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eletrotecnica-basica - reinaldo bolsoni, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

Analise de circuitos eletricos

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 16/02/2007

rafaella-baptista-10
rafaella-baptista-10 🇧🇷

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Baixe eletrotecnica-basica - reinaldo bolsoni e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! Apostila para Eletrônica ELETROTÉCNI CA BÁSICA ÍNDICE 1- ENERGIA ELÉTRICA ........... cicero eereeee eee ereerese res eree ese reerreeresereets 3 1.1- GERAÇÃO...... 3 1.2- TRANSMISSÃO 4 1.3- DISTRIBUIÇÃO ... 5 2- CORRENTES TRIFÁSICAS...........cirtese seems eres eres ore ereeseere tras 6 3 - TENSÕES NO CIRCUITO TRIFÁSICO............. citros emmeeseeerermssseses 6 4- TENSÃO, CORRENTE E POTÊNCIA ...............crieseers nesses 7 5 - CIRCUITOS TRIFÁSICOS............... cities ereeeeeeeeereeseerermnseeeeeerrssere teres 9 6 - CORRIGINDO O FATOR DE POTÊNCIA .... 10 7- CONDUTORES ............ccc iris emneseeeetnseerermneseseree tensas ernasesereererasses erros " 7.1 - DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES...............censeenseenseenseensecnsecnsecnsecnsocnsa 12 FERE DINA 1 (9.0 D (o PR 13 9 - QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO..............c.. e crreeeeerermsssesemneeeeseeersssererress 14 10 - INSTALAÇÃO RESIDENCIAL ...........ccse eres erermsssesemneeseeer rasas 15 11- PROTEÇÃO ELÉTRICA 11.1 - CURTO-CIRCUITO .. 11.2 - SOBRECARGA ....... 12 - COMPONENTES DE PROTEÇÃO.. 12.1 - FUSÍVEIS...... 12.2 - DISJUNTORES 12.3- INTERRUPTOR DE FUGA. 12.4- RELE TÉRMICO ............. 13 - CIRCUITOS CLÁSSICOS 13.1- PARTIDA DIRETA........ 13.2 - PARTIDA COM REVERSÃO .. 13.3- PARTIDA Y/A (estrela-triângulo) 13.4 - CHAVE COMPENSADORA ....... Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 2/23 1.3 - DISTRIBUIÇÃO Uma rede de distribuição deve fazer a energia chegar até os consumidores de forma mais eficiente possível. Conforme tópico anterior, quanto mais alta a tensão menor a bitola dos condutores para transmitir a mesma potência. Assim, redes de distribuição em geral operam com, no minimo, duas tensões. As mais altas para os consumidores de maior porte e as mais baixas para os pequenos. A Figura 2 mostra o esquema simplificado de uma distribuição típica. A subestação redutora diminui a tensão da linha de transmissão para 13,8kV, chamada distribuição primária, que é o padrão geralmente usado nos centros urbanos no Brasil. São aqueles 3 fios que se vê normalmente no topo dos postes de energia e ainda é classificada como “alta tensão”. Essa tensão primária, que continua sendo trifásica podendo variar de 630V a 208V, é fornecida aos consumidores de maior porte como industrias, por sua vez, dispõem de suas próprias subestações para rebaixar a tensão ao nível de alimentação dos seus equipamentos. Subestação redutora Transformador 220/127 V Indústrias, prédios de grande porte, etc . Casas, prédios pequenos, etc Fig. 2 Linha de transmissão A tensão primária também alimenta aqueles transformadores localizados nos postes que reduzem a tensão ao nível de ligação de aparelhos elétricos comuns de 127/220V (fase, neutro, fase), para consumidores de pequeno porte como residências. É a chamada distribuição secundária. A rede é formada pelos quatro fios (separados e sem isolação ou juntos e com isolação) que se observam na parte intermediária dos postes. E evidente que uma distribuição simples assim é típica de uma cidade de pequeno porte. Cidades maiores podem ser supridas com várias linhas de transmissão, dispondo de várias subestações redutoras e estas podem conter múltiplos transformadores, formando assim várias redes de distribuição. Também pode haver várias tensões de distribuição primária. Indústrias de grande porte, consumidoras intensivas de energia elétrica, em geral são supridas com tensões bastante altas, às vezes a da própria transmissão, para evitar altos custos da rede, então “coletam” a energia diretamente da linha de alta tensão. Nesse caso, dentro da própria planta industrial, existe um transformador abaixador que fica dentro de uma cabine primária, cuja entrada é de 13,8KV, e a saída de acordo com a necessidade (440V, 380V, 220V). Industrias de pequeno porte são abastecidas em baixa tensão, onde a origem é o transformador externo (poste da rede pública). Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 5/23 2 - CORRENTES TRIFÁSICAS A geração e distribuição de energia elétrica para consumo público é sempre feita em corrente alternada senoidal. Isto significa que a tensão e a corrente variam ao longo do tempo em forma de uma função senoidal e a variação por unidade de tempo, isto é, a frequência, é constante. No Brasil foi adotada a frequência padrão de 60 Hz (corresponde a 60 ciclos por segundo). Alguns países usam o padrão de 50 Hz. São bastante fortes as razões para o uso da corrente alternada e não da contínua. Geradores e motores de corrente alternada são muito mais simples e eficientes. Correntes continuas não podem ter suas tensões facilmente convertidas (aumentadas ou reduzidas). Na realidade, é preciso transformá-las em alternadas, converter com transformadores e transformar novamente em continuas. Também podem ser usados conjuntos motores- geradores. Para as alternadas, basta o transformador. Entretanto, a corrente continua apresenta uma vantagem: as perdas na transmissão são menores. Para distâncias e potências muito altas pode ser economicamente viável a transformação em continua na geração e o processo inverso no destino. Mas o assunto foge do nosso objetivo. Além disso, por razões de eficiência, a geração é sempre feita em forma trifásica. Significa que os condutores não serão dois mas sim três, cujas tensões ou correntes estão igualmente deslocadas entre si em relação ao tempo. Desde que um período completo equivale a 360º, o deslocamento ou diferença de fases entre cada será de 360/3 = 120º. A Figura 3 dá uma representação gráfica da defasagem. É comum designar os condutores pelas letras R, S, T (ou L1, L2, L3). E são genericamente chamados fases. Fig. 3 De acordo com as normas técnicas da CPFL, o fornecimento de energia elétrica para um sistema monofásico deverá possuir uma carga instalada de até 12KW. Para um sistema bifásico deverá possuir uma carga instalada entre 12KW e 25KW. Para um sistema trifásico deverá possuir uma carga instalada entre 25KW e 75KW. 3 - TENSÕES NO CIRCUITO TRIFÁSICO A tensão entre duas fases quaisquer de uma linha trifásica é a mesma, sendo esta a sua referência de tensão (às vezes chamada tensão de linha ou tensão entre fases). Transformadores (e outros elementos trifásicos como motores) podem ter seus enrolamentos ligados em dois arranjos distintos: triângulo e estrela. A Figura 4 mostra o esquema típico de uma ligação de um transformador para a distribuição secundária. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 6/23 Primário (triângulo) Secundário (estrela) F; E = > > a 5 Is > Ê SIR e z| 8 a a N a m 200 ni | 127v 13,8 kv 127V 220V Fig. 4 O primário tem seus enrolamentos ligados em triângulo e, assim, cada um recebe a tensão de 13,8KV (poderia ser também em estrela, mas foi colocado desta forma para visualizar as diferenças). Já o secundário tem os enrolamentos ligados em estrela e o nó central é chamado de neutro, o que adiciona um quarto condutor ao circuito (são os 4 fios que se vê na parte intermediária dos postes). O condutor neutro é geralmente ligado a um aterramento, ficando portanto com um potencial nulo em relação à terra. Nesta configuração, a tensão entre fases é igual a N3 vezes a tensão entre fase e neutro (às vezes chamada simplesmente tensão de fase). Pode-se conferir que 220 é aproximadamente igual a 127 vezes N3. Este arranjo dá uma flexibilidade na ligação aos consumidores. Para a maioria dos consumidores de pequeno porte basta os 127V de uma fase e o neutro, o que é chamado de ligação monofásica. Se o consumidor tem um número de cargas maior, pode ser interessante fornecer duas fases e o neutro (ligação bifásica), para um melhor equilíbrio de cargas na rede. Notar que o consumidor bifásico tem, além dos 127V entre fases e neutro, a tensão de 220V entre fases. Assim, ele pode optar por usar esta tensão para aparelhos de maior potência (chuveiro, por exemplo), a fim de reduzir o custo da instalação (bitola menor do condutor). A ligação trifásica deve ser usada se o número de cargas é ainda maior e/ou se existem equipamentos trifásicos como motores. Lembrar que motores trifásicos são mais simples e eficientes e apresentam menos problemas que os monofásicos. Para consumidores de grande porte, indústrias e outros, ligados à distribuição primária e que têm, portanto, suas próprias subestações, existem padrões mais elevados de tensão para menores custos das instalações. Valores usuais são 220/380V ou 254/440V ou maiores. 4- TENSÃO, CORRENTE E POTÊNCIA Em um circuito de corrente continua, a potência demandada por uma carga é o simples produto da tensão pela corrente que circula pela mesma (P=V.D. Para corrente alternada também, mas com algumas diferenças. Seja o circuito simples da Figura 5: um gerador de corrente alternada que fornece uma tensão (V) para uma carga genérica (c) e por esta circula uma corrente (1). Se a carga (c) for puramente resistiva, o produto da tensão pela corrente será realmente a potência absorvida pela mesma. Mas se for uma carga indutiva (motor, reator de lâmpada fluorescente, etc.), haverá uma defasagem O entre a tensão e a corrente no circuito conforme indicado. Também ocorrerá defasagem se a cagar for capacitiva. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 7/23 técnica é bastante utilizada para reduzir os picos de partida onde é chamada de partida em estrela-triângulo. Isto é feito por um conjunto de chaves magnéticas que ligam o motor na configuração estrela e certo tempo depois comutam para o triângulo. Essa comutação pode ser manual ou automática com temporizadores. 6 - CORRIGINDO O FATOR DE POTÊNCIA Conforme já visto, qualquer fator de potência menor que 1 significa desperdício. A energia reativa é suprida pela fonte fornecedora, mas não se transforma em trabalho útil para o consumidor. É dissipada na rede. Assim, as empresas geradoras e distribuidoras de energia elétrica agem para manter o fator de potência no mais alto valor possível. Provavelmente devido a razões de custo-benefício, não há controle sobre os pequenos consumidores. Para consumidores de maior porte é fixado um fator de potência minimo, abaixo do qual o consumidor é penalizado com multa. O método comum para correção do fator de potência é dado na Figura 7 A. Supomos que (c) é uma carga indutiva. ha dido sTTTO Fig. 7 Em um indutor a corrente fica atrasada em relação à tensão. E, em um capacitor, ocorre o contrário. Assim, um capacitor em paralelo com a carga e adequadamente dimensionado, poderá fazer com que a corrente fique perfeitamente em fase com a tensão e, portanto, fator de potência unitário. Na prática, um consumidor não tem apenas uma carga. Numa indústria, por exemplo, normalmente são muitas e podem ser ligadas ou desligadas ao longo do dia e a potência demandada das mesmas varia dependendo do equipamento. Desde que não é possível construir capacitores variáveis nos valores de capacitância exigidos, normalmente é usada uma sequência de capacitores comutados por chaves magnéticas conforme Figura 7 B. Um circuito eletrônico monitora o fator de potência e liga ou desliga cada capacitor para mantê-lo o mais próximo possível da unidade. Evidente que num sistema trifásico os capacitores devem ser instalados em cada par de fases. Formam assim uma série de elementos e muitas vezes o conjunto é chamado banco de capacitores. Normalmente o banco de capacitores é instalado na entrada de energia do consumidor (quadro ou subestação própria se é ligado à distribuição primária). Ver Figura 8. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 10/23 Rede da concessionária Entrada do Ca; p E consumidor Rede dojconsumidor e] [E] +: Cargas do consumidor Fig. 8 Se em subestação própria, deve ser ligado ao secundário do transformador. A instalação no primário pode atender os requisitos da concessionária, mas o transformador do consumidor continuará fornecendo energia reativa para sua rede interna. Se o consumidor tem uma carga significativamente alta em relação às demais, pode ser interessante um banco de capacitores especifico junto à mesma. A eficiência da rede melhora. 7 - CONDUTORES Em geral, dá-se o nome de cabo ao conjunto de condutor, camada isolante e capa de proteção conforme Figura 9. Fig. 9 É evidente que a única parte essencial é o condutor. As demais podem existir ou não. Exemplos: existem cabos completamente sem isolação (cabos nus), usados em linhas aéreas, aterramento, para-raio e em outros casos. Nos cabos usados em instalações residenciais, tomadas, ligações internas de aparelhos e outros, isolante e capa são normalmente uma única camada. Cabos para alta tensão geralmente têm uma camada a mais, metálica, entre o isolante e a capa (blindagem). O condutor pode ser um único fio (cabo rigido) ou ser formado por um agrupamento de fios mais finos, o que dá uma flexibilidade ao cabo (cabo flexivel). É mais comum a designação fio rigido ou fio flexível. A maioria das instalações residenciais e comerciais usa fios rígidos por uma questão de custo. Melhor se fossem flexíveis. Estes têm menos tendência de se soltarem dos terminais e bomes de ligação. O material do condutor é quase sempre o cobre. É o metal que apresenta melhor compromisso entre condutividade elétrica e custo. Em alguns casos, como linhas de transmissão, é usado o aluminio. A capacidade de condução de corrente de um cabo depende basicamente da bitola do condutor. Entretanto, isso não deve ser o único critério de dimensionamento. Exemplo: uma carga é alimentada por um cabo de comprimento 10 m. Se for deslocada e o cabo agora tem 100 m, poderá ser necessária uma bitola maior para manter a queda de tensão dentro do tolerável. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 11/23 A padronização dos cabos segundo a capacidade é dada pela área da seção transversal do condutor em milímetros quadrados (mm?). A tabela abaixo dá os valores usuais de capacidade de condução em corrente para as seções padronizadas. Seção mm? 2 condutores | 3 condutores Seção mm? 2 condutores | 3 condutores carregados carregados carregados carregados 0,5 9 8 50 151 134 1 13,5 12 70 192 171 1,5 17,5 15,5 95 232 207 25 24 21 120 269 239 4 32 28 150 309 272 6 41 36 185 353 310 10 57 50 240 415 364 16 76 68 300 473 419 25 101 89 400 566 502 35 125 11 500 651 578 Tais valores se referem a cabos isolados com PVC, a 70 “ºC, temperatura ambiente de 30 ºC, instalados em calhas ou dutos. Ver catálogos dos fabricantes para mais detalhes. Padronização de cores de cabos para instalações; Na maioria das instalações residenciais e comerciais, não há qualquer critério para diferenciar os condutores. Uma distinção por meio de cores é altamente vantajosa, tanto para os serviços de instalação quanto eventuais reparos e substituições. Abaixo temos o padrão normalmente adotado. Fase R - preto Fase S - branco Fase T - vermelho Neutro - azul claro Terra - verde 7.1 - DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES Abordaremos um tipo de carga indutiva, mais precisamente motores. A razão disso é óbvia, pois os motores (além de ser equipamentos de maior número em uma instalação industrial) são o tipo de carga mais critica. Sabendo como trabalhar com eles, todas as demais (lâmpadas, resistivas, etc.) podem ser analisados sem tantos pontos críticos. Outro aspecto importante a ser analisado antes do dimensionamento é a normalização. Todas as fórmulas, tabelas e dispositivos tem como base a norma NBR 5410. Essa norma estabelece todos os padrões a serem seguidos em instalações elétricas de baixa tensão. O dimensionamento de condutores deve contemplar a capacidade corrente em função da máxima queda de tensão permitida. Já a corrente considerada é a nominal do motor. Para dimensionarmos o condutor necessitamos apenas saber a sua demanda total de corrente. Uma vez determinada, basta consultarmos a tabela relativa. As duas fórmulas básicas para calcular-se a demanda de corrente são: Para redes monofásicas. I=P/V-Cos0 -m Para redes trifásicas. I=P/V-CosO -n 3 Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 12/23 É comum fazer uma tabela do quadro de disjuntores, para poder identificar cada circuito bem como todas suas características. Não existe uma norma específica que menciona quais características deve constar na tabela, mas no minimo deve ter: número do circuito, tensão, potência, corrente, seção do condutor, disjuntor, localização e o balanceamento das fases, que é a forma para representar aproximadamente as cargas para cada fase. 10 - INSTALAÇÃO RESIDENCIAL Os tipos de ligação para instalação de iluminação são: simples, paralelo e intermediário, onde são utilizados interruptores simples, paralelos e intermediários, como veremos nos diagramas elétricos. Para instalação elétrica residencial é necessário a execução de um projeto elétrico, onde não é representado os diagramas elétricos, mas a planta baixa da residência com as devidas distribuição de tomadas, lâmpadas e interruptores, e também o desenho da tabela do quadro de disjuntores. Para a instalação elétrica residencial de iluminação, podemos efetuar três tipos de ligação dos interruptores: simples, paralelo e intermediário. 11 —- PROTEÇÃO ELÉTRICA A NBR5410 prescreve que todo circuito deve ser protegido por dispositivos que interrompam a corrente elétrica em caso de curto-circuito ou sobrecarga. 11.1 — CURTO-CIRCUITO 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 valores elevados, limitada apenas pela resistência ôhmica dos condutores ou capacidade da fonte geradora. Sem uma proteção adequada, danos graves ocorrerão e o risco de incêndio é grande. 11.2 — SOBRECARGA A sobrecarga difere do curto-circuito pelas amplitudes das grandezas no fenômeno. A sobrecarga resulta na sobrecorrente, que não tende ao infinito, porém assume valores acima da nominal da carga. A tensão de alimentação, na sobrecarga, não cai a zero como no curto- circuito. Ela pode até sofrer uma queda devido a sobrecorrente, mas raramente diminui mais de 10% da tensão nominal. A sobrecarga pode ser momentânea ou permanente. 12 —- COMPONENTES DE PROTEÇÃO 12.1 - FUSIVEIS Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 15/23 O fusível é um dispositivo de proteção simples e econômico e, por isso, amplamente utilizado. Nada mais é que um pequeno trecho condutor de um material de baixo ponto de fusão. O aquecimento provocado por uma corrente elevada funde o elemento, abrindo o circuito. Os pequenos fusíveis usados em circuitos eletrônicos são geralmente simbolizados por . Em instalações elétricas é comum o símbolo A principal característica de um fusível é a sua corrente nominal, isto é, o valor máximo de corrente que o mesmo suporta em regime continuo sem abrir. Correntes maiores que a nominal irão provocar a ruptura do fusível após algum tempo e esta relação, tempo x corrente de ruptura é a curva característica do fusível. A Figura 11 dá um exemplo típico, onde In é a corrente nominal. T(A) In Fig. 11 Os fusíveis também têm uma tensão máxima de operação que deve ser obedecida. Diferentes tipos de fusíveis, ainda que considerando as mesmas correntes nominais, podem ter curvas diferentes. Alguns tipos, as vezes chamados de retardados, apresentam um tempo relativamente longo para abrir. Outros, chamados rápidos, abrem em um tempo bem menor, na mesma corrente. 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. Fusíveis são uma boa proteção contra curtos-circuitos. Não são muito adequados contra sobrecargas. Para tais casos devem ser usados disjuntores. 12.2 - DISJUNTORES Disjuntores são dispositivos eletromecânicos de proteção que funcionam sob ação magnética e/ou térmica, interrompendo o circuito em caso de curto-circuito e/ou sobrecarga. A ação magnética funciona na ocorrência de curtos-circuitos e um disjuntor somente magnético seria simbolizado por AL Um disjuntor somente térmico tem o símbolo fa e protege contra sobrecargas. Em geral, os disjuntores combinam ambas as formas de proteção. * São chamados de termomagnéticos, com o símbolo A . É claro que tais símbolos se referem a disjuntores monofásicos. Para os tipos bi e trifásicos, eles são agrupados de forma similar às chaves seccionadoras como visto anteriormente. Existe uma ampla variedade de tipos e capacidades, que aqui não cabe detalhar. Entretanto, vale lembrar que, em instalações residenciais comuns, eles são muitas vezes os únicos meios de proteção usados, substituindo fusíveis e chaves. A Figura 12 mostra o esquema simplificado de um disjuntor termomagnético. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 16/23 Fig. 12 Entre os bomnes 1 e 2, a corrente passa pela resistência de baixo valor R (que está próxima da lâmina bimetálica B), pela bobina do eletroimã E e pelo par de contatos C. Este tende a abrir pela ação da mola M2 mas o braço atuador A impede com ajuda da mola MI. O eletroimã E é dimensionado para atrair a extremidade do atuador A somente em caso de corrente muito alta (curto circuito) e, nesta situação, A irá girar no sentido indicado, liberando a abertura do par de contatos C pela ação de M2. De forma similar, R e o bimetal B são dimensionados para que este último não toque a extremidade de A dentro da corrente nominal do disjuntor. Acima desta, o aquecimento do bimetal o levará a tocar o atuador A, interrompendo o circuito de forma idêntica à do eletroimã. 12.3 — INTERRUPTOR DE FUGA Também chamado interruptor diferencial, é na realidade um disjuntor. Mas não se destina à proteção contra curtos ou sobrecargas e sim contra falhas na isolação de aparelhos. Na Figura 13 o princípio de funcionamento: um equipamento é ligado à rede monofásica e o conjunto interruptor é formado pelas partes dentro do retângulo tracejado. A alimentação da rede passa pelo núcleo da bobina L que alimenta o atuador A que, por sua vez, comanda o grupo de contatos C. Equipamento La T E q Fig. 13 Em situação normal, a corrente no condutor fase é igual à do neutro mas em sentidos opostos. Assim, os campos magnéticos se anulam e não há tensão induzida na bobina L. Entretanto, se houver uma fuga F de corrente entre o circuito do equipamento e sua carcaça que está aterrada, a corrente na fase será maior que a do neutro. Isso induz uma tensão na bobina L e o atuador A faz a abertura dos contatos. Opera de forma similar com circuitos trifásicos. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 17/23 Quando K1 está energizado K2 está aberto e a fase R está conectada no borne U do motor, fase S em V e fase T em W. Quando entra K2, K1 sai e a fase R muda para W, e a fase T para U, revertendo o sentido de rotação. Ligação: Quando apertarmos o botão liga (BL1), o contator (K1) é acionado (entra) fechando o contato de selo. Com isso o motor entra em funcionamento girando para um dos sentidos, por exemplo, direita. Comutação: Quando apertarmos o botão liga (BL2), o contator (K1) é desenergizado e o contator (K2) é acionado (entra) fechando o contato de selo. Com isso o motor é frenado passando a girar no sentido contrário, esquerda. Interrupção: Para desligar, basta pressionarmos o botão desliga (BD) que, por ser normalmente fechada (uma vez acionada) interromperá o processo. Sinalização: A lâmpada (SL1) acenderá quando o contator (K1) for energizado, indicando que o motor está ligado girando para a direita. A lâmpada (SL2) acenderá quando o contator (K2) for energizado, indicando que o motor está ligado girando para a esquerda. A lâmpada (SD) inicialmente estará acesa indicando que o motor está desligado e quando o contator (K1) ou o contator (K2) for energizado, a lâmpada apagará. A lâmpada (SA) de alarme ascenderá quando o relé (Fl) atuar com sobrecarga, indicando defeito. A figura 15 ilustra o diagrama de força e de comando desse sistema. arveieação soam Ex FUI 3 E cORRéRiE a é edgo 1 K2 Ko H | Ê Doo o comemos mis | ] É edu mão db no Tal comenre asi ts à E E Ce Ce mo Ou Ou com e DIAGRAMA DE COMANDO DiaGRaNA DE FORÇA Fig. 15 13.3 — PARTIDA Y/A (estrela-triângulo) Uma das necessidades da industria é proporcionar a partida suave para motores de grande porte (acima de 10CV). Uma das técnicas utilizadas é a partida Y/A. Isso é conseguido mudando o fechamento das bobinas internas de um motor Y para 4. Para isso vamos utilizar dois recursos: intertravamento de motores e relé de tempo. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 20/23 O intertravamento de contatores é uma técnica onde a “entrada” de um contator significa, necessariamente, a saida do outro. Se o contator (K1) entrar sem que (K2) saia, haverá um curto-circuito entre as fases de alimentação. O intertravamento é realizado através de um contato auxiliar (selo) de cada contator, de modo a interromper cada respectivo comando segundo a lógica de operação. O relé de tempo, na essência, é um contator temporizado. Uma vez energizado, segundo seu ajuste, permite que determinada manobra ocorra com o tempo desejado. Esse tempo, no caso de partida de motores, dependerá de cada motor. Na prática, ele pode variar de 100ms (motores pequenos) até vários segundos. Quando o contator (K1) e (K2) entrarem, teremos a ligação estrela (Y). Nesse instante (K3) deve estar desenergizado. Após o tempo ajustado, (K2) deve sair e, então, (K3) é energizado, estabelecendo a ligação triângulo (A). A ligação estrela é feita através do curto-circuito dos terminais U2-V2-W2, e a ligação triângulo através das conexões entre UL-W2, VI-U2, E WI-V2. Ligação: Quando apertarmos o botão liga (BL), é energizado o contator (K2) e o relé de tempo (RT 1). Um contato de (K2) aciona o contator (K1), fazendo com que o motor entra em funcionamento em estrela. Comutação: Decorrido um tempo para o qual foi ajustado o relé de tempo (RT1), este opera, desligando o contator (K2), onde ocorrerá a abertura de seus contatos fechados e fechamento dos contatos abertos do contator (K2). Nesse instante o contato (K2) em série com a bobina de (K3) é fechado energizando (K3), fazendo com que o motor entra em funcionamento em triângulo. Interrupção: Para desligar, basta pressionarmos o botão desliga (BD) que, por ser normalmente fechada (uma vez acionada) interromperá o processo. Sinalização: A lâmpada (SL1) acenderá quando o contator (K1) for energizado, indicando que o motor está ligado. A lâmpada (SD) inicialmente estará acesa indicando que o motor está desligado e quando o contator (K1) for energizado, a lâmpada apagará. A lâmpada (SA) de alarme ascenderá quando o relé (Fl) atuar com sobrecarga, indicando defeito. A figura 16 ilustra o diagrama de força e de comando desse sistema. dangpração same comete rue E, E eo DIAGRAMA DE CONANDO DIAGRAMA DE FORÇA Fig. 16 Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 21/23 13.4 — CHAVE COMPENSADORA Outro modo de proporcionar a redução do pico de corrente gerado pela partida de motores, é a partida através da chave compensadora. O componente principal desse circuito é um autotransformador que, através de um “tap” (derivação), dispõe uma tensão reduzida de 65% da nominal. Através de três contatores ligamos o motor (instante da partida), nesse tap. Como a tensão está reduzida, sua partida torna-se mais suave. Uma vez vencida a inércia, o motor é ligado diretamente a rede elétrica, funcionamento de 100% da tensão. Na partida, os contatores (K2 e K3) estão energizados e (K1) desenergizado. Assim temos (K3) fazendo o fechamento de autotransformador, e (K2) conectando-o a rede. Após algum tempo, (K2 e K3) são desenergizados, desligando o autotransformador, e (K1) entra. Nesse momento, 100% da tensão passa a alimentar o motor. Ligação: Quando apertarmos o botão liga (BL), é energizado o contator (K2) e o relé de tempo (RT 1). Um contato de (K2) aciona o contator (K1), fazendo com que o motor entra em funcionamento em estrela. Comutação: Decorrido um tempo para o qual foi ajustado o relé de tempo (RT1), este opera, desligando o contator (K2), onde ocorrerá a abertura de seus contatos fechados e fechamento dos contatos abertos do contator (K2). Nesse instante o contato (K2) em série com a bobina de (K3) é fechado energizando (K3), fazendo com que o motor entra em funcionamento em triângulo. Interrupção: Para desligar, basta pressionarmos o botão desliga (BD) que, por ser normalmente fechada (uma vez acionada) interromperá o processo. Sinalização: A lâmpada (SL1) acenderá quando o contator (K1) for energizado, indicando que o motor está ligado. A lâmpada (SD) inicialmente estará acesa indicando que o motor está desligado e quando o contator (K1) for energizado, a lâmpada apagará. A lâmpada (SA) de alarme ascenderá quando o relé (Fl) atuar com sobrecarga, indicando defeito. A figura 17 ilustra o diagrama de força e de comando desse sistema. Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrotécnica 22/23
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