RELATORIO DE CONCLUSAO FINAL 1

RELATORIO DE CONCLUSAO FINAL 1

(Parte 1 de 2)

1. INTRODUÇÃO

O presente relatório apresenta de forma bastante consistente e explicada, às aulas práticas da turma, da disciplina de Acionamentos de Motores, lecionada pelo professor Charley Teófilo. Cursadas durante o terceiro módulo do curso Técnico de Eletrônica Industrial da turma do PEP (Programa de Educação Profissional) na FEMC (Fundação Educacional de Montes Claros).

O curso técnico visa qualificar profissionais para o mercado de trabalho com uma formação sólida e abrangente, com perfil empreendedor de maneira que possa está suprindo as necessidades do mercado.

De acordo com as exigências da Instituição é apresentado o relatório de conclusão de curso obrigatório, e individual em relação à prática de estágio obrigatório para que possa vir a concluir o curso, o mesmo é referente às aulas de laboratório cursado durante o período do curso. Neste caso é uma exceção que a Instituição abre para aqueles alunos que não conseguiram arranjar um estágio em uma empresa, para que assim possa concluir o curso, já que as práticas podem ser consideradas como estágio.

Em relação às aulas da disciplina que foram cursadas, as mesmas eram expostas da seguinte forma: primeiramente era passado o conteúdo teórico de cada prática em sala de aula, onde o professor explicava toda teoria através de desenhos ilustrativos dos circuitos de comandos, sanava as dúvidas existentes para posteriormente ser feita à prática em laboratório, assim aconteceu com todas as práticas que foram feitas.

Em laboratório eram divididas as equipes de dois a quatro integrantes no máximo, onde cada equipe montava o circuito de comando nos painéis, então era conferida pelo professor caso não apresentasse erros, assim era liberado para o acoplamento de motores que seriam testados o funcionamento do comando.

Estão apresentadas mais adiante todas as práticas feitas durante a conclusão da disciplina, de forma bastante simples e explicada, onde contém toda a descrição do funcionamento de cada prática individualmente com suas especificidades.

2.0 Motores Elétricos e Suas Características

Atualmente existem vários tipos de motores nos quais cada um tem suas características que qualifica para determinada situação.

2.1 Motor Elétrico

É uma máquina que converte a energia elétrica em energia mecânica (movimento rotativo), possui construção simples e custo reduzido, além de ser muito versátil e não poluente. O motor elétrico tornou-se um dos mais notórios inventos do homem ao longo de seu desenvolvimento tecnológico.

A finalidade básica dos motores é o acionamento de máquinas, equipamentos mecânicos, eletrodomésticos, entre outros, não menos importantes.

Figura 1: motor elétrico.

2.2 Motores de Corrente Contínua

São motores de custo mais elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso, seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação.

2.3 Motores de Corrente Alternada

São os mais utilizados, porque a distribuição de energia elétrica é feita normalmente em corrente alternada.

Os principais tipos são:

2.3.1 Motor Síncrono

Funciona com velocidade fixa, utilizando somente para grandes potências devido ao seu alto custo em tamanhos menores ou quando se necessita de velocidade invariável.

2.3.2 Motor de indução

Funciona normalmente com velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecânica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo é o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de máquinas acionadas, encontradas na prática.

2.3.3 Motores Trifásicos

O motor de indução trifásico é o tipo mais utilizado, tanto na indústria como no ambiente doméstico, devido à maioria dos sistemas atuais de distribuição de energia elétrica ser trifásicos de corrente alternada.

A utilização de motores de indução trifásicos é aconselhável a partir dos 2 KW. Para potências inferiores justifica-se o uso de monofásicos.

O motor de indução trifásico apresenta vantagens ao monofásico, como o arranque mais fácil, menor nível de ruído e menor preço para potências superiores a 2KW.

3.0 Atividades Desenvolvidas Durante as Aulas de Laboratório

Através das aulas de laboratório foram desenvolvidas várias atividades, estas que se tratam a seguir:

  • Comando para partida direta de motor elétrico trifásico.

  • Comando para partida direta de motor elétrico trifásico com reversão.

  • Comando para motor elétrico trifásico com partida estrela - triângulo.

  • Comando para motor elétrico trifásico, partida estrela - triângulo com reversão.

  • Comando para motor trifásico com partida compensada por autotransformador.

  • Comando para motor trifásico com partida compensada por autotransformador.

  • Comando para motor elétrico trifásico com partida compensada por autotransformador e reversão.

3.1 Materiais Utilizados Para as Práticas de Laboratório

  • Durante as aulas foram utilizados em laboratório os seguintes equipamentos,

  • Motores trifásicos.

  • Painel de controle, onde eram conectados os cabos para a montagem do diagrama de comando.

  • Cabos para chaveamento dos bornes que viriam ser ligados nos motores.

3.2 Descrição de Componentes

Estão apresentados à descrição dos componentes utilizados para a segurança e funcionamento dos motores os quais serão descritos a seguir.

Botoeira: serve para ligar e desligar os dispositivos de acionamento. As botoeiras são equipamentos de comandos elétricos com a finalidade de enviar um sinal elétrico para o acionamento de um equipamento ou interrupção de um circuito de comando. O acionamento das botoeiras de comando deve ser feito sempre por um operador.

Figura 2: representação de botoeira

Contator: é um dispositivo eletromagnético que serve para abertura e fechamento de um circuito nas condições normais ou anormais.

O contator tem duas funções básicas em comandos elétricos; lógica de contatos e acionamento de motores. Para o acionamento de motores, os contatos são abertos ou fechados simultaneamente, energizando ou desernegizando o motor.

Figura 3: representação de contator

Disjuntor termomagnético: é um dispositivo de proteção contra curto circuito e sobrecarga. Os disjuntores podem ser: monopolares, bipolares e tripolares. Algumas vantagens: religável, não precisa de elemento de reposição, pode eventualmente ser utilizado como chave de comando.

Figura 4: representação dos contatos de disjuntor termomagnético

Relé Bimetálico: são construídos para proteção de motores contra sobrecarga, falta de fase e tensão.

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Figura 5: representação de relé térmico

Sinalizadores: os sinalizadores são equipamentos de comandos elétricos com a finalidade de sinalizar uma ocorrência ou status de um equipamento ou máquina. Os sinalizadores são fabricados de diversas cores e formas. Os mais comuns são os sonoros e luminosos. Os sinalizadores sonoros podem ser buzinas ou campainhas. A principal função desse equipamento num sistema industrial é alertar os operadores que uma máquina iniciou um movimento ou uma ação de risco. Os sinalizadores luminosos são os mais utilizados nos painéis de comando, pois com esse elemento é possível monitorar todo sistema da planta industrial.

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Figura 6: representação de sinalizadores

Seccionador: é um dispositivo utilizado nos circuitos que podem ser operados somente com ausência de carga, pois não possui câmara de extinção de arco elétrico e nem mecanismo robustos para tal manobra.

Figura 7: representação de chave seccionadora manual

Fusíveis: é um componente elétrico de proteção, com a função de interromper a circulação da corrente elétrica num circuito, mediante curto-circuito ou sobrecarga de longa duração: Esse componente é composto basicamente de um corpo de material isolante, normalmente porcelana de alta resistência mecânica, dois contatos externos para conexão ao circuito, e internamente, um elemento metálico chamado elo fusível, responsável pela interrupção da circulação de corrente elétrica no circuito.

Figura 8: representação de fusível de cartucho

Temporizadores: os temporizadores, também conhecidos como relés de tempo, são dispositivos elétricos utilizadosem circuitos de comando com a função de fazer o acionamento de um determinado componente após um tempo predeterminado.

Figura 9: representação de temporizador.

3.3 Dispositivos de Comando

São elementos de comutação destinados a permitir ou não a passagens da correnteelétrica entre um ou mais pontos de um circuito. Os tipos mais comuns são:

  • Chave sem retenção ou impulso

É um dispositivo que só permanece acionado mediante aplicação de uma força externa. Cessada a força, o dispositivo volta à situação anterior. Este tipo de chave pode ter, construtivamente, contatos normalmente abertos (NA) ou normalmente fechados (NF), conforme mostra figura 10.

Figura 10: chaves Tipo de Impulso

4.0 Simbologias

A seguir estão representadas as simbologias utilizadas nos diagramas de comandos elétricos.

SIMBOLO

COMPONENTE

IDENTIFICAÇÃO

C1

Contador

Contador C1 Bobina A1- A2

D1

Temporizador

Temporizador D Bobina A1 - A2

H1

Lâmpada

H

C1

Contato fechado

C

C1

Contato aberto

C

F1

Fusível

F

motor

MIT

Relé térmico

F

B0

Botoeira NF

B

B1

Botoeira NA

B

D1

Contato temporizador

D

A1- bobina.

A2 - bobina.

A3 – bobina.

A4 - bobina.

A5 - bobina.

B0 - botoeira que desliga o circuito.

B1 - botoeira que liga o comando.

B2 - botoeira que muda a rotação do motor no diagrama comando, de partida direta com reversão.

C1 - contator um do comando.

C2 – contator dois do comando.

C3 - contator três.

C4 - contator quatro do comando.

C5 - contator cinco do comando.

D1 - temporizador um do comando.

D2 - temporizador dois do comando.

MIT - motor de indução trifásico.

Diagrama de força: representa a forma de alimentação do motor à fonte de energia.

Diagrama de comando: representa a lógica de operação do motor.

5.0 Descrição de Comandos e Funcionamentos

Serão apresentados a seguir os comandos de motores com suas determinadas especificações.

5.1 Comando Para Partida Direta de Motor Elétrico Trifásico

Destina-se a máquinas que partem em vazio ou com carga. Partidas normais (<10s). Para partidas prolongadas pesadas devem-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores.

Diagrama de Força.

Diagrama de Comando.

5.2 Descrição do Funcionamento

  • Ao pressionar a botoeira B1, o contator C1 é alimentado e fecha seus contatos abertos, logo os contatos de C1, 13-14 são fechados.

  • Os contatos 13-14 de C1 se fecham, fazendo selo retenção da bobina de C1.

  • Os contatos principais de C1 se fecham energizando o MIT, que entra em funcionamento.

  • Pressione a botoeira B0, para desligar o sistema.

6.0 Comando Para Partida Direta de Motor Elétrico Trifásico com

Reversão

Destina-se a máquinas que partem em vazio ou com carga permitindo a inversão do sentido da rotação. Para partidas prolongadas pesada devem-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores.

Diagrama de Força.

Diagrama de Comando.

6.1 Descrição do Funcionamento

  • Ao pressionar a botoeira B1, energizará a bobina de C1.

  • Os contatos 13-14 de C1 se fecham fazendo selo retenção da bobina de C1.

  • Os contatos 21-22 de C1 se abrem fazendo o intertravamento da bobina de C2.

  • Os contatos principais de C1 se fecham energizando o motor que entra em funcionamento.

  • Para alterar a rotação pressione a botoeira B2, desenergizando a bobina de C1 e energizando a bobina de C2.

  • Os contatos 13-14 de C2 se fecham fazendo selo e retenção da bobina de C2.

  • Os contatos 21-22 de C2 se abrem fazendo o intertravamento da bobina de C1.

  • Os contatos principais de C2 se fecham invertendo duas das fases da alimentação energizando o motor, que entra em funcionamento girando inversamente.

  • Pressione a bobina B0 para desligar o sistema.

7.0 Comando Para Motor Elétrico Trifásico com Partida Estrela –

Triângulo

Destina-se a máquinas que partem em vazio ou com conjugado resistente baixo, praticamente constante, tais como, máquinas para usinagem de metais, tornos, fresas etc. Partidas normais (<15s). Para partidas prolongadas pesadas devem-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores etc. A partida estrela - triângulo é utilizado de forma para suavizar a partida dos motores elétricos. O motor é inicialmente acionado sem carga. O acionamento do motor em estrela - triângulo só é possível se o motor for dotado de seis terminais acessíveis de entrada e dupla tensão nominal.

O acionamento é feito primeiramente ligando o motor em estrela, até que o motor alcance uma velocidade próxima da velocidade de atuação, então a ligação é desfeita executando a ligação triângulo. Durante a partida em estrela, o conjugado e a corrente de partida ficam reduzidos a 1/3 de seus valores nominais.

Diagrama de Força.

Diagrama de Comando.

7.1 Vantagens

  • Custo reduzido

  • Pode ser elevados em sistemas com elevados números de manobras

  • Corrente de partida reduzida a 1/3 da nominal

  • Dimensões relativamente reduzidas

7.2 Desvantagens

  • Aplicação especifica a motores de dupla tensão nominal que dispunham de seis terminais acessíveis.

  • Conjunto de partida reduzido a 1/3 da nominal

  • Tensão da rede deve coincidir com tensão em triângulo do motor

  • O motor deve alcançar pelo menos 90% de sua velocidade de regime para, que durante a execução a corrente de pico alcance valores elevados.

7.3 Descrição de Funcionamento

  • Ao pressionar a botoeira B1, energizará a bobina de C1 e C5. Os contatos 13-14 de C2 se fecham energizando à bobina de C2. Os contatos 31-32 de C1 se abrem fazendo intertravamento da bobina de C3.

  • Os contatos 13-14 de C1 se fecham fazendo selo e retenção de C3, C1 e D1.

  • Os contatos principais de C1 e C3 se fecham energizando o motor que parte em estrela.

  • O temporizador D1 após contar seu tempo pré - determinado comuta seus contatos 15-16, desenergizando a bobina de C3. Seus contatos 13-14 se abrem e o 21-22 se fecham deixando de fazer o intertravamento da bobina de C2.

  • Os contatos principais de C3 se abrem.

  • A bobina de C2 é energizada devido ao selo retenção feito pelo contato de C1. Seus contatos 21-22 se abrem fazendo intertravamento da bobina de C3.

  • Os contatos principais de C2 se fecham mudando o funcionamento do motor para triângulo.

  • Pressione a botoeira B0 para desligar o sistema.

8.0 Comando Para Motor Elétrico Trifásico Partida Estrela Triangulo com

Reversão

Sistema de comando elétrico que possibilita a comutação das ligações estrela para triângulo, permitindo ainda a inversão dos sentidos de rotação do motor.

Diagrama de Força.

Diagrama de Comando.

8.1 Descrição de Funcionamento

  • Ao pressionar a botoeira B1, energizará a bobina de C4 e D1, os contatos 13-14 de C4 se fecham energizando a bobina de C1. Os contatos 21-22 de C4 se abrem, fazendo intertravamento de C3.

  • Os contatos 13-14 de C1 se fecham, fazendo selo e retenção, e os contatos 21-22 se abrem fazendo intertravamento de C2.

  • Os contatos principais de C4 e C1 se fecham, dando partida no motor em estrela.

  • O temporizador D1 ao término da contagem do seu tempo pré – determinado, comuta seu contato, desenergizando a bobina de C4 deixando de fazer o intertravamento de C3.

  • Os contatos principais de C4 se abrem.

  • A bobina de C3 é energizada abrindo o contato 21-22, intertravando a bobina de C4.

  • Os contatos principais de C3 se fecham mudando o fechamento do motor para triângulo.

  • Para mudar a direção de rotação do motor, pressione a botoeira B2, desenergizando a bobina de C1, que deixa de fazer o intertravamento de C2.

  • A bobina de C2 é energizada fazendo selo retenção com os contatos 13-14 e o intertravamento de C1 através dos contatos 21-22, que se abrem.

  • Os contatos principais de C1 se abrem e os de C2 se fecham intertravando duas das fases, e mudando o sentido de rotação do motor.

  • Para desligar o sistema pressione a botoeira B0.

9.0 Comando Para Motor Trifásico com Partida Compensada por

Autotransformador

Destina-se a máquinas de grande porte, que partem com aproximadamente metade da carga nominal, tais como, calandras, britadores, compressores, etc. Partidas normais (<20s). Para partidas prolongadas pesadas devem-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores.

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: onde são previstas para um pico de corrente na partida conforme o Transformador de Alta Potência (TAP) de ligação do autotransformador 65% ou 80%, respectivamente. O conjugado do motor permite atingir assim um regime elevado.

Diagrama de Força.

Diagrama de Comando.

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