux. F1 – F2 - F3 Fusível principal F7 – F8 - F9 Relé bimetálico F21 - F22 Fusível para comando h1 Armação de sinalização - liga h2 Armação de sinalização direita/esquerda M1 Motor, trafo - principal M2 Auto - trafo R S T Circuito de medição-corrente alternada

CARGA TRIFÁSICA EM ESTRELA E TRIÂNGULO 1. Objetivo

- Sistema trifásico - Potência trifásico

2. Introdução Teórica:

Um sistema trifásico ( 3 ) é uma combinação de três sistemas monofásicos. O gerador ou alternador produz três tensões iguais, mas defasadas 120º com as demais. As três fases de um sistema 3 podem ser ligados de duas formas: em estrela (Y) ou triângulo (T). Uma carga equilibrada tem a mesma impedância em cada enrolamento. No sistema 3 equilibrado o fasor soma as tensões das linhas é zero e o fasor da soma das correntes das três linhas é zero. A corrente IN não será nula, quando as cargas não forem iguais entre si.

3. Material Utilizado

- 3 soquetes - 3 lâmpadas 150W - 220V

- 1 amperímetro AC - 0 - 5A

- 1 voltímetro AC - 0 - 250V

- caixa de ferramentas

4. Parte Prática: 5. Carga trifásica Triângulo VL = VF

PT = 3 . VF . IF . COS PT3 . VL . IL . COS VF = R . IF R = V²/P

6. Carga Trifásica Estrela

IL = IF PY = 3 . VF . IF . COS PY = 3 . VL . IL . COS VF = R . IF R = V2 / P

7. Tabela

VF
IL
IF

ESTRELA Y TRIÂNGULO T MED. CALC. MED. CALC. VL 220V 220V POTÊNCIA Y POTÊNCIA T

8. Triângulo

No sistema trifásico temos o triângulo de potência e determinamos a potência aparente, potência reativa e potência total real. P = 3 . VL . IL . COS S = 3 . VL . IL Q = 3 . VL . IL . SEN

P = potência total real W S = potência total aparente , VA Q = potência total reativa, VAR VL = tensão da linha VF = tensão de fase IL = corrente da linha IF = corrente da fase ângulo de fase da carga

( uma constante )

9. Esquema do Wattímetro Monofásico

10. Medir a potência trifásica do sistema, utilizando um wattímetro monofásico.

P total = Prs + Pst

MOTOR MONOFÁSICO 1. Objetivo Aplicação do motor monofásico. 2. Introdução Teórica

Devido ao baixo preço e a robustez de um motor de indução, sua aplicação faz necessário onde há uma rede elétrica trifásica, para produzir um campo magnético rotativo são motores de pequenas potência com ligação monofásica a dos fios. A partida é dada por meio de um enrolamento auxiliar ao qual é ligado um capacitor em série, que provoca um defasamento da corrente, fazendo o motor funcionar como bifásico. Um dispositivo centrífugo desliga o enrolamento auxiliar após ter atingido uma certa velocidade. A inversão do sentido de rotação do motor monofásico ocorre quando as ligações do enrolamento auxiliar são invertidas, trocando o terminal número 6 pelo número 5, conforme esquema.

3. Esquema Motor Monofásico em 110 volts 4. Esquema Motor Monofásico em 220 volts

5. Diagrama Principal 6. Diagrama de Comando

7. Diagrama de inversão do motor monofásico. 8. Diagrama Principal

9. Diagrama de comando 9. Diagrama de comando

1. Objetivo

Ligar o motor M1 e após um determinado tempo, acionar o motor M2 utilizando um relé temporizado.

2. Introdução Teórica

Na ligação subseqüente de motores, podemos acionar uma esteira, ponte rolante ou um sistema automático industrial, a fim de desenvolver um produto determinado. No caso de uma esteira o acionamento é dado por três motores M1, M2, M3. Se um dos motores é desligado por exemplo, devido a sobrecarga, todos motores à frente deste, no sentido de condução, serão desligados; é interrompido o fornecimento de carga à esteira, enquanto os motores montados anteriormente continuam a funcionar, transportando a carga até o descarregamento desta esteira.

3. Diagrama Principal 4. Diagrama de Comando

1. Objetivo Comando de um motor nos dois sentidos de rotação.

2. Introdução Teórica A reversão automática utilizada para motores acoplados à máquina que partem em vazio ou com carga, esta reversão pode-se dar dentro e fora do regime de partida. A sua finalidade dentro de determinados processos industriais tem-se necessidade da reversão do sentido de rotação dos motores para retrocesso do ciclo de operação, como o caso de esteira transportadora. Os contatos para o movimento a direita e para a esquerda, estão intertravados entre si, através de seus contatos auxiliares (abridores) evitando assim curto - circuitos.

3. Diagrama Principal

4. Diagrama de Comando

LIGAÇÃO DE UM MOTOR TRIFÁSICO EM ESTRELA E TRIÂNGULO 1. Objetivo Ligação em estrela e triângulo. 2. Introdução Teórica

Sempre que possível, a partida de um motor trifásico de gaiola, deverá ser direita, por meio de contatores. Deve ter-se em conta que para um determinado motor, as curvas de conjugados e corrente são fixas, independente da dificuldade da partida, para uma tensão constante. Nos casos em que a corrente de partida do motor é elevada podem ocorrer as seguintes conseqüências prejudiciais: a. elevada queda de tensão no sistema da alimentação da rede. Em função disto provoca a interferência em equipamentos instalados no sistema. b. o sistema de proteção (cabos, contatores) deverá ser superdimensionada ocasionando um custo elevado. c. a imposição das concessionárias de energia elétrica que limitam a queda da tensão da rede. Caso a partida direta não seja possível devido aos problemas citados acima, pode-se usar sistema de partida indireta para reduzir a corrente de partida. Em alguns casos ainda, pode-se necessitar de um conjugado de partida alto, com corrente de partida baixa, deve-se neste caso escolher um motor de anéis.

3. Partida de Motores com Estrela – Triângulo

É fundamental para a partida com a chave estrela - triângulo que o motor tenho a possibilidade de ligação em dupla tensão, ou seja, em 220 / 380V , em 380/660V ou 440/760V . Os motores deverão ter no mínimo 6 bornes de ligação. A partida estrela- triângulo poderá ser usada quando a curva de conjugados do motor é suficientemente elevada para poder garantir a aceleração da máquina com a corrente de partida na ligação - triângulo. Também a curva do conjugado é reduzida na mesma proporção. Por este motivo, sempre que for necessário uma partida estrela - triângulo, deverá ser usado um motor com curva de conjugado elevado. Os motores WEG, têm alto conjugado máximo de partida, sendo portanto ideais para a maioria dos caso, para uma partida estrela - triângulo. Antes de se decidir por uma partida estrela- triângulo, será necessário verificar se o conjugado de partida será suficiente para operar máquina. O conjugado resistente da carga não poderá ultrapassar o conjugado de partida do motor (veja figura 2.4), nem a corrente no instante da mudança para triângulos poderá ser de valor inaceitável. Existem casos onde este sistema de partida não pode ser usado, conforme demonstra a figura 2.5. Na figura 2.5. temos um alto conjugado resistente Cr. Se a partida for em estrela, o motor acelera a carga até a velocidade, ou aproximadamente até 85% da rotação nominal. Neste ponto, a chave deverá ser ligada em triângulo. Neste caso, a corrente, que era de aproximadamente a nominal, ou seja, 100%, salta repentinamente para 320%, o que não é nenhuma vantagem, uma vez que na partida era de somente 190%. Na figura 2.6. temos o motor com as mesmas características, porem o conjugado resistente CR é bem menor. Na ligação Y , o motor acelera a carga até 95% da rotação nominal. Quando a chave é ligada em , a corrente que era de aproximadamente 50%, sobe para 170%, ou seja, praticamente igual a da partida Y. Neste caso a ligação estrela - triângulo apresenta vantagem, porque se fosse ligado direto, absorveria da rede 600% da corrente nominal. A chave estrela - triângulo em geral só pode ser empregada em partidas da máquina em vazio, isto é, sem carga. Somente depois de ter atingido a rotação nominal, a carga poderá ser aplicada.

Esquematicamente, a ligação estrela - triângulo num meter para uma rede de 220V é feita de maneira indicada na figura acima notando-se que a tensão por fase, durante a partida é reduzida para 127V.

1. Diagrama Principal

2. Diagrama de Comando

3. Diagrama: utilizando uma carga trifásica com lâmpadas.

1. Objetivo - comando por chave compensadora. 2. Introdução Teórica 3. Partida por Auto – Transformador

Este modo de partida se aplica igualmente aos motores de forte potência, aos quais ele permite dar a partida com características mais favoráveis que obtidas com partida por resistência, isto devido ao fato de proporcionar um conjugado de partida mais elevado, com um pico de corrente mais fraco (reduzido). A partida se efetua geralmente em dois tempos:

1º tempo: Alimentação do motor sob tensão reduzida, por intermédio de um auto - transformador. Desprezando-se o valor da corrente magnetizante, o pico e o conjugado na partida são reduzidos, ambos proporcionalmente ao quadrado da relação de transformação (enquanto que, na partida por resistências, o pico de corrente só é reduzido na simples relação de redução da tensão). As chaves compensadoras (partida por auto - transformadores) são previstas para um pico de corrente e um conjugado na partida, representando 0,42 ou 0,64 dos valores em partida direta, conforme o tap de ligação do auto - transformador dor 65% ou 80%, respectivamente. O conjugado motor permite atingir assim um regime elevado.

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