Universidade Federal do Vale do São Francisco Colegiado de Engenharia Elétrica Instalações Elétricas DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES E PROTEÇÃO PARA PEQUENOS MOTORES Motores Elétricos 2 Classificação Corrente Contínua Shunt (paralelo); Série Corrente Alternada Síncronos; Assíncronos (de indução); 3 Identificação dos Motores Dados de Placa Marca comercial e tipo; Modelo; Número; Tensão nominal; Número de fases; Freqüência; Potência nominal; Corrente nominal; Rotação nominal; Regime de trabalho; Número de carcaça; Aquecimento permissível ou classe de isolamento; Letra-código; Fator de serviço. 4 Exemplo de Placa de Dados de um Motor 5 Instalação de Motores Considerações Iniciais Os circuitos de distribuição para instalação de motores deverão ser separados dos circuitos de iluminação, podendo os circuitos alimentadores ser comuns. 6 Corrente Nominal Motor Elétrico Energia Elétrica Potência de Saída Corrente Nominal Motor monofásico Corrente Nominal Motor trifásico M Energia Mecânica P(W ) P( HP) .746 P(CV ) .736 I I P(W ) VFN .cos . P(W ) 3 VFF .cos . 7 Motores Monofásicos – rendimento e fator de potência 8 Motores Trifásicos – rendimento e fator de potência 9 Exemplo de Aplicação Um QDF deve alimentar os seguintes motores: Motor 1 Motor 2 Motor 3 Motor 4 Motor 5 10 cv 7,5 cv 5,0 cv 3,0 cv 1,0 cv Todos os motores são trifásicos de indução, quatro pólos com rotor em gaiola e partida direta, tensão 220 V – 60 Hz sendo o de 10 cv com f.s.=1,25 e os demais com f.s.=1,0. 10 Exemplo de Aplicação QGD M1 QDF M2 QD M3 M4 M5 11 Exemplo de Aplicação Dimensionamento pela capacidade de condução de corrente Utilizando-se as tabelas em anexo para se obter o fator de potência e o rendimento de cada motor e aplicando-se as equações para o cálculo das correntes, obtém-se: Motor 10 cv 7,5 cv 5,0 cv 3,0 cv 1,0 cv Corrente [A] 25,9 20,0 14,2 8,6 3,4 I P(W ) 3 VFF .cos . 12 Exemplo de Aplicação Dimensionamento pela capacidade de condução de corrente 13 Exemplo de Aplicação Dimensionamento pela capacidade de condução de corrente Considerando-se condutores de cobre com isolação de PVC 70° e método de instalação B1, pela tabela, verifica-se a bitola do cabo a ser utilizado pelo critério da capacidade de condução de corrente. Motor 10 cv 7,5 cv 5,0 cv 3,0 cv 1,0 cv Corrente [A] 25,9 20,0 14,2 8,6 3,4 Cabo (mm2) 4,0 2,5 2,5 2,5 2,5 14 Exemplo de Aplicação Dimensionamento pela queda de tensão Sabemos que circuitos de força a queda de tensão é 5%. Podemos atribuir 3% para o cabo que alimenta o QDF e 2% para os circuitos terminais (cada motor) Circuitos monofásicos 2 I S u S = seção em mm2; = resistividade do material (Cu ou Al); I = corrente nominal * f.s.; ℓ = comprimento em metros; u = queda de tensão absoluta. Circuitos trifásicos 3 I S u Obs.: Durante a partida, a queda de tensão não pode ultrapassar 10% da tensão nominal. 15 Exemplo de Aplicação Motor 10 cv 7,5 cv 5,0 cv 3,0 cv 1,0 cv Distância (m) 32 40 40 40 50 Sendo cu=1/56 .mm2/m Cabo(mm2) 10,0 10,0 6,0 4,0 2,5 e u=0,02*220=4,4V Motor In (A) Distância (m) S (mm2) (In) S (mm2) (Ip) 1 25,9 32 5,83 6,99 2 20,0 40 5,62 6,75 3 14,2 40 3,99 4,79 4 8,6 40 2,42 2,90 5 3,4 50 1,19 1,43 3 I S u Considerando Ip = 6 x In 16 c) Proteção dos circuitos terminais DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Se dividem em três tipos de curvas de disparo ou desarme: B, C e D. A norma de proteção NBR 5410 e NBR 5459-ABNT estabelecem que: Os disjuntores de curva B devem atuar para correntes de curto-circuito entre 3 a 5 vezes a corrente nominal. Os disjuntores curva C atuam entre 5 a 10 vezes a corrente nominal. Os disjuntores de curva D devem responder para correntes entre 10 e 20 vezes a corrente nominal. 17 c) Proteção dos circuitos terminais DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Os disjuntores curva B são usados onde se espera um curto circuito com baixa intensidade, normalmente cargas resistivas, em residências nas tomadas de uso comum, onde a demanda de corrente de partida do equipamento é baixa. Os disjuntores de curva C são usado onde se espera um curto circuito de intensidade média e onde a demanda de corrente para partida de equipamentos é mediana. Normalmente cargas indutivas, como motores, sistemas de comando e controle, circuitos de iluminação em geral e ligação de bobinas. Os disjuntores de curva D são indicados para cargas com grande corrente de partida, sendo muito utilizados em grande motores e grandes transformadores. 18 Proteção dos circuitos terminais 19 Proteção dos circuitos terminais Supondo Ip=6xIn, pode-se utilizar disjuntores de curvas tipo C Corrente do disjuntor: Id=In/0,8 Motor 10 cv 7,5 cv 5,0 cv 3,0 cv 1,0 cv In(A) 25,9 20,0 14,2 8,6 3,4 Id (A) 30 25 20 10 5 20 Dimensionamento dos Circuitos Alimentadores Dimensionamento pela capacidade de corrente Soma-se as correntes de cada motor multiplicada pelo respectivo fator de serviço n I alimentador f .s.i I i i 1 21 Dimensionamento dos Circuitos Alimentadores Dimensionamento pela queda de tensão Circuitos monofásicos Circuitos trifásicos S S 2 I u 3 I u S = seção em mm2; = resistividade do material (Cu ou Al); I = corrente nominal * f.s.; ℓ = comprimento em metros; u = queda de tensão absoluta. Para se calcular a queda de tensão considerando-se a partida, utiliza-se como valor de corrente para o alimentador, a corrente de partida do maior motor somado com as correntes nominais dos demais motores. 22 Dimensionamento dos Circuitos Alimentadores (cont.) Proteção dos circuitos alimentadores A capacidade nominal dos dispositivos de proteção dos circuitos alimentadores de motores não deverá ser maior do que a adequada ao ramal, que exige proteção de maior capacidade, mais a soma das correntes nominais dos motores restantes. I proteçãodo alimentador I proteçãodo ramalde maior capacidade I motores restantes 23 UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO Colegiado de Engenharia Elétrica FIM da Apresentação Abril / 2011 24