Atividade Diagnóstica - Acionamentos Elétricos

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Adg1 – Acionamentos Elétricos 
1)
Muitas são as formas de acionamentos elétricos de motores e/ou diversos componentes estão associados a esse condicionamento. O sistema de "Ligar" um motor elétrico está principalmente associado, com o método de ligar uma lâmpada, que ao invés de se utilizar um interruptor, pode-se utilizar botoeiras/botões. No entanto, o acionamento elétrico de motores está associado a alguns conceitos de magnetização, controle de circuitos, como apresentado na Figura-1 a seguir:
 
 
Figura-1 - Conceitos Associados à Partida de Motores Elétricos
Fonte: Mello, 2017.
Com base nos quesitos para o acionamento elétrico de motores, assinale a alternativa que poderia preencher corretamente o quadrado cinza (vazio) da Figura-1 que condiz com os elementos associados a acionamentos de motores elétricos.
b) Circuitos elétricos de corrente contínua.
2)
O sistema de condicionamento de acionamento elétrico está associado a como fazer "ligar" um motor. Para isso, levam-se em consideração todos os elementos que podem fazê-lo acionar, desde a fonte de alimentação do circuito até o elemento que será suportado no acionamento elétrico, ou seja, a carga.
Condiciona-se os elementos de proteção, dispositivos de sinalização e comando, e é claro, o próprio motor, este com características geralmente fornecidas pelo fabricante e detendo em sua placa, como apresentado na Figura-1:
 
Figura-1 - Placa de Identificação: motor de indução gaiola
Disponível em: <https://www.getrotech.com.br/loja/Artigos/motores-eletricos-2-polos-4-polos/> acesso em 16 de novembro de 2017.
 
Com base na Figura-1, que contem as informações disponíveis da identificação do motor de indução monofásico de gaiola, avalie as seguintes afirmativas:
 
I - Podemos afirmar que a corrente do motor em ligação de 220 V é de 35,2 A;
II - O rendimento deste motor é igual ao fator de potência;
III - O fator de potência do motor é de 0,78;
IV - A potência desse motor é de 2.200 W e opera em 60 Hz.
A seguir analise a alternativa correta.
c) Apenas as afirmativas III e IV estão corretas.
3)
Para o condicionamento elétrico de motores devem-se levar em consideração os elementos de fontes elétricas, dispositivos de proteção, dispositivos de comando e sinalização, a carga associada e os elementos atuantes das características dos motores, este geralmente fornecidos pelo fabricante em manuais ou mesmo na placa do motor.
A fonte de energia é o sistema responsável por alimentar todo o circuito elétrico podendo ser monofásico ou trifásico, em corrente contínua ou alternada.
 Sobre os dispositivos de acionamento, assinale a alternativa correta:
b) Os dispositivos de acionamento são blocos que farão a interconexão entre operador e ação sobre a carga, exemplo disso, são os dispositivos de proteção, seguidos dos dispositivos de comando e sinalização, botoeiras, contatores, relés, controladores.
4)
O conceito de sistema elétrico está associado a tudo que se conecte ou que se tenha transformações relacionadas aos movimento de elétrons em circuitos, como por exemplo, uma partida de motores, acionamento de sistema veicular, transformadores elétricos, etc. Então todo elemento a ele conectado que consome energia pode-se denominar carga, veja, por exemplo na Figura 1, um sistema elétrico no qual a fonte de alimentação do circuito está em corrente contínua e a carga é uma resistência denominada  (no qual significa, L de load em inglês, carga).
Figura 1 - Circuito eletrônico com apenas uma carga representativa.
 
E muitos outros sistemas podem possuir um sistema acumulativo de energias e cargas associadas. Como por exemplo os motores elétricos.
 Identifique nas alternativas quais componentes se comportam como carga em um circuitos elétrico de partida de motores:
b) Motores, inversores de frequência, iluminação, cargas eletromotrizes.
Adg2 – Acionamentos Elétricos
1)
O acionamento por partida direta é o mais simples de ser desenvolvido, pois os dispositivos de proteção e de comando atuam para que as fases de alimentação da rede cheguem diretamente ao motor.
 
Baseado no acionamento em partida direta de motores, avalie as seguintes afirmativas:
 
I. Deve ser feito somente o acionamento direto de motores elétricos com potência abaixo de 10 cv em instalações industriais, devido ao alto pico de corrente de partida, de acordo com a ABNT NBR 5410 de instalações elétricas de baixa tensão;
II. Deve ser feito o acoplamento com sistemas de transmissão de potências para evitar danos aos motores, pois caso a carga fosse acoplada diretamente ao do eixo do motor a temperatura dos enrolamentos seria muito alta;
III. Evitar projetos subdimensionados, pois devido a corrente de partida ser muito baixa, isso pode acarretar em mal funcionamento do sistema.
Agora assinale a alternativa correta:
c) Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
2)
Normalmente um sistema de partidas é formado por um circuito de força, também chamado de sistema de alimentação trifásica ou monofásica (depende do tipo de motor), composto pelas fases R, S e T, ou simplesmente F1, F2 e F3, defasadas 120º uma a outra, em uma diagrama multifilar; e também é formado por um circuito de comando, que tem por finalidade controlar a partida, geralmente composta por sistemas de desarme (botoeiras de emergência, de desligar, relés térmicos, entre outros) e por botoeiras que fazem o processo de energizar as bobinas e permitir o funcionamento do sistema.
 
Figura-1 - Sistema de força e comando.
 
De acordo com a Figura-1, uma vez energizada a bobina/contator, com acionamento do "Botão Liga Motor", permite a passagem de corrente elétricas das fases R, S e T para os enrolamentos do motor, permitindo seu funcionamento.
 
Com base na Figura-2, que apresenta um sistema de comando de acionamento de 3 contatores motor (K1, K2 e K3), composto por um conjunto de botoeiras A, B, C, D, avalie o que ocorre se forem acionados as botoeiras (chaves) A, B e C, ou seja, avalie quais contatores serão acionados.
 
Figura-2 - Comando elétrico de três contatores.
A seguir assinale a alternativa correta.
a) Será acionado apenas K1.
3)
Comumente, um sistema de partidas é formado por um circuito de força, também chamado de sistema de alimentação trifásica ou monofásica (depende do tipo de motor), composto pelas fases R, S e T, ou simplesmente F1, F2 e F3, defasadas 120º uma a outra, em uma diagrama multifilar; e também é formado por um circuito de comando, que tem por finalidade controlar a partida, geralmente composta por sistemas de desarme do mesmo (botoeiras de emergência, de desligar, relés térmicos, entre outros) e por botoeiras que fazem o processo de energizar as bobinas e permitir o funcionamento do sistema.
 
Seja o circuito de acionamento de uma partida direta com reversão
 
Figura 1 - Sistema de comando de partida reversora.
Suponha que o sistema tenha iniciado com acionamento de B1 e em seguida houve o acionamento da botoeira B2, no entanto, a mesma (botoeira B2) não permitiu que o contato fosse acionado, quais são os estados das saídas após a falha de acionamento da botoeira B2?
c) K1 permanece acionada e K2 não aciona.
4)
Um motor monofásico é um tipo de motor que possui apenas um conjunto de bobinas e sua alimentação é realizada por um único condutor de fase (127V ou 220V) em corrente alternada.
A aplicação desses motores está associada a baixa potência de controle de saída, como ventiladores, geladeiras. A Figura-1 ilustra a arquitetura de um motor monofásico.
 
 
Figura-1 Motor Monofásico
 
 
Com base no princípio de funcionamento de motores monofásicos avalie as seguintes afirmativas:
 
I. Para inverter o sentido de rotação desse tipo de motor, energiza o borne L1 com neutro e o borne N com fase;
II. Este tipo de motor possui conjugado de partida baixo e a tendência a reduzir após período de acionamento;
III. Podem variar a velocidade quando o valor de tensão é fixo.
A seguir assinale a alternativa correta.
e) Apenas a afirmativa I está correta.
Adg3 – Acionamentos Elétricos
1)
A primeira função dos fusíveis é protegercabos e condutores das correntes de sobrecarga e de curto-circuito, mas também são apropriados para proteção de equipamentos elétricos. Esses curtos-circuitos podem causar incêndios, explosões ou danos a equipamentos do sistema, os fusíveis são elementos comuns em equipamentos eletrônicos (como estabilizadores e NoBreaks) e também em eletrodomésticos.
Sua representação é.
 
Sobre os fusíveis pode-se afirmar que:
I - Possui operação simples;
II - Permite mais de uma atuação, ainda que tenha havido o rompimento do elemento fusível;
III - Podem causar desequilíbrio entre as fases.
Baseado no comportamento dos fusíveis, assinale a alternativa correta.
c)
Apenas as afirmativas I e III estão corretas
2)
Os relés de sobrecarga são dispositivos de proteção contra sobrecorrentes, que interrompe a passagem de corrente elétrica para o equipamento, quando a corrente elétrica ultrapassa o valor de ajuste. Diferentemente dos relés e contatores, a manobra realizada por este dispositivo é de interrupção para proteção. O funcionamento deste tipo de equipamento baseia-se em monitoramento da corrente elétrica que passa por ele e é conduzida até a carga.
 
Avalie a seguinte sentença preenchendo suas lacunas:
 
O relé de sobrecarga ___________ a reutilização do equipamento após seu acionamento em ___________ , o relé de sobrecarga ___________  a configuração da corrente de trabalho.
Baseado no funcionamento dos relés de sobrecarga, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas.
a)
permite - sobrecarga - permite.
3)
Para realizar qualquer tipo de partida de motor elétrico ou acionamento de quaisquer outros mecanismos é sempre necessário dimensionar os componentes cujos quais serão instalados, pois todos os elementos dependem da aplicação.
 
Motor: qual aplicação e qual a carga?
Fusível: qual a corrente de trabalho?
Relé térmico: qual o tempo e qual a corrente?
Disjuntores: magnéticos, bimetálico ou motor?
 
Na Figura 1 todos os elementos questionados acima estão presentes.
 
Figura 1 - Partida direta - Sem identificação de componentes.
 
 
Geralmente estas são algumas das perguntas, pois, eventualmente disjuntores motor e disjuntores magnéticos podem substituir o conjunto de relés térmicos, porém não se pode deixar de fora alguns componentes a serem dimensionados, como os relés, falta de fase, que são muito aplicados para diversos tipos de motores, além de componentes que os fazem acionar como inversores de frequência e soft starters, quando em partida indireta.
Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos componentes apresentados na Figura-1, nos conjuntos (A, B, C e D) do diagrama elétrico de partida direta.
b)
A=Fusíveis; B=Disjuntor; C=Relé de sobrecarga; D=Motor
4)
Os relés de sobrecarga (Figura 1) protegem cargas contra o aquecimento indevido causado por sobrecargas ou falta de fase. Eventualmente quando há uma sobrecarga no sistema, ocorre um aumento significativo na corrente do motor e também dos elementos que estão conectados aos motores (cabos e fios), dessa forma acionando o mecanismo de disparo dos relés de sobrecarga, interrompendo a passagem de corrente elétrica para a carga ou qualquer outro equipamento que a ele esteja conectado.
 
Figura 1 - Relé de sobrecarga.
Fonte: WEG. Relés de sobrecarga térmico. Linha RW. Grupo WEG - Unidade Automação. Jaraguá do Sul, Brasil, 2016.
 
Suas aplicações são principalmente projetados para proteção de motores trifásicos e monofásicos em corrente alternada.
 
Sobre as funcionalidades dos relés de sobrecarga é correto afirmar que:
 
I. Se os relés de sobrecarga forem utilizados em motores ou cargas em corrente contínua deverão ser respeitados os valores contidos no manual do fabricante;
II. Para proteção contra curto-circuito devem ser usados fusíveis ou disjuntores;
III. Imediatamente após seu desarme, poderá se reativar.
Analise as características das afirmativas e assinale a alternativa correta.
c)
Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
Adg4 – Acionamentos Elétricos
1)
O estudo e desenvolvimento tecnológico em relação aos conversores (inversores) de frequência tem como característica controlar a velocidade, por meio do controle da frequência, dos motores elétricos conectados a eles. Para que isso seja possível, é necessário conhecer a rotação (n), frequência (f) de trabalho e o número de polos (p) que o motor está submetido.
 
Figura 1 - Diagrama de blocos de conversor de frequência.
Fonte: GUIMARÃES, H. O. Kroton, 2018.
 
Com base na conversão de frequências para obter o controle de motores, avalie as seguintes afirmativas assinalando (V) para as verdadeiras ou (F) para falsas
 
(     ) A fonte de alimentação da tensão e frequência elétricas da rede devem sempre ter os mesmos valores que os dados nominais dos motores.
(     ) O Retificador é responsável pela conversão da tensão alternada para tensão contínua.
(     ) Controlador é um dispositivo de circuito eletrônico com microprocessador incorporado para controlar os disparos e comutação dos componentes de potência.
(     ) O Inversor faz a conversão do sinal filtrado CC para uma onda CC pulsante, simulando uma onda de corrente alternada na saída através do circuito contendo tiristores ou transistores.
A seguir assinale a alternativa correta: 
c)
F - V - V - V.
2)
O controle escalar é um método simples e de baixo custo, pois baseia-se no conceito de proporcionar ao motor um fluxo constante pela relação da Tensão com a Frequência elétricas, V/f. Este tipo de acionamento é muito utilizados em aplicações que não necessitem de alta precisão no controle de velocidade. Uma grande desvantagem está associada ao fato de caso esteja mal balanceada a tensão, pode-se consequentemente superar a tensão nominal do motor e também a frequência elétrica da rede, reduzindo o fluxo magnético, campo magnético, provocando um torque muito menor.
Se levar em consideração que o cálculo de rotações do motor é dada por:
 
 rpm
Pode-se determinar a frequência do conversor de frequência para que atinja uma determinada rotação do motor e também pode-se ser utilizada para determinar o número de polos de um motor trifásico.
Seja um motor trifásico de 10 cv, 6 polos, de 3600 rpm, energizado em 220 VCA, alimentado por frequência nominal de 60 Hz.
Assinale a alternativa que apresenta os respectivos valores da frequência e tensão, necessárias para que o conversor de frequência ajuste a velocidade do motor  em 2400rpm.
· b)
f = 120 Hz.
V = 440 V.
3)
Tendo em vista a necessidade de melhorar a performance das respostas de um acionamento de motores elétricas, o controle vetorial destaca-se por precisão, retorno rápido da malha fechada para regularização da velocidade e controle mais refinado do torque. E assim como no controle escalar, baseia-se no controle da relação entre a Tensão Elétrica e a Frequência Elétrica (V/f), contudo, ao invés de controlar a magnitude de fluxo magnético do motor, controla-se o ângulo entre a tensão e corrente elétricas, como pode-se visualizar na Figura 1.
 
Figura 1 - Relação vetorial entre tensão e corrente elétricas.
Fonte: Mello, 2017.
 
No momento de acionamento dos motores, a corrente de partida aproxima-se da corrente nominal. A partir de 3 Hz, já se obtém movimento no eixo do motor com torque suficiente para acionar a carga acoplada, pois o torque de partida é de 150% do valor nominal.
 
Com base nos tipos de acionamento vetoriais de malha fechada interna ou externa, avalie a seguinte asserção preenchendo suas lacunas>
 
Quando em malha fechada ___________, sem sensoriamento, utilizam do próprio circuito eletrônico de controle para fazer a realimentação; o seu funcionamento se torna mais ___________, pela leitura das variáveis através de leituras do próprio controlador para manter a velocidade e o torque próximo do desejado, porém em ___________ velocidades apresenta limitações quanto ___________.
A seguir assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
c)
interna; simples; baixas; ao torque.
4)
O conversor ou inversor de frequência possui diversas aplicações,entre outras coisas, auxilia na proteção do circuito eletrônico, em motores, subtensões e sobretensões, curto--circuito, falta de fase, etc. Sendo grande partes destas na parametrização do microprocessador do equipamento.
Via parametrização pode-se também fazer a leitura de __________ e obter _____________ pelo conversor de frequência. Inversores de Frequência mais modernos podem até serem identificados por sinalizações luminosas de LEDs e apresentar displays gráficos na interface, chamados de ___________.
Complete as lacunas e assinale a alternativa correta: 
d)
falhas; diagnóstico; Interface Homem Máquina.