Dispositivos de Proteção e Manobra para Comandos Elétricos

Dispositivos de Proteção e Manobra para Comandos Elétricos

(Parte 4 de 6)

• Tipos de fixação:

DCBBBarra – Barra
DCTBTubo – Barra

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Bitolas: 40 a 750 MCM

Os fusíveis para proteção de cabos são limitadores de corrente para proteção de cabos em instalações externas ou subterrâneas.

2.2.14 Fusíveis do Tipo DCF 9 (FORM 101) - FORM 101: Principais características:

• Padrão: NEMA (americano); • Ação: Ultra-rápido;

• Interrupção: 200 kA

Para proteção de soft-starters, inversores de freqüência, relés de estado sólido, chaves estáticas, retificadores e semicondutores em geral ou qualquer outro tipo de aplicação que exija um baixo i2t.

2.2.15 Dimensionamento de Fusíveis:

A escolha do fusível é feita considerando-se a corrente nominal do circuito a ser protegido e a tensão nominal da rede. Os circuitos elétricos são dimensionados para uma determinada carga nominal dada pela carga que se pretende ligar.

A escolha do fusível deve ser feita de modo que qualquer anormalidade elétrica no circuito fique restrita ao setor onde ela ocorrer, sem afetar os outros.

Para dimensionar um fusível, é necessário levar em consideração as seguintes grandezas elétricas:

• Corrente nominal do circuito ou ramal; • Corrente de curto-circuito;

• Tensão nominal.

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2.3 Botoeira ou Botão de comando:

Quando se fala em ligar um motor, o primeiro elemento que vem a mente é o de uma chave para ligá-lo. Só que no caso de comandos elétricos a “chave” que liga os motores, normalmente é, diferente, de uma chave mais usual, destas que se tem em casa para ligar a luz, por exemplo. A diferença principal está no fato de que, ao se manobrar uma “chave residencial”, ela assume uma posição e nela permanece, mesmo quando se retira a pressão do dedo. Já em “chave industrial” ou botoeira há o retorno para a posição de repouso através de uma mola (retorno por mola), como pode ser observado na figura a seguir. O entendimento deste conceito é fundamental para compreender o porque da existência de um “contato de selo” no circuito de comando.

A botoeira faz parte da classe de componentes denominada “elementos de sinais”. Estes são dispositivos pilotos e nunca são usados para acionar diretamente os motores.

A figura 2.1a mostra o caso de uma botoeira para comutação de 4 pólos. O contato

N.A. (Normalmente Aberto) pode ser utilizado como botão LIGA e o N.F. (Normalmente Fechado) como botão DESLIGA. Esta é uma forma elementar de intertravamento. Note que o retorno é feito de forma automática através de mola. Existem botoeiras com apenas um contato. Estas últimas podem ser do tipo N.A. ou N.F..

Ao substituir o botão manual por um rolete, tem-se a chave fim de curso, muito utilizada em circuitos pneumáticos e hidráulicos. Este é muito utilizado na movimentação de cargas, acionado por toque no contato físico com uma peça ou uma embalagem, um engradado, ou qualquer outra carga.

Outros tipos de elementos de sinais são os Termostatos, Pressostatos, as Chaves de Nível e as chaves de fim de curso (que podem ser roletes).

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Todos estes elementos exercem uma ação de controle discreta, ou seja, liga / desliga.

Como por exemplo, se a pressão de um sistema atingir um valor máximo, a ação do pressostato será o de mover os contatos desligando o sistema. Caso a pressão atinja novamente um valor mínimo atua-se religando o mesmo.

Os relés são os elementos fundamentais de manobra de cargas elétricas, pois permitem a combinação de lógicas no comando, bem como a separação dos circuitos de potência e comando. Os mais simples constituem-se de uma carcaça com cinco terminais. Os terminais (1) e (2) correspondem à bobina de excitação. O terminal (3) é o de entrada, e os terminais (4) e (5) correspondem aos contatos normalmente fechado (N.F.) e normalmente aberto (N.A.), respectivamente.

Uma característica importante dos relés, como pode ser observado na figura a seguir é que a tensão nos terminais (1) e (2) pode ser 5 VCC, 12 VCC ou 24 VCC, enquanto simultaneamente os terminais (3), (4) e (5) podem trabalhar com 110 VCA ou 220 VCA, ou seja não há contato físico entre os terminais de acionamento e os de trabalho. Este conceito permitiu o surgimento de dois circuitos em um painel elétrico:

i. Circuito de comando: neste encontra-se a interface com o operador da máquina ou dispositivo e, portanto, trabalha com baixas correntes (até 10 A) e / ou baixas tensões.

i.

Circuito de Potência: é o circuito onde se encontram as cargas a serem acionadas, tais como: motores, resistências de aquecimento, entre outras. Neste podem circular correntes elétricas da ordem de 10 A ou mais, e atingir tensões de até 760 V.

Em um painel de comando, as botoeiras, sinaleiras e controladores diversos ficam no circuito de comando.

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Do conceito de relés pode-se derivar o conceito de contatores, visto no próximo item.

2.5 Contatores:

Para fins didáticos podemos considerar os contatores como relés expandidos, pois o principio de funcionamento é similar. Conceituando de forma mais técnica, o contator é um elemento eletro-mecânico de comando a distância, com uma única posição de repouso e sem travamento.

Como pode ser observado na figura a seguir, o contator consiste basicamente de um núcleo magnético excitado por uma bobina. Uma parte do núcleo magnético é móvel, e é atraído por forças de ação magnética quando a bobina é percorrida por corrente e cria um fluxo magnético. Quando não circula corrente pela bobina de excitação essa parte do núcleo é repelida por ação de molas. Contatos elétricos são distribuídos solidariamente a esta parte móvel do núcleo, constituindo um conjunto de contatos móveis. Solidário a carcaça do contator existe um conjunto de contatos fixos. Cada conjunto de contatos fixos e móveis pode conter contatos do tipo Normalmente aberto (N.A.), ou normalmente fechados (N.F.).

Os contatores podem ser classificados como principais (CW, CWM) ou auxiliares

(CAW). De forma simples pode-se afirmar que os contatores auxiliares têm contatos que suportam uma corrente máxima de 10A e possuem de 4 a 8 contatos, podendo chegar a 12 contatos. Os contatores principais têm corrente máxima de até 600A. De uma maneira geral possuem 3 contatos principais do tipo N.A., para manobra de cargas trifásicas a 3 fios.

Um fator importante a ser observando no uso dos contatores são as faíscas produzidas pelo impacto, durante a comutação dos contatos. Isso promove o desgaste natural dos mesmos, além de consistir em riscos a saúde humana. A intensidade das faíscas pode se agravar em ambientes úmidos e também com a quantidade de corrente circulando no painel. Dessa forma foram aplicadas diferentes formas de proteção, resultando em uma

Andrellenz SENAI –SP – NAI - 2009 24 classificação destes elementos. A norma IEC 947-4 apresenta uma classificação em 4 categorias de emprego de contatores principais:

a. AC1: é aplicada em cargas com fator de potência ≥ 0,95 (basicamente cargas ôhmicas ou pouco indutivas), como aquecedores e fornos a resistência; b. AC2: é para acionamento de motores de indução com rotor bobinado, motores de anéis com frenagem por contracorrente ou acionamento por pulsos, atendendo as seguintes condições:

• No fechamento o contator deve permitir estabelecer uma corrente de partida de até 2,5 . IN ;

• Na abertura de interromper a corrente de partida sob a tensão da rede nominal.

c. AC3: é aplicação de motores com rotor de gaiola em cargas normais como: elevadores, escadas rolantes, bombas, ventiladores, correias transportadoras e compressores, atendendo as seguintes condições:

• No fechamento o contator deve permitir estabelecer uma corrente de partida de até 7 . IN ;

• Na abertura de interromper a corrente de partida sob uma tensão da ordem de 20% da tensão nominal.

d. AC4: é para manobras pesadas, como acionar o motor de indução em plena carga, reversão em plena marcha e operação intermitente.

• No fechamento o contator deve permitir estabelecer uma corrente de partida de até 7 . IN ;

• Na abertura de interromper a corrente de partida sob a tensão da rede nominal.

A figura a seguir mostra o aspecto de um contator comum. Este elemento será mais detalhado em capítulos posteriores.

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