apostila comandos eletricos

apostila comandos eletricos

(Parte 1 de 7)

Discente:

Curso: Mecatrônica Módulo: I Carga Horária: 40h Docente: Turno: Turma:

Material Instrucional especialmente elaborado pelo Prof. Jorge Henrique para uso exclusivo do CETEB-CA.

Fusíveis4
Relés Bimetálicos1
Relés Temporizados15
Transdutores18
Contatores23
Tensões no Circuito Trifásico27
Motores28
Partida de Motores31
Botões36
Sinaleiros37
Terminologia38
Fórmulas para cálculo em energia elétrica40

SUMÁRIO Bibliografia 41

1. FUSÍVEIS

1.1 DEFINIÇÕES

O curto-circuito é o contato direto acidental entre os condutores de uma rede. Pode ser entre fases ou entre fase e neutro. Pode ocorrer devido a algum problema na própria rede ou no interior de alguma máquina ou equipamento. A corrente atinge rapidamente valores elevados, limitados apenas pela resistência ôhmica dos condutores ou capacidade da fonte geradora. Sem uma proteção adequada, danos graves ocorrerão (componentes inutilizados, equipamentos danificados, choques) e o risco de incêndio é grande. Fusíveis são uma boa proteção contra curtos-circuitos. Não são muito adequados contra sobrecargas. Para tais casos devem ser usados disjuntores. O fusível é um componente elétrico que tem a importante finalidade de interromper a passagem da corrente elétrica em um circuito quando esta assume um valor muito acima do especificado, protegendo assim os outros componentes desse circuito. O fusível, então, é classificado como um dispositivo de proteção simples e econômico e é principalmente utilizado em aplicações domésticas e na indústria leve.

Os pequenos fusíveis usados em circuitos eletrônicos são geralmente simbolizados por . Em instalações elétricas é comum o símbolo . Quando o fusível atua, torna-se necessário a sua substituição. Deve-se proceder a verificação do circuito para se identificar a causa da queima do fusível, só então fazendo a substituição, tomando-se as devidas ações de segurança. Para a correta substituição de um fusível é necessária a observação fiel dos seus valores característicos (corrente, tensão, tempo de atuação, etc.). O princípio de funcionamento dos fusíveis é pela fusão parcial ou total de seu “elemento fusível”, abrindo o circuito elétrico e interrompendo a passagem de corrente. O tempo de fusão é proporcional ao quadrado da corrente aplicada e a inércia térmica do conjunto que forma o elemento fusível. Portanto, variando-se os elementos do conjunto que forma o elemento fusível, podemos ter um fusível de ação muito rápida (F), rápida (F), média (M), lenta (T), ou muito lenta (T), todos eles baseados em um mesmo método de ensaio. Para isso existem curvas características para cada tipo de fusível, as quais fornecem faixas para o tempo de fusão em função da corrente aplicada. Geralmente, apenas os pontos mais importantes e suficientes para definir ou ensaiar o fusível são reproduzidos nos quadros de dados técnicos dos catálogos dos fabricantes. Esta diversidade é necessária, uma vez que cargas comuns como motores têm um pico de corrente na partida que deve ser suportado e, portanto, o tipo retardado deve ser usado. Equipamentos sensíveis como os eletrônicos precisam de uma ação rápida para uma correta proteção. É importante evitar confusões. Um fusível rápido colocado no lugar de um retardado provavelmente irá abrir ao se ligar a carga. E um retardado no lugar de um rápido poderá não proteger os componentes em caso de um curto interno no equipamento. O que não se pode esquecer é que um fusível apresenta queda de tensão em seus terminais e entre terminais e contatos do suporte, quando em funcionamento. Normalmente, os fusíveis de ação retardada têm queda de tensão mais baixa em comparação com os fusíveis de ação rápida. Este detalhe é muito importante e mais perceptível quando se trabalha com tensões muito baixas, da ordem de 6 a 12 Volts e correntes elevadas. Em certos casos, podemos ter, sobre o conjunto fusível-suporte, uma queda de tensão igual ou superior a 1V. Independente da forma do fusível, considera-se em um projeto:

− Corrente nominal: corrente máxima que o fusível suporta em regime contínuo; − Tensão nominal: tensão máxima a que o fusível pode ficar submetido em funcionamento normal;

− Temperatura de trabalho: referente ao ambiente a que o fusível vai trabalhar;

− Sobrecargas: sobrecargas a que o fusível poderá ser submetido, para não comprometer a segurança do circuito;

− Capacidade de interrupção: corrente presumida (calculada) a que o circuito do fusível pode ser submetido em caso de curto-circuito (da ordem de kA);

− Transientes: variações rápidas e de curta duração dos valores de tensão ou de corrente, que podem causar atuação indevida do fusível. Com relação aos transientes, deve-se atentar principalmente quando o valor de i² t está muito próximo ao valor escolhido do fusível. Quando esse valor chegar em torno de 90% da corrente nominal, o fusível sempre se romperá;

− Posição do fusível dentro do equipamento (espaço disponível, disposição, etc.); Outros detalhes a observar para cada caso.

1.2 TIPOS

Há vários tipos de fusíveis, cada qual apropriado a uma ou mais aplicações. A seguir serão dadas algumas definições e figuras sobre alguns tipos de fusível.

Tipo de fusível, atualmente pouco usado, mas que já foi muito utilizado, geralmente em conjunto com um tipo de chave faca, também pouco usada hoje em dia. Abaixo temos a figura e a descrição de um fusível tipo ROLHA.

Fusível Rolha, em porcelana, contato em latão, visor, protetor transparente, 30A - 250VCA 1.2.2 Fusível CARTUCHO

Os fusíveis do tipo cartucho são produzidos colocando-se o elemento fusível no interior de um cilindro de vidro, papel ou material sintético. Os fusíveis de vidro são utilizados em circuitos de baixa potência e circuitos eletrônicos, onde o vidro transparente possibilita uma análise visual do estado do fusível sem a retirada do mesmo do circuito. Há ainda os fusíveis de cartucho que usam corpo cilíndrico feito em papel ou material sintético. Para esses tipos de fusíveis, não há a possibilidade de visualização do elemento fusível, sendo necessário o teste elétrico para se avaliar o estado do mesmo. Esses fusíveis são usados até potências médias e, em alguns tipos, é colocada uma areia especial no interior do fusível com a finalidade de diminuir o arco elétrico e evitar danos ao invólucro do fusível.

Fusível de vidro, cartucho, faixa de corrente de 0,1A a 30A

Porta fusíveis circulares para fusível tipo cartucho

Porta fusível retangular para PCI (Placa de Circuito Impresso), fusível tipo cartucho.

Porta fusível retangular para fixação em painel (fusível tipo cartucho) 1.2.3 Fusíveis DIAZED

Os fusíveis do tipo DIAZED são produzidos em material cerâmico, em formato que lembra uma garrafinha e são utilizados na proteção de curto-circuito em instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais e que, quando normalmente instalados, permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental. O suporte do fusível é instalado no suporte apropriado, de modo que fique visível ao operador um sinalizador de queima, que é expelido quando o fusível se abre. Esse sinalizador apresenta cores indicadoras do valor de corrente do referido fusível. Alguns contêm areia especial no interior para diminuir o efeito do arco elétrico criado na abertura. Possuem categoria de utilização gL/gG em três tamanhos (DI, DII e DIII) atendem as correntes nominais de 2A a 100A e possuem elevada capacidade de interrupção:

Através de parafusos de ajuste, impedem a mudança para valores superiores, preservando as especificações do projeto. Permitem fixação por engate rápido sobre trilho ou parafusos.

Fusível DIAZED

Conjunto completo, composto por:

Base (com fixação rápida ou por parafusos); Anel de Proteção (ou alternativamente Capa de Proteção); Parafuso de Ajuste; Fusível; Tampa. No sistema 'D' (figura acima), 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). A tabela abaixo indica a correspondência das cores do sinalizador de abertura do fusível com a corrente nominal de operação.

Rosa Marrom Verde Vermelho

Cinza Azul Amarelo

Preto Branco Laranja

1.2.4 Fusíveis NH

Os fusíveis NH são construídos colocando-se o elemento fusível no interior de um corpo de cerâmica em formato de paralelepípedo, com lâminas de material condutor (contatos ou “facas”) dispostas longitudinalmente, possuindo também um indicador de abertura do fusível. Esses fusíveis são usados na proteção de sobrecorrentes de curto-circuito e sobrecarga em instalações elétricas industriais. Possuem várias categorias de utilização e tamanhos e atendem correntes nominais de 6A a 1250A. Limitadores de corrente têm elevada capacidade de interrupção que chega a 120kA em até 500VCA. Os punhos garantem manuseio seguro na montagem ou substituição dos fusíveis. Os seus valores de energia de fusão e interrupção facilitam a determinação da seletividade e coordenação da proteção.

Fusíveis NHPunho para manuseio

1.2.5 Fusíveis NEOZED

Os fusíveis NEOZED possuem tamanho reduzido e são aplicados na proteção de curto-circuito em instalações típicas residenciais, comerciais e industriais. Possui categoria de utilização gL/gG, em dois tamanhos (D01 e D02) atendendo as correntes nominais de 2A a 63A. Limitadores de corrente são aplicados para até 50kA em 400VCA. A sua forma construtiva (semelhante ao fusível cartucho), garante total proteção de toque acidental quando de sua montagem ou substituição.

Possuem anéis de ajuste evitam alteração dos fusíveis para valores superiores, mantendo a adequada qualidade de proteção da instalação. A fixação pode ser rápida por engate sobre trilho ou por parafusos.

Fusível NEOZED, com bases/chaves de instalação. 1.2.6 Fusíveis SITOR

Os fusíveis SITOR são fusíveis ultra-rápidos apropriados em instalações industriais para a proteção de semicondutores de potência, tiristores, GTO's e diodos. Sua construção é semelhante aos fusíveis NH, sendo necessária a utilização dos punhos para seu manuseio. Possui Categoria de utilização gR / aR, atendendo as correntes nominais de 32A a 710 A. Encontrado em dois tamanhos (1e 2), podendo ser usado em AC (até 1000 V) ou DC (até 600 V).

Fusível SITOR 1.2.7 Fusíveis SILIZED

Os fusíveis ultra-rápidos SILIZED são utilizados na proteção de curto-circuito de semi-condutores e estão adaptados às curvas de carga dos tiristores e diodos de potência, permitindo quando da sua instalação seu manuseio sem riscos de toque acidental. Sua forma de construção é semelhante à do DIAZED. Possui categoria de utilização gR, em três tamanhos atendem as correntes nominais de 16A a 100A. Limitadores de corrente possuem elevada capacidade de interrupção: 50kA em até 500VCA. Através de parafusos de ajuste, evitam alterações dos fusíveis, preservando as especificações do projeto. Permitem a fixação rápida por engate rápido sobre trilho ou parafusos.

Fusíveis SILIZED 1.2.8 Fusíveis MINIZED

Compactos, mono, bi e tripolares, com os minifusíveis NEOZED são utilizados na manobra e proteção de circuitos elétricos. Podem ser encontrados em correntes nominais até 63A. A corrente presumida de curtocircuito de 50kA em até 400VCA. Com alavanca de manejo confortável, possui mecanismo de ação independente do operador, o que garante manobra sob carga. Fornecem total segurança ao toque acidental na montagem ou substituição dos fusíveis e nos terminais de ligação. Possui bloqueio mecânico que impede a manobra do seccionador sem fusíveis. Além de possuir uma durabilidade mecânica (em torno de 10.0 manobras), apresenta uma fixação rápida por engate sobre trilho.

Fusível MINIZED 1.2.9 Fusível Cartucho para chave tipo Matheus

São fusíveis destinados à operação em redes de distribuição. É composto de um elemento fusível no interior de um cartucho de papelão. Esse fusível é introduzido dentro de outro cartucho Matheus. Tem, além da função de proteção, também a função de fixação da parte móvel do cartucho Matheus, que garante que a permanência na sua posição de funcionamento (vertical). Quando acontece o rompimento do elemento fusível, a parte móvel do cartucho perde sua fixação e este cai, ficando sustentado por sua parte inferior. Serve, portanto, como sinalizador, indicando aos operadores do sistema elétrico que houve um problema que causou o rompimento do fusível. Podemos ver esse conjunto montado nos postes onde existem transformadores na rede de distribuição urbana.

Elo fusível para cartucho MatheusCartucho tipo Matheus

Chave de Manobra tio MATHEUS: utilizada em sistema de distribuição,uso em redes,onde os esforços provenientes de curto-circuito seja um fator relevante,operada por vara de manobra equipada com gancho para operação sob carga. Como exemplo, abaixo está uma tabela usada para determinação de parâmetros de escolha de fusíveis. Curvas tempo-corrente média para fusíveis NH

Diâmetros de fios prata e cobre para fusíveis 1.2.10 DIMENSIONAMENTO DO FUSÍVEL Para dimensionar um fusível, devemos usar a seguinte fórmula:

In = Irb * K, onde:

In – corrente nominal do fusível

Irb – corrente de rotor bloqueado do motor K – constante do motor, que varia de 0,3 a 0,5, dependendo da corrente de rotor bloqueado do motor.

2. RELÉS BIMETÁLICOS

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