soft starter e inversores de acionamentos

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ELETRÔNICA 
DE POTÊNCIA II 
E ACIONAMENTOS 
ELÉTRICOS E 
ELETRÔNICOS 
Mateus José Tiburski
Soft starters e inversores 
de acionamentos 
de motores CA 
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Identificar os tipos de acionamento de motores CA.
 � Analisar o funcionamento e as aplicações das chaves de partida soft 
starters.
 � Explicar o funcionamento e as aplicações dos inversores.
Introdução
A vasta aplicação dos motores CA deu-se por uma série de vantagens, 
como o tamanho reduzido e o maior rendimento, se comparados aos mo-
tores CC, reduzindo o consumo de energia elétrica, além de terem menor 
aquecimento das partes construtivas. Outro fator decisivo para o uso de 
motores CA é o custo reduzido dos componentes para sua construção, 
enquanto os CC demandam um maior número (MARTINEWSKI, 2016). Os 
motores CA têm acionamento elétrico para partida, seja a alimentação de 
forma indireta ou direta, dependendo da rede de alimentação disponível. 
Isso porque, para cada forma, existe uma demanda de tensão corrente, 
interferindo diretamente no dimensionamento dos dispositivos elétricos 
e nos condutores.
Neste capítulo, você estudará os tipos de acionamento de motores CA, 
com destaque ao funcionamento e às aplicações das chaves de partida 
soft starters e dos inversores.
1 Tipos de acionamento de motores CA
A escolha entre os tipos de acionamento de motores elétricos dá-se conforme 
as necessidades dos meios onde são inseridos. Também se pode definir o acio-
namento de motores CA pelos tipos de partida, pois é na de um motor elétrico 
que se encontra o momento mais crítico, onde consomem uma corrente mais 
elevada do que em serviço contínuo. Isso acontece devido à mudança de um 
estado de inércia do motor, que causa um pico de corrente, podendo variar 
a corrente nominal do motor na faixa de seis a oito vezes. As condições de 
partida de motores CA influenciam a amplitude e o tempo do pico da corrente 
inicial (FRANCHI, 2014). Uma partida sob carga terá um pico maior do que 
a vazio, chegando até dez vezes do valor normal. Essa alta corrente pode 
interferir diretamente nos dispositivos de proteção dos circuitos de comando, 
além de sobrecarregar a rede alimentadora e seus condutores. A Figura 1, 
a seguir, relaciona a corrente de partida com a velocidade angular.
Figura 1. Relação entre corrente de partida e velocidade angular do motor.
Velocidade angular
N
(corrente de partida)
C
or
re
nt
e 
Segundo Franchi (2014), no acionamento de motores CA, leva-se em con-
sideração a velocidade do motor, que é praticamente nula. Assim, tem-se a 
corrente máxima, que se mantém até um valor próximo da velocidade de 
trabalho do motor nominal. Pode-se afirmar que a corrente consumida por 
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA2
um motor é em função da tensão aplicada sobre ele, como mostra o gráfico 
na Figura 2, a seguir. 
Figura 2. Variação de corrente do motor devido à redução 
da tensão.
Tempo (s)
C
or
re
nt
e
Assim, a função das chaves de partida é a redução da tensão durante a 
partida do motor e, depois, a aplicação de tensão nominal, quando o motor já 
estiver em condição de trabalho. Desse modo, pode-se classificar os aciona-
mentos de motores CA em diferentes chaves de partida, podendo, ainda, ser 
divididos em duas categorias: partida direta e indireta.
Partida direta
 A partida direta é o método no qual o motor é conectado diretamente à rede 
de disjuntores que vem da rede de energia elétrica. Esta partida é tradicional 
em motores elétricos trifásicos, quando se deseja fazer uso do máximo de 
desempenho do motor. Dessa forma, o torque de partida pode ser aprovei-
tado, no entanto, suas características são: alta corrente de partida — cerca de 
8 vezes a corrente nominal — e, por consequência, necessidade de dispositivos 
de acionamento e condutores mais robustos.
3Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA
Franchi (2014) afirma que a partida direta é a forma mais simples de 
arrancar um motor elétrico, na qual as três fases estão ligadas diretamente 
ao motor, ocorrendo um pico de corrente. No entanto, a partida direta de 
um motor trifásico deve ser executada sempre que possível. Por regra das 
concessionárias de energia elétrica, só podem ser acionados por partida direta 
motores de 5 CV e 10 CV em instalações industriais. 
A partida direta deve ser realizada nos casos em que: haja baixa potência 
do motor, de modo a limitar as perturbações originadas pelo pico de corrente; 
a máquina movimentada não necessite de uma aceleração progressiva e esteja 
equipada com um dispositivo mecânico (redutor) que evita uma partida muito 
rápida; o conjugado de partida é elevado (FRANCHI, 2014). Na Figura 3, 
a seguir, pode-se verificar o diagrama de comando juntamente com o de força 
da chave de partida direta.
Figura 3. Diagrama de força e de comando de uma partida direta.
Fonte: Franchi (2014, p. 156).
L
FT1
L1 L2 L3
F1.2.3
FT1
M
~ 3
S0
S1
K1 H1
K1
14
13
96
95
N
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA4
Para interpretar o diagrama de comando da partida direta de um motor trifásico é 
preciso saber diferenciá-lo do diagrama de potência. O diagrama de comando é 
uma representação simplificada, podendo ser unipolar nas ligações — em resumo, 
é a ligação de todos os componentes e condutores da ligação elétrica. Além disso, o 
diagrama de comando é a representação esquemática e lógica de contatos que são 
responsáveis por acionar os componentes de potência. O diagrama de potência, ou 
diagrama de força, é a representação dos componentes de potência, como o motor, 
o relé térmico e os fusíveis de proteção. Para saber mais sobre o dimensionamento e 
conhecimento dos componentes de ambos os diagramas leia a partir da página 156 
do livro Acionamentos elétricos, de Claiton Moro Franchi, publicado pela Editora Érica 
em 2008. Como complemento, você pode ler a partir da página 33 do livro Eletrônica
de potência e acionamentos elétricos, de Alan Kardek Rêgo Segundo e Cristiano Lúcio
Cardoso Rodrigues, publicado pelo campus Ouro Preto do Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia de Minas Gerais em 2015 e disponível na internet.
Partida indireta
Pelo fato de o acionamento com partida direta aplicada em motores trifásicos 
apresentar uma alta corrente de partida, mostra-se atraente a utilização da 
partida indireta. Esta consiste no método de redução da corrente de partida 
que in luencia diretamente no dimensionamento dos dispositivos elétricos 
que compõem a partida do motor elétrico. Para a partida indireta, existem 
várias formas de reduzir a corrente de partida de um motor elétrico trifásico, 
pois, reduzindo a corrente de partida do motor, também se reduz o conjugado/
torque. Em virtude disso, existem opções de partida em função da aplicação 
escolhida. Dentre elas, pode-se citar algumas principais: partida estrela-
triângulo, partida compensadora e partidas eletrônicas. 
5Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA
Partida estrela-triângulo
A partida estrela-triângulo consiste na alimentação do motor com uma redução 
de tensão nas bobinas durante sua partida. O motor parte em estrela, isto é, 
com uma tensão de 58% da tensão nominal, e, após certo instante, a ligação 
é convertida em triângulo, assumindo, por fim, a tensão nominal em regime 
(FRANCHI, 2014; PETRUZELLA, 2013). A chave de partida estrela triângulo 
reduz a corrente em 33% da nominal e, respectivamente, o torque também em 
33%. Assim, esse método se mostra aplicável para partida de motores sem 
carga (a vazio) ou com cargas que apresentem conjugado resistente baixo 
e praticamente constante (SEGUNDO; RODRIGUES, 2015). Na Figura 4, 
a seguir, é apresentado o diagrama de ligação de comando e de força da chave 
de partida estrela-triângulo.
Figura 4. Diagrama de potência e de comando de uma partida estrela-triângulo: 
(a) potência; (b) comando.
Fonte: Automação...(2013, p. 24).
(a) (b)
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA6
Partida compensadora 
A partida compensadora alimenta o motor com tensão reduzida em suas 
bobinas durante a partida. Essa redução é feita por meio da ligação de um 
autotransformador em série com as bobinas do motor. De acordo com Segundo 
e Rodrigues (2015), esse autotransformador possui, geralmente, taps (pontos de 
ajuste com diferentes níveis de tensão) de 50%, 65% 80% da tensão nominal. 
A partida compensadora geralmente é utilizada em motores com potência 
superior a 15 CV, sendo o autotransformador ligado em estrela e tendo potência 
igual ou superior à do motor (FRANCHI, 2014). Ainda, tem como principal 
vantagem a robustez, podendo ser utilizado em qualquer motor trifásico. 
Diferentemente da partida estrela-triângulo, esta necessita de apenas três 
terminais do motor. Além disso, mesmo ocorrendo a comutação dos contatores, 
o motor sempre permanece energizado, e a corrente de partida é reduzida, 
aproximadamente, 42% e 65% da corrente de partida. No entanto, devido 
ao autotransformador, o custo, a manutenção e o espaço de instalação são 
maiores. A Figura 5, a seguir, apresenta uma partida de chave compensadora.
Figura 5. Diagrama de potência e de comando de uma partida compensadora: (a) potência; 
(b) comando.
Fonte: Automação... (2013, p. 34).
(a) (b)
7Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA
Partidas eletrônicas
Com o desenvolvimento da eletrônica de potência, há o aumento da viabilidade 
econômica para usufruir do uso de chaves eletrônicas de partida para motores, 
sendo as mais utilizadas: soft-starter e inversores de frequência. Esses dispo-
sitivos têm como principal finalidade reduzir a corrente de partida de motores, 
entretanto essas partidas eletrônicas diferenciam-se por sua construção e seu 
princípio de funcionamento. A Figura 6, a seguir, mostra esses dois tipos de 
partidas eletrônicas apresentados comercialmente. 
Figura 6. Partidas eletrônicas comerciais: (a) inversores; (b) soft-starters.
Fonte: (a) Adaptada de Guia... (2005); (b) Adaptada de Automação... (2019).
(a) (b)
Para interpretar o diagrama de comando e o diagrama de força dos tipos de partida 
estrela-triângulo, compensadora e eletrônica para um motor trifásico e para saber 
mais sobre o dimensionamento e conhecimento dos componentes dos diagramas, 
leia a partir da página 158 do livro Acionamentos elétricos, de Claiton Moro Franchi, 
publicado pela Editora Érica em 2014.
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA8
Conforme apresentado anteriormente, é possível compreender melhor os 
tipos de acionamento de motores CA, detalhando as partidas mais comumente 
utilizadas de acordo com a aplicação selecionada, além de algumas vantagens 
e desvantagens de cada uma. O método mais simples e mais barato é a partida 
direta. Entretanto, a corrente assume valores altos na faixa de 4 até 12 vezes o 
valor da corrente nominal, interferindo diretamente no dimensionamento do 
sistema de alimentação e dos dispositivos que fazem parte do circuito elétrico 
que alimenta o motor. Para isso, apresenta-se como solução o emprego das 
partidas indiretas, como partida estrela-triângulo e partida chave compensa-
dora — ambas com o objetivo de reduzir a corrente de partida. Ainda existem 
métodos mais eficientes de partida com o uso de dispositivos eletrônicos, 
como soft-starter e inversores. 
2 Funcionamento e aplicações de soft-starters
De acordo com Segundo e Rodrigues (2015), quando o acionamento elétrico 
não exige variação da velocidade do motor, querendo-se apenas uma partida 
mais suave, de forma que se limite à corrente de partida, evitando-se quedas de 
tensão da rede de alimentação, uma ótima opção consiste no uso de soft-starters.
Franchi (2014) destaca que as chaves de partida soft-starters são destina-
das ao comando de motores de corrente contínua e alternada, assegurando 
a aceleração e desaceleração progressiva e permitindo uma adaptação da 
velocidade às condições de operação. Por meio de um conversor com tiristores 
em antiparalelo, montados de dois a dois em cada fase da rede, possibilita-se 
o aumento progressivo da tensão, o que permite uma partida sem picos de 
correntes. A rampa de aceleração determina o aumento da tensão de forma 
progressiva, dependendo dos valores parametrizados.
9Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA
Tiristores são componentes eletrônicos especialmente desenvolvidos para se trabalhar 
em corrente alternada. Quando SCR (retificadores controlados de silício) são empre-
gados, eles são utilizados na configuração em antiparalelo, permitindo o fluxo de 
corrente nos dois sentidos, tal como acontece com os TRIAC. A título de comparação, 
um TRIAC pode ser visualizado como dois SCR, dispostos em antiparalelo. 
Para saber mais, leia a página 182 do livro Acionamentos elétricos, de Claiton Moro 
Franchi, publicado pela Editora Érica em 2014 e a partir da página 68 do livro Eletrônica 
de potência e acionamentos elétricos de Alan Kardek Rêgo Segundo e Cristiano Lúcio 
Cardoso Rodrigues, publicado pelo campus Ouro Preto do Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia de Minas Gerais em 2015 e disponível na internet.
Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento das soft-starters está baseado na utilização 
de SCR (tiristores), ou melhor, de uma ponte tiristorizada na configuração 
antiparalelo, que é comandada por uma placa eletrônica de controle, a fim 
de ajustar a tensão de saída, conforme a programação feita pelo usuário 
(MARTINEWSKI, 2016). A Figura 7, a seguir, mostra o diagrama de uma 
soft-starter.
Observa-se a soft-starter que controla a tensão da rede por meio do cir-
cuito de potência constituído de seis SCR, variando, assim, seu ângulo de 
disparo e o valor eficaz de tensão aplicada. Desse modo, pode-se controlar a 
corrente de partida do motor, proporcionando uma partida suave de forma a 
não provocar quedas de tensão elétrica bruscas na rede de alimentação, como 
ocorre em partidas diretas (FRANCHI, 2014). Além disso, geralmente, podem 
funcionar com a tecnologia chamada by-pass, na qual, após o motor partir e 
receber toda a tensão da rede, se liga um contator que substitui os módulos de 
tiristores, evitando sobreaquecimento dos mesmos (MARTINEWSKI, 2016; 
SEGUNDO; RODRIGUES, 2015).
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA10
Figura 7. Diagrama de blocos de uma soft-starter.
Fonte: Automação... (2013, p. 40).
11Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA
Aplicações 
A vasta aplicação de soft-starters é evidenciada em vários setores, como 
comercial, residencial e industrial, podendo ser aplicadas a bombas centrífu-
gas, alternativas (saneamento/irrigação/petróleo), ventiladores, exaustores, 
sopradores, compressores de ar, refrigeração (parafuso/pistão), misturadores, 
aeradores, britadores, moedores, picadores de madeira, refinadores de papel, 
fornos rotativos, serras e plainas (madeira), moinhos e transportadores de carga.
Algumas aplicações e alguns detalhes do funcionamento de soft-starter podem ser 
verificados no vídeo do fabricante WEG, acessando o link a seguir.
https://qrgo.page.link/Bjyaq
Diante do exposto, pode-se analisar a chave eletrônica de partida soft-
-starter, que é compacta e simples de operar. Esses equipamentos realizam 
partida suave de motores, reduzindo desgastes mecânicos e picos de corrente 
na partida, presentes nos outros métodos de partida vistos anteriormente. 
Ou seja, uma soft-starter controla a tensão sobre o motor por meio de um 
circuito de potência constituído por semicondutores específicos, além das 
mais diversificadas aplicações em todos os meios de uso de motores.
3 Funcionamento e aplicações dos inversores
Com a demanda por motores CA em todos os setores de aplicação, também 
aumenta a de equipamentos para controle desses motores (SEGUNDO; RODRI-
GUES, 2015). O método mais eficiente de controle de velocidade de motores,com menores perdas no dispositivo responsável pela variação de velocidade, 
consiste na variação de frequência (FRANCHI, 2014). Nos inversores de 
frequência, pode-se controlar a partida e a frenagem do motor, bem como a 
velocidade e o sentido de rotação dele. 
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA12
Os inversores de frequência podem ser conhecidos como conversores 
de frequência, pois são dispositivos eletrônicos que convertem a tensão da 
rede alternada senoidal em tensão contínua e, finalmente, em uma tensão de 
amplitude e frequência variáveis (SEGUNDO; RODRIGUES, 2015). Além 
disso, controlam não só a velocidade do eixo, mas o parâmetro como o torque 
do motor.
Princípio de funcionamento
De acordo com Segundo e Rodrigues (2015), o inversor funciona da seguinte 
maneira: ele é ligado à rede, podendo ser monofásica ou trifásica, e, em sua 
saída, há uma carga (geralmente um motor) que necessita de uma frequência 
variável. Para tanto, o inversor tem como primeiro estágio um circuito re-
tificador, responsável por transformar a tensão alternada em contínua, um 
segundo estágio, composto de um banco de capacitores eletrolíticos e circuitos 
de filtragem de alta frequência e, finalmente, um terceiro estágio (composto 
de transistores IGBT), capaz de realizar a operação inversa do retificador, ou 
seja, transformar a tensão contínua do barramento de corrente contínua (CC) 
para alternada, com a frequência desejada pela carga.
A Figura 8, a seguir, apresenta um diagrama resumido de um inversor, 
onde a seção azul é o retificador; a vermelha, o circuito inversor, responsável 
por transformar a tensão contínua em alternada; e a verde é o barramento 
CC, utilizado para filtrar a tensão contínua proveniente da seção retificadora 
(SEGUNDO; RODRIGUES, 2015, FRANCHI, 2014).
Figura 8. Diagrama resumido de um inversor de frequência.
Fonte: Segundo e Rodrigues (2015, p. 48).
Motor
AC
U
V
W
R
S
T
13Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA
Aplicações 
As aplicações citadas para as soft-starters também podem ser generaliza-
das estas. Entretanto, o fator que determina o uso de inversores é que estes 
podem substituir sempre uma soft-starter, mas o contrário não é possível. 
Ainda, a maioria dos inversores de frequência dispõe da função regulador PID 
(proporcional integral derivativo), uma ação que pode ser usada para fazer 
o controle de um processo em malha fechada, ou seja, sem a necessidade de 
um controlador externo.
Na Figura 9, a seguir, tem-se a aplicação de um inversor para um motor 
de indução, usualmente utilizado em vasto setor industrial.
Figura 9. Ligação entre um inversor de frequência e um motor de indução.
Fonte: Segundo e Rodrigues (2015, p. 46).
Entrada
monofásica
ou trifásica
Inversor de
frequência
Saída
trifásica Motor
A abordagem dos tópicos já mencionados possibilita a compreensão so-
bre os tipos de acionamento de motores CA, dividindo-se em duas classes: 
as partidas diretas e as partidas indiretas. A partida direta apresenta um 
alto pico de corrente e interfere diretamente no superdimensionamento dos 
condutores da rede de alimentação e dos dispositivos que compõem esse 
acionamento. No entanto, para potências de motores restritas a 10 CV, algumas 
concessionárias de energia elétrica autorizam esse tipo de partida direta, que 
é vantajoso pela simplicidade de componentes, reduzindo o custo. Já para 
motores de maior potência, torna-se interessante o uso de partidas indiretas que 
reduzem a corrente de partida, possibilitando o uso em diferentes aplicações, 
Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA14
como: as partidas estrelas-triângulo, chave compensadora e chaves eletrônicas 
— estas ainda se dividem em partida por soft-starters e partida por inversores 
de frequência, as quais são mais eficientes e dispõem de mais benefícios que 
influenciam na confiabilidade de um sistema de ligação e comando.
AUTOMAÇÃO: guia de seleção de partidas: Jaraguá do Sul: Grupo Weg – Unidade 
Automação, 2013. 44 p.
AUTOMAÇÃO: soft-starters. Jaraguá do Sul: Grupo Weg – Unidade Automação, 2019. 
28 p.
FRANCHI, C. M. Acionamentos elétricos 5. ed. São Paulo: Érica, 2014. 256 p.
GUIA de aplicação: inversores de frequência. 3. ed. Jaraguá do Sul: Weg Automação, 
2005. 265 p.
MARTINEWSKI, A. Máquinas elétricas: geradores, motores e partidas. São Paulo: Érica, 
2016. 160 p.
PETRUZELLA, F. D. Motores elétricos e acionamentos. Porto Alegre: AMGH; Bookman, 
2013. 372 p. (Série Tekne).
SEGUNDO, A. K. R.; RODRIGUES, C. L. C. Eletrônica de potência e acionamentos elétricos. 
Ouro Preto: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais, 
2015. 129 p. Disponível em: https://www.ufsm.br/unidadesuniversitarias/ctism/cte/
wpcontent/uploads/sites/413/2018/12/02_arte_eletronica_de_potencia.pdf. Acesso 
em: 11 fev. 2020.
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15Soft starters e inversores de acionamentos de motores CA