comandos elétricos

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SENAI - Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

CURSO: ELETRICIDADE INDUSTRIAL

Instrutor: Jos de Ribamar C.Botantuit Formao: Licenciado em Eletricidade Especializao: Docncia do Ensino Superior

CONTEDO 1 Riscos eltricos; 2 Motor eltrico; funcionamento e simbologia, Tipos, Ligao dos terminais, 3 Dispositivos de manobras; funcionamento e simbologia, contactor, botoeira, temporizador, chave fim de curso e chave seccionadora,

CONTEDO 4 Dispositivos de proteo; - funcionamento e simbologia, - fusveis, - rel trmico, - rel falta de fase, 5 Diagramas eltricos; - unifilar, - multifilar - funcional,

CONTEDO 6 Sistemas de comandos de motores; partida direta (simples e reverso), partida estrela tringulo automtica, partida compensada automtica, motor de mltipla velocidade, frenagem por CC, 7 Soft Starter, 8 Inversor de frequncia, 9 Motor CC.

Mquinas Eltricas Rotativas Motor eltrico uma mquina destinada a transformar energia eltrica em energia mecnica

Tipos de motores: motor CA. motor CC;

Os motores eltricos em geral compem-se de duas partes:

Rotor: que a parte mvel Estator ou Carcaa: que a parte fixa

Tipos de motores eltricos

Tipos de motores eltricos

Tipos de Motores de induo monofsicos: Motor de Plos Sombreados (ou shaded pole); Motor de Fase Dividida (ou split phase); Motor de Condensador de Partida (ou capacitor - start); Motor de Condensador Permanente (ou permanent - split capacitor); Motor com Dois Condensadores (ou twovalue capacitor).

Motor de Plos Sombreados O motor de plos sombreados, tambm chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole), graas ao seu processo de arranque, o mais simples e econmico dos motores de induo monofsicos.

Construtivamente existem diversos tipos, sendo que uma das formas mais comuns a de plos salientes. Cada plo vai ter uma parte (em geral 25% a 35% do mesmo) abraada por uma espira de cobre em curto-circuito.

A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relao ao fluxo da parte no abraada pela mesma. O resultado disto semelhante a um campo girante que se move na direco da parte no abraada para a parte abraada do plo, produzindo o binrio que far o motor partir e atingir a rotao nominal. O sentido de rotao, portanto, depende do lado em que se situa a parte abraada do plo.

Consequentemente, o motor de campo distorcido apresenta um nico sentido de rotao. Este geralmente pode ser invertido, mudando-se a posio da ponta de eixo do rotor em relao ao estator. Existem outros mtodos para se obter inverso de rotao, mas muito mais dispendiosos.

Quanto ao desempenho, os motores de campo distorcido apresentam baixo binrio de arranque (15% a 50% do nominal), baixo rendimento e baixo factor de potncia. Devido a esse facto, eles so normalmente fabricados para pequenas potncias, que vo de alguns milsimos de cv a 1/4 cv.

so ideais em aplicaes tais como: movimentao de ar (ventiladores, exaustores, purificadores de ambiente, unidades de refrigerao, secadores de roupa e de cabelo, pequenas bombas e compressores, projectores de slides, giradiscos e aplicaes domsticas.

Motor de Fase Dividida (Split.Phase) Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque), ambos defasados de 90 graus. O enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o binrio necessrio para a rotao inicial e a acelerao.

Quando o motor atinge uma rotao predeterminada, o enrolamento auxiliar desligado da rede atravs de uma chave que normalmente actuada por uma fora centrfuga (chave ou disjuntor centrfugo) ou em casos especficos, por rel de corrente, chave manual ou outros dispositivos especiais. Como o enrolamento auxiliar dimensionado para actuar apenas no arranque, se no for desligado logo aps o arranque danificase.

O ngulo de desfasamento que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar pequeno e, por isso, estes motores tm binrio de arranque igual ou pouco superior ao nominal, o que limita a sua aplicao a potncias fraccionrias e a cargas que exigem pouco binrio de arranque, tais como mquinas de escritrios, ventiladores e exaustores, pequenos polidores, compressores hermticos, bombas centrfugas, etc.

Motores eltricos Motor eltrico a mquina destinada a transformar energia eltrica em energia mecnica. Os tipos mais comuns de motores eltricos so:

a) Motores de corrente contnua So motores de custo mais elevado e, alm disso, precisam de uma fonte de corrente contnua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contnua.

b) Motores de corrente alternada So os mais utilizados, porque a distribuio de energia eltrica feita normalmente em corrente alternada. Os principais tipos so: Motor sncrono: Funciona com velocidade fixa; utilizado somente para grandes potncias (devido ao seu alto custo em tamanhos menores) ou quando se necessita de velocidade invarivel.

Motor de induo: Funciona normalmente com uma velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecnica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de mquinas acionadas, encontradas na prtica.

Conjugado O conjugado (tambm chamado torque, momento ou binrio) a medida do esforo necessrio para girar um eixo.

Fator de potncia O fator de potncia, indicado por cos , onde o ngulo de defasagem da tenso em relao corrente, a relao entre a potncia real (ativa) P e a potncia aparente S P P (kW) x 1000 cos = = S 1,73 x U . I

Assim, - Carga Resistiva: cos = 1 - Carga Indutiva: cos atrasado - Carga Capacitiva: cos adiantado Os termos, atrasado e adiantado, referemse fase da corrente em relao fase da tenso.

Um motor no consome apenas potncia ativa que depois convertida em trabalho mecnico, mas tambm potncia reativa, necessria para magnetizao, mas que no produz trabalho.

Rendimento O motor eltrico absorve energia eltrica da linha e a transforma em energia mecnica disponvel no eixo. O rendimento define a eficincia com que feita esta transformao.

Chamando Potncia til Pu a potncia mecnica disponvel no eixo e Potncia absorvida Pa a potncia eltrica que o motor retira da rede, o rendimento ser a relao entre as duas, ou seja: Pu (W) 736 x P (cv) 1000 x P (kW) = = = Pa (W) 1,73 . U . I. cos 1,73 . U . I . cos

Freqncia o nmero de vezes por segundo que a tenso muda de sentido e volta condio inicial. expressa em ciclos por segundo ou hertz, simbolizada por Hz. Tenso mxima ( Umx ) o valor de pico da tenso, ou seja, o maior valor instantneo atingido pela tenso durante um ciclo (este valor atingido duas vezes por ciclo, uma vez positivo e uma vez negativo).

Corrente mxima ( Imx ) o valor de pico da corrente. Valor eficaz de tenso e corrente ( U e I ) o valor da tenso e corrente contnuas que desenvolvem potncia correspondente quela desenvolvida pela corrente alternada. Pode-se demonstrar que o valor eficaz vale: U = Umx / 2 e I = Imx / 2 .

Defasagem ( ) o atraso da onda de corrente em relao onda da tenso. Em vez de ser medido em tempo (segundos), este atraso geralmente medido em ngulo (graus) correspondente frao de um ciclo completo, considerando 1 ciclo = 360. Mas comumente a defasagem expressa pelo cosseno do ngulo (Fator de potncia).

Motor de induo trifsico O motor de induo trifsico composto fundamentalmente de duas partes: estator e rotor.

Estator Carcaa ( 1 ) - a estrutura suporte do conjunto; de construo robusta em ferro fundido, ao ou alumnio injetado, resistente corroso e com aletas. Ncleo de chapas ( 2 ) - as chapas so de ao magntico, tratatas termicamente para reduzir ao mnimo as perdas no ferro. Enrolamento trifsico ( 8 ) - trs conjuntos iguais de bobinas, uma para cada fase, formando um sistema trifsico ligado rede trifsica de alimentao.

Rotor Eixo ( 7 ) - transmite a potncia mecnica desenvolvida pelo motor. tratado termicamente para evitar problemas como empenamento e fadiga. Ncleo de chapas ( 3 ) - as chapas possuem as mesmas caractersticas das chapas do estator. Barras e anis de curto-circuito ( 12 ) - so de alumnio injetado sob presso numa nica pea.

Outras partes do motor de induo trifsico: Tampa ( 4 ) Ventilador ( 5 ) Tampa defletora ( 6 ) Caixa de ligao ( 9 ) Terminais ( 10 ) Rolamentos ( 11 )

Princpio de funcionamento - campo girante Quando uma bobina percorrida por uma corrente eltrica, criado um campo magntico dirigido conforme o eixo da bobina e de valor proporcional corrente.

a) Na figura 1.10a indicado um enrolamento monofsico atravessado por uma corrente I, e o campo H criado por ela; o enrolamento constitudo de um par de plos (um plo norte e um plo sul), cujos efeitos se somam para estabelecer o campo H. O fluxo magntico atravessa o rotor entre os dois plos e se fecha atravs do ncleo do estator.

Se a corrente I alternada, o campo H tambm , e o seu valor a cada instante ser representando pelo mesmo grfico da figura 1.4b, inclusive invertendo o sentido em cada meio ciclo. O campo H pulsante pois, sua intensidade varia proporcionalmente corrente, sempre na mesma direo norte-sul.

b) Na figura 1.10b indicado um enrolamento trifsico, que transformado por trs monofsicos espaados entre si de 120. Se este enrolamento for alimentado por um sistema trifsico, as correntes I1, I2 e I3 criaro, do mesmo modo, os seus prprios campos magnticos H1, H2 e H3. Estes campos so espaados entre si de 120.

Velocidade sncrona ( ns ) A velocidade sncrona do motor definida pela velocidade de rotao do campo girante, a qual depende do nmero de plos (2p) do motor e da freqncia (f) da rede, em hertz.

O campo girante percorre um par de plos (p)

a cada ciclo. Assim, como o enrolamento tem plos ou p pares de plos, a velocidade do campo ser: 60 x f 120 x f ns = = p 2p

( rpm )

a) Qual a rotao sncrona de um motor de 6 plos, 50Hz? 120 x 50 ns = = 1000 rpm 6 b) Motor de 12 plos, 60Hz? 120 x 60 ns = = 600 rpm 12

Escorregamento ( s ) a diferena entre a velocidade do campo girante e a do rotor. Geralmente o escorregamento expresso percentualmente em relao velocidade de sincronismo. Seu valor baixo quando o motor funciona a vazio.

Quanto maior a carga, maior ter que ser o conjugado necessrio para acion-la. Para obter o conjugado, ter que ser maior a diferena de velocidade para que as correntes induzidas e os campos produzidos sejam maiores. Portanto, medida que a carga aumenta cai a rotao do motor.

ns - n ns - n s (rpm) = ns - n ; s = ; s ( % ) = x ns ns

100

Para um dado escorregamento s(%), a velocidade do motor ser, portanto S(%) n = ns x ( 1 - ) 100

Qual o escorregamento de um motor de 6 plos, 50Hz, se sua velocidade de 960 rpm? 1000 - 960 s ( % ) = x 100 1000 s ( % ) = 4%

onde: s = escorregamento, em %; ns = velocidade sncrona; n = velocidade do rotor.

O rotor do motor plena carga d um escorregamento que varia de 3% para os motores potentes at 6% para os de pequena potncia.

Velocidade nominal a velocidade (rpm) do motor funcionando potncia nominal, sob tenso e freqncia nominais. depende do escorregamento e da velocidade sncrona. s% n = ns x ( 1 - ) ( rpm) 100

O sistema No Brasil, o sistema de alimentao pode ser monofsico ou trifsico. O sistema monofsico utilizado em servios domsticos, comerciais e rurais, enquanto o sistema trifsico, em aplicaes industriais, ambos em 60Hz.

Trifsico As tenses trifsicas mais usadas nas redes industriais so: Baixa tenso: 220V, 380V e 440V Mdia tenso: 2.300 V, 4.160 V e 6.600 V O sistema trifsico estrela de baixa tenso, consiste de trs condutores de fase (L1, L2, L3) e o condutor neutro (N), sendo este, conectado ao ponto estrela do gerador ou secundrio dos transformadores

Monofsico As tenses monofsicas padronizadas no Brasil so as de 127V (conhecida como 110V) e 220V. Os motores monofsicos so ligados duas fases (tenso de linha UL) ou uma fase e o neutro (tenso de fase Uf). Assim, a tenso nominal do motor monofsico dever ser igual tenso UL ou Uf do sistema.

Quando vrios motores monofsicos so conectados ao sistema trifsico (formado por trs sistemas monofsicos), deve-se tomar o cuidado para distribu-los de maneira uniforme, evitando-se assim, desequilbrio entre as fases.

Freqncia nominal (Hz) a freqncia da rede para a qual o motor foi projetado.

Ligao em freqncias diferentes Motores trifsicos bobinados para 50Hz podero ser ligados tambm em rede de 60Hz.

a) Ligando o motor de 50Hz, com a mesma tenso, em 60Hz - a potncia do motor ser a mesma; - a corrente nominal a mesma; - a corrente de partida diminui em 17%; - o conjugado de partida diminui em 17%; - o conjugado mximo diminui em 17%; - a velocidade nominal aumenta em 20%.

Nota: Devero ser observados os valores de potncia requeridos, para motores que acionam equipamentos que possuem conjugados variveis com a rotao.

b) Se alterar a tenso em proporo freqncia: - aumenta a potncia do motor 20%; - a corrente nominal a mesma; - a corrente de partida ser aproximadamente a mesma; - o conjugado de partida ser aproximadamente o mesmo; - o conjugado mximo ser aproximadamente o mesmo; - a rotao nominal aumenta 20%.

Quando o motor for ligado em 60Hz com a bobinagem 50Hz, poderemos aumentar a potncia em 15% para II plos e 20% para IV, VI e VIII plos.

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS

DEFINIO: so dispositivos eltricos (chaves) destinados a estabelecer ou interromper a corrente em um circuito eltrico.

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS 1 - BOTOEIRA: um elemento de comando, cuja finalidade ligar ou desligar as chaves magnticas. - CONSTITUIO: a BLOCOS DE CONTATOS contato NF contato NA b BOTO PARA BOTOEIRAS - - boto normal boto de soco - comutador com chave -- boto saliente posies comutador de

DISPOSITIVOS DE MANOBRASc - IDENTIFICAO DOS BORNES DAS BOTOEIRAS

1 3

2

NF

4

NA

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS

DISPOSITIVOS DE MANOBRASd - CDIGO DE CORES PARA BOTES Desligar/ emergncia ou ou Ligar/ partida Qualquer funo

Partida de retrocesso fora das condies normais de opo

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS2 - CHAVE MAGNTICAa DEFINIO: um dispositivo de manobra mecnico, acionado eletromagneticamente, construdo para uma elevada frequncia de manobras e cujo arco extinto no ar. b TIPOS: 1 Contator tripolar: destinado a efetuar o comando dos diversos tipos de cargas das instalaes industriais ( motores, capacitores, etc.)

DISPOSITIVOS DE MANOBRASa - Contatos: so os elementos encarregados de realizar a principal funo de um contactor, que estabelecer, conduzir ou interromper a corrente eltrica. Em um mesmo contactor podem-se distinguir dois tipos de contatos: - contatos principais, destinados a abrir ou fechar os circuitos principais ou de potncia; - contatos auxiliares, destinados a abrir ou fechar circuitos de comando, sinalizao, ou seja, circuitos auxiliares.

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS a - SimbologiaBobinas para contator com um enrolamento

Bobina para contator com dois enrolamentos

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS a - SimbologiaCONTATOR DE FORA Os contatos principais ou de fora so representados por apenas um algarismo e os contatos auxiliares so representados por dois algarismos, onde:

O 1 algarismo indica a sequncia; O 2 algarismo indica a funo:Se: Se: 1 contato NF 3 contato NA

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS2 Contator auxiliar: destinado a efetuar o comando de sinalizao ou o comando de outros contatores.

a - SimbologiaCONTATOR AUXILIAR Todos os contatos so representados por dois algarismos, onde: O 1 algarismo indica a sequncia; O 2 algarismo indica a funo: Se: 1 contato NF Se: 3 contato NA

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS c - Constituio1 carcaa a parte que aloja todos os componentes do contator; 2 bobina o enrolamento responsvel pela criao de um campo magntico; 3 ncleo magntico o elemento responsvel pela concentrao das linhas de fora do campo magntico criado pela bobina; 4 contatos so os elementos responsveis em estabelecer ou interromper o circuito: A contatos fixos; B contatos mveis.

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS c - Constituio5 suporte dos contatos mveis; 6 mola interruptora responsvel pela velocidade de abertura dos contatos mveis; 7 cmara de extino do arco eltrico o compartimento de um dispositivo de manobra, que envolve os contatos principais.

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS d - Categorias de utilizao de contactores1 - CA AC-1 Cargas no indutivas ou ligeiramente indutivas; fornos resistivos; cargas resistivas; AC-2 Motores com anis coletores: partida; desligamento (guinchos, bombas e compressores) 2,5 x In; AC-3 Motores de gaiola: partida; desligamento de motores durante o funcionamento (bombas, ventiladores, compressores) 6 x In;

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS d - Categorias de utilizao de contactores1 - CA AC-4 Motores de gaiola: partida; parada ou reverso rpidas pela inverso das conexes primrias durante o funcionamento do motor; energizao nica ou repetitiva do motor por curtos perodos de tempo, manobras pesadas. Pontes rolantes, tornos. 6 x In

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS d - Categorias de utilizao de contactores2 - CC DC-1 Cargas no indutivas ou ligeiramente indutivas; fornos resistivos DC-3 Motores shunt: partida; parada ou reverso rpidas pela inverso das conexes primrias durante o funcionamento do motor; energizao nica ou repetitiva do motor por curtos perodos de tempo; frenagem dinmica de motores CC

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS d - Categorias de utilizao de contactores2 - CC DC-5 Motores srie: partida; parada ou reverso rpidas pela inverso das conexes primrias durante o funcionamento do motor; energizao nica ou repetitiva do motor por curtos perodos de tempo, frenagem dinmica de motores CC DC-6 Comutao de lmpadas incandescentes

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS3 - CHAVE FIM DE CURSOa DEFINIO: um dispositivo auxiliar de acionamento mecnico, que atua num circuito de comando; b Funo: 1 controle, 2 comando, 3 segurana. c Simbologia d tipos de acionamentos

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS4 - TEMPORIZADORES a DEFINIO: so dispositivos que fornecem um sinal de sada conforme a funo e o tempo selecionado, estes dispositivos so utilizados em automao, processos industriais, partida de motores e outras aplicaes. b Tipos quanto ao funcionamento: 1 Eletrnicos: contato reversvel bobina

dois contatos

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS2 Motorizados:bobina contato reversvel dois contatos

3 Pneumticos: bobina dois contatos

DISPOSITIVOS DE MANOBRASc Tipos quanto a ao: 1 T.on (Retardo na Energizao) Aps a energizao do rel, inicia-se a contagem do tempo ajustado. Decorrido este perodo, ocorrer a comutao dos contatos de sada, os quais permanecem neste estado at que a alimentao seja interrompida. Pneumtico Eletrnico On Delay

DISPOSITIVOS DE MANOBRASc Tipos quanto a ao: 2 T.off (Retardo na Desenergizao) Com o rel alimentado, a partir da energizao do terminal de comando os contatos de sada comutam instantneamente. Ao se retirar o comando, os contatos de sada retornam a condio original aps decorrido o perodo ajustado. Eletrnico

Pneumtico

Off Delay

DISPOSITIVOS DE MANOBRAS 5 - SENSORES DE PROXIMIDADE A DEFINIO: so dispositivos eletrnicos utilizados para deteco de objetos, corpos ou volumes, sem que haja contato fsico entre o objeto detectado e o sensor. Os sensores de proximidade so divididos em trs principais grupos, conforme caractersticas construtivas e o tipo de material que so capazes de detectar:

DISPOSITIVOS DE MANOBRASSENSORES DE PROXIMIDADE

1 - Sensores de Proximidade Indutivos: utilizam o processo de induo eletromagntica e so utilizados para deteco de corpos ou materiais metlicos. Temos sensores de 6,5 mm de dimetro at 150mm.

DISPOSITIVOS DE MANOBRASSENSORES DE PROXIMIDADE 2 - Sensores de Proximidade Capacitivos: utilizam o processo de acoplamento capacitivo e so utilizados para deteco de qualquer tipo de substncia ou material, metlico ou no-metlico, slido ou lquido. NOVIDADE: sensores capacitivos a partir de 12mm de dimetro

DISPOSITIVOS DE MANOBRASSENSORES DE PROXIMIDADE 3 - Sensores de Proximidade ticos: utilizam o processo de emisso e recepo de raios infravermelhos e so utilizados para deteco de qualquer tipo de material, conforme seu ndice de reflexo ou difrao.

DISPOSITIVOS DE MANOBRASSENSORES DE PROXIMIDADE PRINCIPAIS VANTAGENS:

Acionamento sem contato fsico; Chaveamento eletrnico totalmente em estado slido; Alta durabilidade; Baixssima manuteno; Alta velocidade de comutao.

DISPOSITIVOS DE MANOBRASSENSORES DE PROXIMIDADE

DISPOSITIVOS DE PROTEO

DISPOSITIVOS DE PROTEO DEFINIO: so dispositivos inseridos nos circuitos eltricos com objetivo de interromper a passagem de corrente em casos de anormalidades, tais como: Curto-circuito; Sobrecorrente; Sobrecarga; Ausncia de uma das fases ou do neutro num sistema trifsico.

DISPOSITIVOS DE PROTEO Curto-circuito ligao entre dois pontos do circuito com impedncia desprezvel. Normalmente a corrente 10 vezes maior que a nominal. Sobrecorrente - nvel de excesso de corrente em relao a corrente nominal.

DISPOSITIVOS DE PROTEO1 FUSVEL a definio um dispositivo usado com o objetivo de limitar a corrente eltrica de um circuito, proporcionando sua interrupo em casos de curto circuito ou sobrecarga de longa durao. b tipos: NH Diazed Silized Vidro

DISPOSITIVOS DE PROTEO1 FUSVEL tipos quanto a ao: 1 Ao rpida 2So destinados a proteo de circuitos em que Ao retardada no ocorre variao considervel de corrente So fusveis que suportam por alguns segundos 3 Ao ultrarpida quando do acionamento do circuito. Ex. circuitos a elevao do valor da corrente. Caso tpico que So fusveis resistivos. puramente que suportam porem que milissegundos ocorre na partida de motores alguns a corrente ade partida do valor da corrente. vezestpico que elevao pode atingir de 5 a 7 Caso a corrente ocorre nos circuitos que utilizam semicondutores de nominal. potncia. ex.: Soft starter e Inversores de frequncia.

DISPOSITIVOS DE PROTEOPrincipais Caractersticas de Fusveis Corrente Nominal - corrente que o fusvel suporta continuamente sem interromper. Esse valor marcado no corpo do fusvel. Corrente de curto circuito - corrente mxima que deve circular no circuito e que deve ser interrompida instantaneamente. Capacidade de ruptura - (kA) - valor de corrente que o fusvel capaz de interromper com segurana. No depende da tenso nominal da instalao.

DISPOSITIVOS DE PROTEOPrincipais Caractersticas dos Fusveis Tenso Nominal - tenso para a qual o fusvel foi construdo. fusveis de baixa tenso 500V em CA e 600V em CC. Resistncia de contato valor de resistncia entre o contato da base e o fusvel. Normalmente, eventuais aquecimentos que podem provocar a ruptura do elo fusvel.

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Especificaes de uso - IEC) Cdigo de 2 Letras Primera = Faixa de Interrupo; "g" - Atuao para sobrecarga e curto "a" - Atuao apenas para curto-circuito. Segunda letra, denomina - "Categoria de Utilizao: "L/G" - Proteo de cabos e uso geral "M" - Proteo de Motores "R"- Proteo de circuitos com semicondutores Exemplos: "gL/gG"- - proteo de cabos e uso geral "aM" - - Fusvel para proteo de motores "aR" - - Fusvel para proteo de semicondutores

DISPOSITIVOS DE PROTEO(Tipos de Fusveis Baixa Tenso) Modelos em Baixa tenso Tipo rolha Tipo cartucho Tipo encaixe calibrado (especfico) Diazed D NH(Niederspannungs Hochleitungs =Baixa Tenso e Alta Capacidade de Interrupo Neozed Sitor Silized Minized

DISPOSITIVOS DE PROTEO

Fusveis (Tipo rolha) Caractersticas Pequena capacidade de ruptura Alta resistncia de contato Correntes de 6 a 30 A 250 V

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Tipo cartucho) Caractersticas Partes de ligao virola ou faca Contatos normalmente oxidam com facilidade, conseqentemente elevada resistncia de contato. Invlucro papelo impregnado de verniz Internamente podem conter cristais de slica como elemento extintor.

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Tipo Diazed) Caractersticas Categoria de utilizao - Ao retardada e ultrarpida Tenso nominal - 500V em corrente alternada. Elemento fusvel - Liga de cobre ou prata rea de contato - Liga de lato com tratamento de superfcie em nquel. Corpo - Material cermico Faixa de atuao = 2A a 63A em 500V

DISPOSITIVOS DE PROTEO

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Tipo NH GL e GG) gL/gG, em cinco tamanhos atendem as correntes nominais de 6 a 1250A. Capacidade de interrupo de 120kA em at 500VCA

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Neozed)

Uso: gL/gG, em dois tamanhos (D01 e D02) atendendo as correntes nominais de 2 a 63A. Capacidade de interrupo: 50kA em 400VCA

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Silized) Uso: gR, em trs tamanhos atendem as correntes nominais de 16 a 100A. so utilizados na proteo de curto- circuito de semi-condutores Capacidade de interrupo: 50kA em at 500VCA. podem apresentar no formato cartucho tambm.

DISPOSITIVOS DE PROTEOFusveis (Sitor) Uso: gR / aR Fusveis ultra-rapido Ideal para proteo de circuitos eletrnicos Encontrado em dois tamanhos (1e 2), podendo ser usado em AC (de 800 1000 V) ou DC (de 440 a 600 V).

DISPOSITIVOS DE PROTEO

DISPOSITIVOS DE PROTEO

DISPOSITIVOS DE PROTEOCOR ROSA MARROM VERDE VERMELHO CINZA AZUL AMARELO PRETO BRANCO LARANJA Intensidade de corrente (A) 2 4 6 10 16 20 25 35 50 63

DISPOSITIVOS DE PROTEO

VISTA INTERNA

Ruptura por sobrecarga de longa durao (estanho)

CARACTERSTICAS DO ELO FUSVEL

Ruptura por curto-circuito

DISPOSITIVOS DE PROTEORel Falta de Fase com e sem Neutro FSN destinam-se proteo de sistemas trifsicos contra a falta de fase (ou neutro) e assimetria modular de tenso. O grau de sensibilidade s assimetrias selecionvel no ajuste frontal.

DISPOSITIVOS DE PROTEORel Falta de Fase com e sem Neutro FSN Protege as instalaes contra falta de fase e/ou neutro e assimetria modular que compromete o funcionamento de motores, equipamentos ou processos. O rel interno comutar, desligando o sistema sob proteo sempre que houver uma anomalia na rede. Obs: Este rel no supervisiona assimetria angular.

DISPOSITIVOS DE PROTEORel Falta de Fase com e sem Neutro FSN Modo de Funcionamento O dispositivo FSN deve ser conectado diretamente rede a ser monitorada. Seus contatos de sada devero ser utilizados para interromper a operao do motor ou processo a ser protegido. FSN - 1R FSN - 2R

DIAGRAMAS ELTRICOSDEFINIO: a representao de uma instalao, ou parte dela, por meio de smbolos grficos. Todo ou qualquer projeto ser desenvolvido atravs de smbolos, e para tanto, sero utilizados os diagramas unifilar, multifilar e funcional. Diagrama Unifilar: aquele que representa de maneira simplificada os componentes e o percurso de sua instalao por um nico trao.

DIAGRAMAS ELTRICOSDiagrama Multifilar: este diagrama representa todo o sistema eltrico, em seus detalhes, com todos os condutores. Cada trao um condutor que ser utilizado na ligao dos componentes. Utiliza-se, freqentemente, o diagrama multifilar para representar circuitos de comando e proteo e circuitos de fora para acionamentos industriais.

DIAGRAMAS ELTRICOSDiagrama Multifilar: 1 - circuito de fora: representa os elementos a serem acionados, ou seja, a carga do circuito. aquele em que circula a corrente solicitada pela carga instalada.

2 - circuito de comando: representa os elementos de proteo, sinalizao e atuadores, tais como: botoeiras, fins de curso, lmpadas de sinalizao e contatos auxiliares de contatores e rels.

DIAGRAMAS ELTRICOS

Diagrama Funcional : apresenta todo o sistema eltrico e permite interpretar, com clareza e rapidez, o funcionamento ou seqncia funcional dos circuitos. Neste esquema, mostra-se o equipamento exatamente como ele encontrado venda no mercado, ou como ele industrialmente fabricado. Diagrama funcional

DIAGRAMAS ELTRICOSNota: os elementos de circuito contidos em um diagrama eltrico devem sempre ser representados em seu estado normal (desligado).

DIAGRAMAS ELTRICOS

Diagrama Unifilar:

DIAGRAMAS ELTRICOSDiagrama Multifilar

DIAGRAMAS ELTRICOS

Diagrama Funcional

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS1 - PARTIDA DIRETA: o mtodo mais simples que h, no emprega dispositivos especiais de acionamento de motores.

o mtodo no qual o motor parte com valores de conjugado e corrente de partida plenos, pois suas bobinas recebem a tenso nominal de trabalho.Obs: a corrente de partida varia de 5 a 10 vezes a corrente nominal. Para dimensionamento considera-se IP = 7 x IN.

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS

De acordo com as normas da concessionria, a partida direta s dever ser aplicada a motores com potncia mxima de 10 CV.

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDESVANTAGENS: - Acentuada queda de tenso no sistema de alimentao da rede;- Exigncia de superdimensionamento de condutores e dispositivos de manobras e proteo. - Limitaes em relao a potncia do motor.

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDIMENSIONAMENTO; 1 FUSVEIS F1 = K x IP Irb ( A ) Irb 40 40 < Irb 500 Irb > 500 IP = IN x (IP/ IN) K 0,5 0,4 0,3

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDIMENSIONAMENTO;2 CONTATOR K1 = IN Categoria: AC1 para circuitos resistivos; AC2 Motor com rotor bobinado AC3 Bombas e compressores AC4 Equipamentos que utilizam reverso (Ponte rolante).

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDIMENSIONAMENTO; 3 REL TRMICO RT = IN

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS

a1

f1K1 RTM3

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS Caso a partida direta no seja possvel, devido aos inconvenientes, pode-se usar sistema de partida indireta para reduzir a corrente de partida: - chave estrela-tringulo - chave compensadora - chave srie-paralelo - partida eletrnica (soft-starter) Inversor de frequncia

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS PARTIDA Y/ : o sistema de partida, no qual o motor parte com seus enrolamentos conectados em Y at atingir uma velocidade prxima da nominal (80 %), em seguida seus enrolamentos so conectados em . fundamental que o motor tenha a possibilidade de ligao em dupla tenso, ou seja, em 220/380V, em 380/660V ou 440/760V. Os motores devero ter no mnimo seis bornes de ligao.

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS PARTIDA Y/ De acordo com as normas prescritas pelas concessionrias de energia, aplica-se Y/, a partir de 10 CV a 30 CV. OBS: a Y/ s dever ser aplicada em motores cuja a menor tenso seja igual a tenso de alimentao

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS Na ligao estrela, a corrente fica reduzida para 33% da corrente de partida na ligao tringulo. A chave estrela-tringulo em geral s pode ser empregada em partidas da mquina em vazio, isto , sem carga. Somente depois de ter atingido pelo menos 90% da rotao nominal, a carga poder ser aplicada.

Estrela tringulo (automtica) Vantagens a) A chave estrela-tringulo muito utilizada por seu custo reduzido. b) No tem limite quanto ao seu nmero de manobras. c) Os componentes ocupam pouco espao. d) A corrente de partida fica reduzida para aproximadamente 1/3.

Estrela tringulo (automtica) Desvantagens a) A chave s pode ser aplicada a motores cujos seis bornes ou terminais sejam acessveis. b) A tenso da rede deve coincidir com a tenso em tringulo do motor. c) Com a corrente de partida reduzida para aproximadamente 1/3 da corrente nominal, reduz-se tambm o momento de partida para 1/3.

Estrela tringulo (automtica) Desvantagens d) Caso o motor no atinja pelo menos 90% de sua velocidade nominal, o pico de corrente na comutao de estrela para tringulo ser quase como se fosse uma partida direta, o que se torna prejudicial aos contatos dos contatores e no traz nenhuma vantagem para a rede eltrica

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDIMENSIONAMENTO; 1 FUSVEIS

Ip = (Ip / In) x In x 0,33

F1 1,20 x In : configurao com seis fusveis; F1 In x 1,732

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDIMENSIONAMENTO;2 CONTATOR K1 = K2 IN x 0,58 K3 0,33 x In

K1 = K2 = INCategoria: AC3 Bombas e compressores

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSDIMENSIONAMENTO; 3 REL TRMICO RT = IN x 0,58

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOSEX: dimensionar os dispositivos de manobras e proteo, de uma partida Y/ para acionar um motor trifsico de 30 CV, IV plos, em rede eltrica de 380 V / 60 Hz; In = 42,02 Ip / In = 7,5

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS PARTIDA COMPENSADA: o sistema de partida, no qual o motor parte com tenso reduzida em seus enrolamentos conectados em srie com um autotransformador, at atingir uma velocidade prxima da nominal (80 %), em seguida seus enrolamentos so conectados diretamente na tenso da rede eltrica. Os motores devero ter no mnimo tres bornes de ligao.

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS PARTIDA COMPENSADA De acordo com as normas prescritas pelas concessionrias de energia, aplica-se compensadora, a partir de 30 CV, ou quando se faz necessrio um torque elevado na partida com reduo da corrente de pico.

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS Na compensadora, a reduo da corrente de partida depende do TAP do autotrafo a ser utilizado. TAP 50 % = reduo para 25 % do seu valor de IP, TAP 65 % = reduo para 42 % do seu valor de IP TAP 80 % = reduo para 64 % do seu valor de IP

SISTEMAS DE COMANDOS PARA MOTORES ELTRICOS

MOTOR CCPrincpio de funcionamento Baseia-se no princpio do eletromagnetismo: Todo condutor, percorrido por uma corrente eltrica, imerso num campo magntico, est sujeito a uma fora magntica.

No motor CC, o condutor cada fio que compe a armadura, todos os fios estaro alimentados por uma corrente contnua e imersos num campo magntico.O campo magntico pode ser produzido pelas bobinas de campo.

So motores de custo elevado e, alm disso, precisam de uma fonte de corrente contnua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contnua.

APLICAES, tais como: Mquinas de Papel Bobinadeiras e desbobinadeiras Laminadores Mquinas de Impresso Extrusoras Prensas

Elevadores Movimentao e Elevao de Cargas Moinhos de rolos Indstria de Borracha Mesa de testes de motores

Atualmente, o desenvolvimento das tcnicas de acionamentos de corrente alternada (CA) e a viabilidade econmica tm favorecido a substituio dos motores de corrente contnua (CC) pelos motores de induo acionados por inversores de freqncia.

Partes constituintes do motor CC

ROTOR (armadura) Parte girante da mquina, montada sobre o eixo da mquina, construdo de um material ferromagntico, envolto em um enrolamento chamado de enrolamento de armadura. Este enrolamento suporta uma alta corrente.

ESTATOR (campo) Parte esttica da mquina, montada em volta do rotor, de forma que o mesmo possa girar internamente. Tambm constitudo de material ferromagntico, envolto em um enrolamento de baixa potncia chamado de enrolamento de campo que tem a funo apenas de produzir um campo magntico fixo para interagir com o campo da armadura.

ESCOVAS o condutor de energia para o rotor.

Princpio de Funcionamento Operando como gerador de corrente contnua Quando se trata de um gerador, a energia mecnica suprida pela aplicao de um torque e da rotao do eixo do mesmo A fonte de energia mecnica tem o papel de produzir o movimento relativo entre os condutores eltricos dos enrolamentos de armadura e o campo magntico produzido pelo enrolamento de campo e desse modo, provocar uma variao temporal da intensidade do mesmo, e assim pela lei de Faraday induzir uma tenso entre os terminais do condutor.

Operando como Motor de corrente contnua energia eltrica fornecida aos condutores do enrolamento da armadura pela aplicao de uma tenso eltrica em seus terminais pelo anel comutador(coletor), fazendo com que se circule uma corrente eltrica nesse enrolamento que produz um campo magntico no enrolamento da armadura.

Classificao das mquinas de corrente contnua segundo sua excitao Mquina de excitao independente. O enrolamento de excitao em circuito separado. Mquina srie. O enrolamento de excitao em srie com o induzido. Mquina shunt. Com excitao em derivao Mquina composta. Com dois enrolamentos de excitao, um em srie e outro em derivao, podendo existir o esquema de ligao composto aditivo ou subtrativo.

O que faz girar o rotor do motor eltrico? O rotor do motor precisa de um torque para iniciar o seu giro. Este torque (momento) normalmente produzido por foras magnticas desenvolvidas entre os plos magnticos do rotor e aqueles do estator. Foras de atrao ou de repulso, desenvolvidas entre estator e rotor, 'puxam' ou 'empurram' os plos mveis do rotor, produzindo torques, que fazem o rotor girar mais e mais rapidamente, at que os atritos ou cargas ligadas ao eixo reduzam o torque resultante ao valor 'zero'. Aps esse ponto, o rotor passa a girar com velocidade angular constante.

Motores universais Antes de comentarmos sobre os verdadeiros motores eltricos AC, vejamos um tipo intermedirio de motor denominado motor universal. Esse motor pode funcionar tanto com alimentao DC como AC. Um verdadeiro motor eltrico DC no aceita alimentao AC (essa inverte o sentido da corrente a cada meio ciclo e isso apenas causaria trepidaes); do mesmo modo, um verdadeiro motor AC (como veremos) no aceita alimentao DC (essa no oferecer as convenientes alteraes do sentido da corrente para o correto funcionamento do motor). Porm, se substituirmos os ms permanentes dos estatores dos motores DC por eletroms e ligarmos (em srie) esses eletroms no mesmo circuito do rotor e comutador, teremos um motor universal. Eis a ilustrao dessa 'engenhoca':

Excitao das mquinas de corrente contnua As mquinas de corrente contnua so classificadas de acordo com o tipo de excitao do enrolamento do campo, que so as seguintes: a. Excitao separada Excitao shunt Excitao srie Excitao mista

b.

c.

d.

As Figuras 1.4(a) a 1.4(d) mostram as representaes esquemticas dos tipos de excitao.

O motor com excitao srie que funciona tanto com corrente contnua como com corrente alternada chamado motor universal. Este tipo de motor utilizado em quase todos os aparelhos eletrodomsticos.

Podemos classificar os motores, quanto energia eltrica absorvida, da seguinte maneira:

Motores eltricos

TAREFAS Motor CC - Identificar os terminais(enrolamentos);- 2 terminais do campo (f1 e f2), este enrolamento apresenta maior resistncia; - 2 terminais da armadura (A1 e A2), este enrolamento apresenta menor resistncia; - 2 terminais do interplo (B1 e B2); Onde: A1 e A2 > I (maior corrente), f1 e f2 < I (menor corrente),