COMANDO ELÉTRICOS-PARTIDAS
LUIS LEMES ALMEIDA, ELTON.1
LIMA DOS PASSOS, GUILHERME.2
ANTÕNIO INÁCIO DA CUNHA, PEDRO.3
RESUMO
No trabalho será apresentado conceitos/razões utilizadas para determinar o uso de partida em motores elétricos, o mesmo aborda como atuam dentro
do sistema interno da indústria, onde há a necessidade do pleno conhecimento de métodos para se efetuar uma partida, sendo utilizada: partida suave
(soft starter), partida por inversores de frequência e direta, citando suas principais vantagens e desvantagens, assim determinando sua melhor
aplicação para cada caso.
O trabalho como um todo explica o funcionamento de um pequeno circuito elétrico, empregado muitas vezes em plantas industriais, porém no caso
em escala reduzida somente descrevendo seu modelo elétrico, utilizando-se como referência física um quadro de comando e potência.
PALAVRAs-CHAVE: partida em motores, soft starter, inversor de frequência, partida direta, quadro de comando.
COMMAND ELECTRIC & DEPARTURES
ABSTRACT
Work will be presented in concepts / reasons used to determine the usage starting in electric motors, the same addresses as work within the internal
system of the industry, where there is the need of the knowledge of methods to make a game, being used: soft start (starter), starting by frequency
inverters and direct, citing their main advantages and disadvantages, thus determining their best application for each case.
The work as a whole explains the workings of a small electrical circuit, often used in industrial plants, but if scaled only describing your electric
model, using as a reference a physical control panel and power.
KEYWORDS: starting on motors, soft starter, frequency inverter, direct start, control panel.
1. INTRODUÇÃO
O principal objetivo do trabalho é apresentar alguns dos principais temas sobre o startup de uma indústria, sendo
assim abordado a necessidade muitas vezes de alteração do modo de partida para a ligação elétrica dos motores, o
emprego de métodos alternativos da partida do motor/motores serve para beneficiar não somente rede de ligação, mas
também o equipamento em si.
2. REFEERNCIAL TEÓRICO OU FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O trabalho foi elaborado a partir do conhecimento adquirido durante os períodos de formação acadêmica, nos
cursos de Engenharia elétrica e Automação, onde os mesmos fornecem um embasamento teórico satisfatório ao assunto
abordado.
O trabalho foi idealizado a partir do conhecimento obtido em sala de aula juntamente com a atuação na área de
trabalho, que no caso fornecerá também os equipamentos para a montagem e apresentação.
2-PROJETOS DOS PAINÉIS DO CCM
Após o estudo realizado pela empresa/equipe engenharia mecânica e estrutural, normalmente, é repassado a equipe de
eng. elétrica quais as cargas necessárias para a indústria/fabrica rodar com 100% de precisão, a partir do projeto
estrutural e mecânico, é feito estudo de necessidade dos materiais sendo eles disjuntores, partidas, cabos, entre outros,
se tornando o ponto de partida para o a montagem dos quadros.
A proteção secundária e o sistema de acionamento são estipulados juntos, os disjuntores entram na parte de proteção,
sendo cotados conforme a necessidade de cada partida onde entra a parte de acionamento, é feito estudo de
compatibilidade de cada disjuntor conforme o requerimento, como cada disjuntor possui um nível de proteção, o
numero de partidas dimensionadas em cada um é feito a partir disso, tudo depende de quando o sistema de proteção
libera para as partidas. Com os sistemas de proteção definidos então começa a distribuição dos kits MSB projetamos
nossos CCMS da seguinte forma, estipulamos primeiro painéis distribuímos o sistemas de ventilação e luz. Os kits msb
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Elton Luis Lemes Almeida, 8°Periodo de Eng.Automação. E-mail: [email protected]
Guilherme Lima dos Passos, 4°Periodo de Eng.Elétrica. E-mail: [email protected]
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Pedro Antônio Inácio da Cunha, 8°Periodo de Eng.Elétrica. E-mail: [email protected]
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são geralmente distrubuidas em 4 partidas por disjuntores formando assim vários blocos de partidas. Existem algumas
regras a serem compridas,como kits de contatores e disjuntosres devem ser distribuídos em ordem crescente pelo fator
de existir um tipo de comunicação smart-wiri,tópico que iremos abordar no decorrer do projeto.
Então inicia se a montagem das partidas diretas após o termino dos kits msb entram na linha do quadro inversores de
frequecia,e soft starts Terminando assim o sistema de força de um projeto então inicia-se a linha de comando onde
determinamos os sistemas de comunicação, como os contatares irão atuar.
PARTIDA DIRETA
Consiste em aplicar ao motor elétricos toda a tensão(Energia), que ele necessita para funcionar em 100%. A partida
direta tem seus benefícios e seus malefícios. São eles:
- BENEFÍCIOS;
- Pode-se partir o motor com carga. (Desde que seja respeitado seu torque e Fator de Serviço);
- Facilidade na execução do circuito de partida e de comando;
- Baixo custo de componentes para executar o acionamento;
- Simples funcionamento e baixa manutenção;
- Alto torque na ponta do eixo ou seja potência máxima;
- MALEFÍCIOS;
- Alta corrente de partida no momento do acionamento podendo ser de 5 a 9 vezes da corrente nominal;
- Existem limitações a potência dos motores a serem realizadas as partidas diretas, (ex. É recomendado que não sejam
acionados em partida direta motores com potência acima de 10 cavalo vapor, pois ocasionam uma grande queda de
tensão do circuito na partida), de preferência partir esses motores com baixa carga ou em vazio.
- Dispositivos de acionamento (contatores, disjuntores), mais robustos
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Diagrama de Forca
A rede de alimentação será responsável por
disponibilizar, uma tensão trifásica .
Fusíveis
São utilizados para proteção de todo o circuito contra
curto-circuitos e em alguns casos atuam também por
sobrecargas longas e altas.Deve ser dimensionado
conforme a potência da carga ou motor.
Contator
Componente eletromecânico que atua como um
"interruptor", realizando a energização do motor por
acionamento elétrico. Deve ser dimensionado
conforme a potência da carga ou motor.
Relé Térmico
Sua função no circuito elétrico é proteger o motor
contra uma possível sobre-carga mecânica ou elétrica.
Motor Elétrico Trifásico
Máquina eletromecânica responsável por transformar
energia elétrica em mecânica.
- Função do diagrama de potência
A função deste circuito de potência é acionar o motor elétrico trifásico disponibilizando a ele 100% da tensão(Volts) de
alimentação fornecida pelo sistema trifásico
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Diagrama de Comando
O circuito de comando da partida direta, tem a simples função de acionar o contator K1, para que possa ser aplicada a o
motor a tensão de trabalho.
Contato Auxiliar do Relé Térmico
O contato (NF) normalmente fechado protege o motor caso
haja o acionamento do relé térmico.
Botão de Emergência
Contato (NF) normalmente fechado de botão congumelo (com
trava) que visa a parada emergencial do motor.
Botão Liga + Selo
Contato (NA) normalmente aberto de botão pulsante que tem
o objetivo de alimentar a bobina do contator; K1 contato de
selo para manter o contator acionado ou seja ligado.
Botão Desliga
Contato (NF) normalmente fechado de botão pulsante que,
desenergiza a bobina do contator desligando o mesmo.
Bobina do contator
Quando energizada, atraca o contator, fazendo que o mesmo
acione o motor elétrico.
- Funcionamento do diagrama de Comando
Com todos os dispositivos em condições normais, aciona-se o botão liga, automaticamente a bobina de K1 é energizada,
K1 sela pelo contato de selo e o motor funciona, se houver alguma sobre-carga F7 aciona, desliga a bobina de K1
parando o motor e evitando que o mesmo se danifique.
INVERSORES DE FREQÜÊNCIA
A eletrônica de potência, com o passar do tempo, vem tornando mais fácil (e mais barato) o acionamento em velocidade
variável de motores elétricos. Com isto, sistemas que antes usavam motores CC, pela facilidade de controle, hoje podem
usar motores CA de indução graças aos Inversores de Freqüência, também chamados de Conversores de Freqüência.
Em paralelo ao avanço da eletrônica de potência, a microeletrônica, por meio de microprocessadores e
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microcontroladores, tem auxiliado muito o acionamento de máquinas CA, permitindo a implementação de funções
complexas num tempo de processamento cada vez mais curto. Isto tem permitido a implementação de sofisticados
algoritmos de controle que possibilitam o acionamemnto de alto desempenho com o emprego de motores de indução de
série. A título de exemplo, podemos citar que motores de indução acionados por meio de Inversores de Freqüência
podem substituir, com vantagens, os sistemas de controle de fluxo com válvulas (bombas) ou dampers (ventiladores).
2. FUNCIONAMENTO
Para entender o funcionamento de um Inversor de Freqüência, é necessário, antes de tudo, saber a função de cada bloco
que o constitui. Ele é ligado na rede elétrica, que pode ser monofásica ou trifásica, e em sua saída há uma carga que
necessita de uma freqüência diferente daquela da rede. Para tanto, o inversor tem como primeiro estágio, um circuito
retificador, responsável por transformar a tensão alternada em contínua. Após isso, existe um segundo estágio capaz de
realizar o inverso, ou seja, a transformação de uma tensão CC para uma tensão CA (conversor), e com a freqüência
desejada pela carga. Na rede de entrada a freqüência é fixa (60 Hz ou 50 Hz) e a tensão é transformada pelo retificador
de entrada em contínua pulsada (retificação de onda completa).
Soft Starters - Partida Suave Para Motores de Indução
As soft-starters são utilizados basicamente para partidas de motores de indução CA (corrente alternada) tipo gaiola, em
substituição aos métodos estrela-triângulo, chave compensadora ou partida direta. Tem a vantagem de não provocar
trancos no sistema, limitar a corrente de partida, evitar picos de corrente e ainda incorporar parada suave e proteções.
Essas chaves contribuem para a redução dos esforços sobre dispositivos de transmissão durante as partidas e para o
aumento da vida útil do motor.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
O soft-starter é um equipamento eletrônico capaz de controlar a potência do motor no instante da partida, bem como sua
frenagem. Ao contrário dos sistemasconvencionais utilizados para essa função (partida com autotransformador, estrelatriângulo).
Seu princípio de funcionamento baseia-se em componentes estáticos, os tiristores. O esquema genérico de um softstarter está ilustrado na Figura abaixo .
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SENSIBILIDADE À SEQÜÊNCIA DE FASE
Os soft-starters podem ser configurados para operarem somente se a seqüência de fase estiver correta. Esse recurso
assegura a proteção, principalmente mecânica, para cargas que não podem girar em sentido contrário (bombas, por
exemplo). Quando há a necessidade de reversão, podemos fazê-los com contatores externos ao soft-starter.
PLUG-IN
O plug-in é um conjunto de facilidades que podem ser disponibilizadas no soft-starter por meio de um módulo extra, ou
de parâmetros, como relé eletrônico, frenagem CC ou CA, dupla rampa de aceleração para motores de duas velocidades
e re-alimentação de velocidade para aceleração independente das flutuações de carga.
ECONOMIA DE ENERGIA
A maioria dos soft-starters modernos têm um circuito de economia de energia. Essa facilidade reduz a tensão aplicada
para motores a vazio, diminuindo as perdas no entreferro, que são a maior parcela de perda nos motores com baixas
cargas. Uma economia significante pode ser experimentada para motores que operam com cargas de até 50% da
potência do motor.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nesse trabalho pode-se verificar que, são vários os processos de se realizar a partida nos motores de indução trifásica.
Cada um desses processos apresenta suas vantagens e desvantagens, dependendo do aspecto particular ou do parâmetro
que
se
quer
considerar.
São muitas as grandezas envolvidas, tais como corrente de partida, torque inicial, tempo de aceleração, números de
operações consecutivas, etc, que o engenheiro projetista deve conhecer em detalhes cada processo, para o
dimensionamento
e
parametrização
dos
vários
componentes.
Durante muitos anos foram utilizados exclusivamente os dispositivos eletromecânicos, com uso de contatores e relés,
para partida dos motores de indução. Somente em algumas pequenas aplicações, como no caso de bombas de recalque
com vazão ajustável, é que se utilizavam equipamentos para a variação da velocidade do motor de indução trifásico.
Nesse caso, a variação de velocidade era feita por meio de dispositivos com embreagens, com grande perda de energia.
O aparecimento de circuitos eletrônicos controlados por tiristores veio permitir, não só o controle de variação da
velocidade do motor de indução trifásico em serviço, como também o controle de realizar partidas e paradas suaves da
máquina. Esses dispositivos eletrônicos representam uma nova era no campo de aplicação do motor de indução
trifásico, são os conversores de freqüência e soft-starters que trazem grandes vantagens no controle de partida e parada
nos
motores
de
indução
trifásicos.
A conciliação do aproveitamento das vantagens ocasionadas, com a necessidade de se eliminar alguns inconvenientes, é
um apelo à capacidade dos engenheiros eletricistas no sentido de se aperfeiçoar cada vez mais, os dispositivos de
partida em motores de indução.
REFERENCIAS
1. RASHID, Muhammad Harunur. Power Electronics – Circuits, devices and
applications. 2ª ed. Prentice Hall, New Jersey: 1993.
2. PENELLO, Luiz Fernando. Filtro Ativo de Potência “Shunt”. Tese de Mestrado,
Universidade Federal do Rio de Janeiro – COPPE: 1992.
3. MOHAN, Ned. UNDELAND, Tore M. ROBBINS, William P. Power Electronics –
Converters, Applications and Design. John Wiley & Sons, Canada:1989
4. http://news.thomasnet.com/fullstory/15867
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5. http://www.postglover.com/products/dyn_brak/dyn_brake_tech.htm
6. http://www.mitsubishi-automation.com
7. http://www.wegelectric.com/
8. http://www.directindustry.com/
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