3 TEMA 3 - ACIONAMENTOS

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DESCRIÇÃO
Apresentação dos sistemas de acionamento com comandos eletromecânicos, elaboração dos diagramas de comando e força
utilizados com equipamentos em diferentes tipos de redes elétricas e com diferentes cargas, bem como a apresentação dos
principais dispositivos utilizados em eletrônica de potência.
PROPÓSITO
Obter conhecimento sobre os diagramas de comando e força utilizados no acionamento de equipamentos elétricos, incluindo a
definição dos tipos de diagramas elétricos utilizados com diferentes tipos de redes elétricas e cargas.
PREPARAÇÃO
Antes de iniciar o conteúdo, tenha em mãos papel, caneta e uma calculadora, ou use a calculadora de seu smartphone ou
computador.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Descrever os tipos de diagramas de comando e de força, bem como os principais componentes utilizados na eletrônica de
potência
MÓDULO 2
Descrever os sistemas de acionamento de cargas com comandos eletromecânicos
A IMPORTÂNCIA DOS CIRCUITOS DE ACIONAMENTO DE
DISPOSITIVOS ELETROMECÂNICOS
MÓDULO 1
 Descrever os tipos de diagramas de comando e de força, bem como os principais componentes utilizados na
eletrônica de potência
OS PRINCIPAIS DISPOSITIVOS DE ELETRÔNICA DE
POTÊNCIA
DIAGRAMAS ELÉTRICOS
O projeto de um diagrama elétrico – seja de comando ou força, e unifilar ou multifilar – não é uma tarefa simples. Desse modo,
são necessários conhecimentos básicos sobre os comandos elétricos utilizados e sobre as instalações elétricas envolvidas.
Os tipos de diagramas elétricos podem ser classificados em unifilar, trifilar, funcional e multifilar.
A primeira etapa consiste na identificação dos parâmetros do sistema. Nesse sentido, devem ser identificadas, por exemplo:
 
Imagem: Shutterstock.com
AS CARGAS ENVOLVIDAS (POTÊNCIA DOS EQUIPAMENTOS).
 
Imagem: Shutterstock.com
AS CARACTERÍSTICAS DA REDE ELÉTRICA (NÚMERO DE FASES E
TENSÃO DA REDE ELÉTRICA).
 
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A FINALIDADE DO CIRCUITO DE ACORDO COM AS EXIGÊNCIAS DO
CLIENTE.
 ATENÇÃO
Esse levantamento de dados precisa considerar o máximo de detalhes e materiais utilizados.
Os diagramas de comandos elétricos são separados em diagramas de cargas elétricas e diagramas de comandos.
DIAGRAMAS DE CARGAS ELÉTRICAS
Os diagramas de cargas envolvem as características da rede elétrica e da carga envolvida. Esse diagrama fornece todas as
informações e ligações referentes às cargas utilizadas na instalação.
Os diagramas contêm as indicações dos barramentos de alimentação (fase – F ou linha – L), neutro (N) e proteção elétrica ou
terra (PE).
 SAIBA MAIS
O condutor de fase ou linha (F ou L) é aquele que possui um potencial diferente de zero volts (127V ou 220V) em relação ao
neutro.
Obs: instalações com outras tensões (tais como 380V, 440V, etc.) também podem ser encontradas, sendo que o mesmo
princípio se aplica a todas as instalações.
Dessa forma, quando se fala em uma tensão elétrica (voltagem) de uma rede elétrica como 220V, significa que a diferença de
potencial da fase desse condutor é de 220 volts em relação ao neutro, considerando que o neutro está em zero (0) volts.
É importante destacar que a diferença de potencial entre a fase e o neutro é calculada como a diferença do potencial entre eles:
⇋ Utilize a rolagem horizontal
CONDUTOR NEUTRO (N)
Encontra-se com um potencial de zero Volts (0V). Por esse motivo, é utilizado como referência de tensão para os condutores de
fase e de proteção (demais condutores da instalação).

CONDUTOR DE PROTEÇÃO (PE) OU ATERRAMENTO
É comumente chamado de “fio terra”. Esse condutor é conectado a um eletrodo de aterramento ou barramento de aterramento.
O PE é fundamental para todos os circuitos elétricos, uma vez que exerce um papel fundamental na proteção dos circuitos.
As informações dos diagramas sobre a fase, neutro e proteção indicam os níveis de tensão, a capacidade dos barramentos, as
informações dos dispositivos utilizados na proteção – tais como fusíveis, contatores, relés, entre outros – e as informações das
cargas.
Um exemplo de diagrama trifilar pode ser visto na Figura 1. A identificação do diagrama como trifilar indica que três condutores
são utilizados na instalação. Vejamos:
Tensão da fase – tensão do neutro = tensão da rede (220 – 0 = 220V )
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 1 – Diagrama trifilar de carga e comando de um motor elétrico monofásico.
Nesse diagrama, na parte esquerda, é interessante observar que a carga é monofásica, ou seja, necessita de 1 fase, 1 neutro e
1 ligação de proteção elétrica. A ligação entre a fase e o neutro garante a alimentação monofásica que o motor demanda.
 SAIBA MAIS
A ligação de proteção elétrica é utilizada para garantir que a carcaça do motor esteja conectada com o sistema de
aterramento, assegurando que não haja diferença de potencial entre a carcaça e o solo.
CARCAÇA DO MOTOR
Parte metálica que protege as partes internas do motor.
Dessa maneira, caso o operador entre em contato com a carcaça, ele não sofrerá uma descarga elétrica, pois não há diferença
de potencial.
 ATENÇÃO
Os fusíveis de proteção (identificados pela letra F) também são identificados no diagrama. Além disso, também podemos ver os
contatos auxiliares (k).
DIAGRAMA DE COMANDOS
javascript:void(0)
Os diagramas de comando são aqueles que enviam as informações de acionamento aos equipamentos (Carga ou motores.)
para que as manobras sejam realizadas de maneira segura para equipamentos, operadores e instalações.
MANOBRAS
Energização, desenergização, reversão, parada, entre outras.
Fazem parte dos diagramas de comando os temporizadores, os acionadores dos contatos auxiliares, a proteção, os comandos
– botoeiras, alavancas, entre outras –, os sinalizadores, as fontes de energia, os inversores de frequência, o soft-start, entre
outros.
No lado direito da Figura 1, pode ser visto o diagrama de acionamento.
 ATENÇÃO
É possível perceber que esse diagrama é bifásico – diferente da carga, que é monofásica. Isso significa que a ligação envolve
duas fases no lugar de uma fase e um neutro.
Também é possível identificar os dispositivos de proteção (F), os contatos elétricos (chaves ou switch – S) e os comandos dos
contatos auxiliares (k).
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 1 – Diagrama trifilar de carga e comando de um motor elétrico monofásico
 DICA
É fundamental, em um diagrama de comandos elétricos, que todas as informações sejam bem especificadas, de maneira que o
profissional que executará a montagem ou a manutenção não tenha dúvidas sobre a instalação.
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DIAGRAMA UNIFILAR, TRIFILAR, MULTIFILAR E
FUNCIONAL
Os diagramas das instalações elétricas podem ser divididos, basicamente, em quatro categorias, cada uma com sua
especificidade. A seguir, vejamos cada uma dessas categorias.
DIAGRAMA UNIFILAR
Trata-se do diagrama mais comum. Utilizado em projetos de planta baixa. Esse diagrama apresenta os dispositivos e trajetos
dos condutores e suas posições no plano (Figura 2).
PLANTA BAIXA
Planta arquitetônica utilizada para representar a instalação elétrica em um imóvel.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 2 – Diagrama unifilar.
Observe que, nessa representação, todos os condutores – fase, neutro e terra – são representados por um único desenho (um
único condutor), que é identificado por seus respectivos símbolos (Quadro 1).
Multifilar Unifilar Significado Observações
javascript:void(0)
Multifilar Unifilar Significado Observações
Imagem: Raphael de Souza dos
Santos
Imagem: Raphael de
Souza dos Santos
Condutor
de fase no
interior do
eletroduto.
Cada traço representa um
condutor. É importante indicar
a bitola do fio (seção do fio),
o número de circuitos dentro
do conduíte ou eletroduto, e a
bitola dos condutores.
Imagem: Raphael de Souza dos
Santos
Imagem: Raphael de
Souza dos Santos
Condutor
neutro no
interior do
eletroduto.
Imagem: Raphael de
Souza dos Santos
Condutor
de retorno
no interior
do
eletroduto.
Imagem: Raphaelde Souza dos
Santos
Imagem: Raphael de
Souza dos Santos
Condutor
de
proteção
(terra) no
interior do
eletroduto.
⇋ Utilize a rolagem horizontal
 Quadro 1: Diagramas Multifilar e Unifilar.
Elaborado por Raphael de Souza dos Santos
Esse tipo de diagrama não representa com clareza o funcionamento da instalação, tendo em vista que não é possível observar
claramente o percurso da corrente elétrica no circuito.
 DICA
O diagrama unifilar permite observar com facilidade o número de condutores que passarão por dentro de um eletroduto ou
conduíte específicos e seu trajeto dentro da instalação.
DIAGRAMA TRIFILAR
Essa representação é extensamente utilizada em sistemas aplicados em acionamentos de máquinas e comandos elétricos em
geral.
O diagrama trifilar representa cada uma das fases utilizadas no sistema elétrico e as respectivas derivações.
Algumas características são bastante parecidas com as dos diagramas unifilares. Vejamos na Figura 3, a seguir:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 3 – Diagrama trifilar.
DIAGRAMA MULTIFILAR
O diagrama multifilar (Figura 4) consiste em uma representação detalhada da instalação elétrica. Essa representação mostra
todos os condutores e componentes, bem como sua correta posição no projeto.
Tal representação pode ser desenhada em plano tridimensional, mostrando detalhes de seus componentes e conexões.
 VOCÊ SABIA?
A complexidade torna esse diagrama pouco usado em instalações grandes.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 4 – Diagrama multifilar.
DIAGRAMA FUNCIONAL
O diagrama funcional (Figura 5) é bastante simples e permite a visualização individual das partes da instalação elétrica.
A ligação direta dos condutores e componentes no circuito elétrico possibilita observar o funcionamento do circuito com clareza
e de modo ágil.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 5 – Diagrama funcional.
 ATENÇÃO
Essa representação não indica com exatidão a posição real dos componentes ou condutores na instalação. Na prática, os
condutores são representados com linhas retas, e o objetivo é mostrar o funcionamento simplificado do circuito.
INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA DE POTÊNCIA
A eletrônica de potência consiste no ramo da eletrônica voltado para transformação, conversão e controle de níveis elevados de
energia elétrica aplicados aos processos industriais.
 COMENTÁRIO
Esse ramo da eletrônica utiliza componentes tecnicamente similares aos utilizados na eletrônica convencional (média, baixa e
ultrabaixa tensão) – tais como diodos, transistores, tiristores, entre outros –, mas com aplicações em circuitos de elevada
potência.
Alguns circuitos utilizados na eletrônica de potência são:
 
Imagem: Shutterstock.com
Retificadores AC para DC
 
Imagem: Shutterstock.com
Conversores DC para DC – alterações nos níveis de sinais contínuos
 
Imagem: Shutterstock.com
Inversores
 
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Conversores cíclicos
 
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Chaves estáticas
DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES DE POTÊNCIA
Os dispositivos semicondutores de potência são fundamentais para o funcionamento dos circuitos de eletrônica de potência.
Os principais dispositivos semicondutores utilizados em eletrônica de potência são diodos, transistores, tiristores, SCRs e
transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). Vejamos cada um deles a seguir.
DIODOS
Os diodos são dispositivos semicondutores formados pela junção de dois materiais dopados. Tais materiais têm suas
características alteradas de maneira a serem classificados entre isolantes e condutores.
MATERIAIS SEMICONDUTORES DO TIPO P
Foram dopados com impurezas receptoras, ou seja, lacunas ou buracos capazes de aceitar cargas elétricas que sejam
injetadas no material.

MATERIAIS SEMICONDUTORES DO TIPO N
São materiais dopados com impurezas injetoras de elétrons. Essas impurezas inserem elétrons livres no material, aumentando
a condutividade elétrica desses materiais.
O símbolo do diodo pode ser visto na Figura 6 a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 6 – Símbolo do diodo.
A diferença entre o diodo semicondutor utilizado para eletrônica e o diodo semicondutor de potência está nos níveis de tensão e
corrente suportados.
Abaixo é possível ver as imagens de um diodo semicondutor de eletrônica e um de potência.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 7.1 - Diodo semicondutor eletrônica.

 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 7.2 - Diodo semicondutor potência.
TENSÃO DE PICO REVERSA
A tensão de pico reversa (PIV) é a tensão suportada pelo diodo quando polarizado reversamente. Durante a polarização
reversa, o diodo funciona como uma chave aberta, não conduzindo corrente. Dessa maneira, toda a tensão fornecida pela fonte
de alimentação é aplicada sobre o diodo semicondutor.
 ATENÇÃO
Para diodos de potência, os valores nominais de tensão de pico inversa são de dezenas ou milhares de Volts.
CORRENTE DIRETA MÁXIMA
Para entrar em condução, o diodo semicondutor precisa ser polarizado diretamente. A corrente máxima suportada (com
segurança) por um diodo de potência, quando em condução, varia de alguns poucos até centenas de amperes.
TRANSISTOR BIPOLAR DE JUNÇÃO
O transistor bipolar de junção (TBJ) é o dispositivo semicondutor formado pela junção de três materiais semicondutores: PNP
ou NPN.
Os transistores são utilizados como chaves eletrônicas ou como amplificadores de sinais. Isso pode ser feito devido à
capacidade que os transistores possuem de trabalhar em 3 regiões distintas, que variam com a sua polarização:
REGIÃO DE CORTE
REGIÃO DE SATURAÇÃO
REGIÃO ATIVA
REGIÃO DE CORTE
Nessa região, o transistor funciona como um circuito aberto (chave aberta) e não permite a passagem de corrente.
REGIÃO DE SATURAÇÃO
Nessa região, ele funciona como um curto-circuito (chave fechada) e possui um caminho de baixa resistência para a corrente.
REGIÃO ATIVA
Nessa região, o transistor atua como um amplificador.
 ATENÇÃO
O controle da operação do transistor bipolar é feito por sua corrente de base.
Os transistores de potência apresentam ganhos (hfe ou β) entre 15 e 100. Sua tensão máxima é de 700V e as correntes
máximas de coletor são de 800A. A tensão de bloqueio reversa varia em torno de 20V.
Uma imagem do transistor de potência pode ser vista na Figura 8.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 8 – Imagem de um transistor de potência.
TRANSISTOR MOSFET
Trata-se de transistores de chaveamento rápido controlados por tensão, e não por corrente.
 SAIBA MAIS
Eles são extensamente utilizados em fontes chaveadas de alta frequência, uma vez que os Mosfet são muito mais rápidos no
chaveamento do que os TBJ.
Possuem valores elevados de tensão e de corrente nominais, mas apresentam quedas de tensão maiores do que os TBJ.
TRANSISTORES BIPOLARES DE PORTA ISOLADA
Os transistores bipolares de porta isolada (IGBT) unem características do TBJ e dos Mosfet. Apresentam uma queda de tensão
similar aos TBJs com a rapidez de chaveamento dos Mosfets.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 9 – Imagem de um Transistor bipolar de porta isolada.
A tensão de polarização reversa desses transistores, no entanto, é consideravelmente menor do que a dos Mosfets (menor que
10V).
RETIFICADOR CONTROLADO DE SILÍCIO
O retificador controlado de silício (SCR) é, essencialmente, um dispositivo semicondutor formado por quatro materiais
semicondutores e três terminais.
 RESUMINDO
Basicamente, ele se comporta como um diodo semicondutor que precisa de um pulso de corrente, além da polarização direta,
para conduzir.
A simbologia e uma imagem de um SCR podem ser vistas na Figura 10, a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 10 – Representação e imagem de um SCR.
POLARIZAÇÃO REVERSA
A corrente reversa, nessa situação, varia de poucas centenas de microamperes (baixa corrente) até algumas centenas de
miliamperes (alta corrente).
POLARIZAÇÃO DIRETA COM BLOQUEIO
Caso a tensão de polarizaçãoseja menor do que a tensão de disparo (breakover voltage) e não haja corrente de disparo, o
SCR é capaz de suportar tensões de algumas centenas de Volts.
FORMAS DE DISPARO DE UM SCR
Há duas formas de disparo de um SCR:
Disparo por sobretensão
Quando a tensão sobre o SCR ultrapassa o valor da tensão de disparo (breakover voltage), o dispositivo entrará em
condução, mesmo que não seja aplicado um pulso de corrente no gatilho. A desvantagem desse método é a possibilidade
de danos ao dispositivo.
Disparo por variação de tensão
Caso a tensão aplicada sobre o SCR varie de maneira brusca e muito intensa (de 0V para um valor elevado de tensão),
uma corrente de avalanche (corrente muito intensa) será provocada sobre o dispositivo e iniciará sua condução, mesmo
que não haja pulso no gatilho.
 RECOMENDAÇÃO
Para evitar que um disparo por variação de tensão acidental ocorra em um SCR, utilize um circuito de proteção chamado
snubber (Figura 11). Esse circuito impede que a variação sobre o SCR ocorra bruscamente, evitando seu disparo.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 11 – Circuito de proteção snubber.
FORMAS DE BLOQUEIO DE UM SCR
O bloqueio de um SCR não pode ser feito apenas com a remoção do pulso de disparo. Desse modo, são necessários alguns
métodos bem característicos para que o dispositivo deixe de conduzir, entre os quais destacam-se:
Bloqueio natural – consiste na redução da corrente que atravessa o SCR para um valor inferior à corrente de
manutenção (holding current) até que ela seja nula.
Bloqueio forçado – exige que a corrente que atravessa o SCR seja colocada em um valor inferior à corrente de
manutenção e uma tensão de polarização reversa seja aplicada sobre o dispositivo.
Desenergização – a interrupção da alimentação do SCR leva ao seu bloqueio.
TRIAC
Um Triac consiste em dois SCRs conectado em antiparalelo (Figura 12).
 RECOMENDAÇÃO
A vantagem na utilização desse dispositivo é eliminar a necessidade de uso de dois SCRs quando se deseja controlar o fluxo
de corrente nos dois sentidos em um circuito.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 12 – Diagrama e imagem de um Triac.
De maneira similar ao SCR, a polarização direta seguida de um pulso no “gatilho” faz com que o Triac entre em condução.
Entre as principais aplicações do Triac, temos:
Controle em onda completa, que possibilita o controle de uma tensão alternada sobre uma carga, tanto no ciclo positivo
como no ciclo negativo.
Controle de potência em uma carga.
DIAC
O Diac é um dispositivo que atua como dois diodos em antiparalelo (Figura 13). Ele possibilita o controle da condução de
corrente em um circuito nos dois sentidos da tensão (similar a um Triac), mas sem a necessidade de um pulso de corrente,
atuando como uma chave bidirecional.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 13 – Símbolo e imagem de um DIAC.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
OBSERVE O DIAGRAMA DA FIGURA A SEGUIR. TRATA-SE DA ILUSTRAÇÃO, QUE PODE SER
TRIDIMENSIONAL, DE UM SISTEMA DE ACIONAMENTO DE UMA CARGA. O PROPÓSITO DO
DIAGRAMA É MOSTRAR A INSTALAÇÃO DE UMA FORMA MAIS ILUSTRATIVA E RICA EM
DETALHES, O QUE TORNA SUA COMPLEXIDADE ELEVADA.
PODEMOS AFIRMAR QUE ESSE TIPO DE DIAGRAMA É DENOMINADO:
A) Diagrama multifilar
B) Diagrama unifilar
C) Diagrama trifilar
D) Diagrama de comando
E) Diagrama de potência
ALGUNS CIRCUITOS DE POTÊNCIA DEMANDAM UM CONTROLE BIDIRECIONAL DA CORRENTE
UTILIZADA NA ALIMENTAÇÃO DAS CARGAS. ESSE CONTROLE DA CORRENTE PODE SER
NECESSÁRIO PARA PERMITIR A INVERSÃO NOS SENTIDOS DE ROTAÇÃO, A LIMITAÇÃO DE
VELOCIDADE OU DO TORQUE. O DISPOSITIVO ELETRÔNICO DE POTÊNCIA QUE PODE ATUAR
COMO UMA CHAVE BIDIRECIONAL SEM A NECESSIDADE DE UM PULSO DE DISPARO É O:
A) IGBT
B) SCR
C) Diodo
D) Triac
E) Diac
GABARITO
Observe o diagrama da figura a seguir. Trata-se da ilustração, que pode ser tridimensional, de um sistema de
acionamento de uma carga. O propósito do diagrama é mostrar a instalação de uma forma mais ilustrativa e rica em
detalhes, o que torna sua complexidade elevada.
Podemos afirmar que esse tipo de diagrama é denominado:
A alternativa "A " está correta.
Os diagramas multifilares têm uma característica ilustrativa e didática. Geralmente, são apresentados com riquezas de detalhes,
buscando apresentar ao usuário uma visão quase real dos componentes utilizados na instalação.
Alguns circuitos de potência demandam um controle bidirecional da corrente utilizada na alimentação das cargas.
Esse controle da corrente pode ser necessário para permitir a inversão nos sentidos de rotação, a limitação de
velocidade ou do torque. O dispositivo eletrônico de potência que pode atuar como uma chave bidirecional sem a
necessidade de um pulso de disparo é o:
A alternativa "E " está correta.
O Diac é um dispositivo da eletrônica de potência que funciona como dois diodos colocados em antiparalelo. Seu princípio de
funcionamento é similar ao de um diodo, entrando em condução quando uma polarização direta é colocada em seus terminais.
No entanto, como é formado por dois diodos em antiparalelo, é capaz de conduzir nos dois sentidos.
MÓDULO 2
 Descrever os sistemas de acionamento de cargas com comandos eletromecânicos
EXEMPLOS DE CIRCUITOS DE ACIONAMENTO DE
DISPOSITIVOS ELETROMECÂNICOS
COMANDO EM PARTIDA DIRETA
No acionamento direto de um comando elétrico, o equipamento (motor, carga etc.) recebe diretamente a tensão da rede
elétrica em seus terminais, quando o comando é acionado – ou seja, no instante da partida.
 EXEMPLO
Em um motor de rotor do tipo gaiola, ao partir com carga plena (carga total), a corrente pode atingir de 4 a 8 vezes o valor da
corrente nominal. Esse valor depende do tipo e número de polos.
O comando em partida direta é o método de partida mais simples. Nenhum dispositivo especial é utilizado no acionamento das
cargas nessa configuração. Essencialmente, são instalados contatores, chaves interruptoras, disjuntores, fusíveis e outros
dispositivos que possibilitem a conexão e desconexão da carga das fontes de alimentação no instante da partida.
Alguns cuidados são fundamentais para definir se um motor pode ser conectado diretamente em uma rede elétrica. Entre eles,
podem ser destacados:
Capacidade suficiente da rede elétrica para suprir a corrente de partida do motor, sem afetar os demais dispositivos conectados
no circuito.
Potência da máquina dentro do valor admitido pela concessionária de energia.
EXEMPLO
Um exemplo de partida direta de motor pode ser visto na Figura 14, em que são apresentados os diagrama de comando e
diagrama de potência. Nos diagramas, vemos a representação de fusíveis, chaves (botoeiras), contatores utilizados para o selo,
disjuntores (bipolares e tripolares) e um motor trifásico.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 14 – Diagrama de um acionamento direto.
A seguir, vamos ver cada um dos diagramas detalhadamente.
DIAGRAMA DE COMANDO
No diagrama de comando, é possível observar que a rede elétrica trifásica é conectada, por meio de dois fusíveis de proteção
(F3), a um disjuntor bifásico (Q2) que possibilita a desconexão do circuito da rede elétrica.
Na fase, são ligados um fusível térmico (F2) para proteção e duas botoeiras (S0, normalmente fechado, e S1, normalmente
aberto).
 ATENÇÃO
As boteiras são utilizadas na parada (S0) e na partida (S1) do motor.
Um contator (K1) é utilizado como contato de retenção e para manter o circuito ligado, após o acionamento de S1 até que o
comando S0 seja acionado.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 15 – Diagrama de comando.
DIAGRAMA DE POTÊNCIA
No diagrama de potência (diagrama de carga), são observadas três linhas – três fases da rede elétrica responsáveis pela
alimentação do motor trifásico. As três são conectadas ao disjuntor térmico (Q1) por meio de fusíveis de proteção (F1).
Os contatos auxiliares do contator K1 são utilizados para conectar a rede elétrica ao motor trifásico por meio do relé térmico
(F2).
 
Imagem: Raphael de Souzados Santos
 Figura 16 – Diagrama de potência.
PARTIDA DIRETA SIMPLIFICADA
Uma versão simplificada da partida direta (com apenas um diagrama) pode ser vista na Figura 17, a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 17 – Diagrama simplificado da partida direta de um motor.
É possível verificar que esse diagrama é formado por três fusíveis – F1, F2 e F3, um para cada fase da rede elétrica que
alimenta o motor trifásico. Além disso, há uma botoeira trifásica (C1), para permitir a energização do relé térmico trifásico (E1) e,
caso o relé não esteja desarmado, a energização do motor trifásico.
 VOCÊ SABIA?
Se o botão utilizado no acionamento de um motor for do tipo com retorno por mola ou sem trava, é necessário utilizar uma
configuração chamada de selo ou retenção. Essa configuração, que utiliza um contator, permite que, no momento da
energização da carga (acionamento do botão de partida), o botão de partida fique em bypass – em curto-circuito –, mantendo a
carga energizada até que o botão desligar seja pressionado. Um diagrama do contato de selo pode ser visto na Figura 18.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 18 – Diagrama de um circuito de selo ou retenção.
 ATENÇÃO
Note que o botão de partida (B1) permite que a tensão da fase chegue ao contator (C1), caso o disjuntor térmico (E1) ou o
botão de parada (B2) não estejam acionados. Isso faz com que o contato auxiliar de C1 seja ligado, mantendo a energização do
contator, mesmo que o botão B1 seja desligado. Essa alimentação será interrompida com o acionamento do relé térmico ou do
botão de parada.
COMANDO EM PARTIDA DIRETA COM SINALIZAÇÃO
A norma regulamentadora número 10 (NR 10) estabelece os requisitos e as condições mínimas de segurança, em medidas de
controle e sistemas preventivos, para garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores, diretos e indiretos, em instalações
elétricas e serviços com eletricidade.
De acordo com o item número 10.3.9 (b) da norma, os dispositivos de manobras dos circuitos elétricos devem ser providos de
indicadores de posição nas cores verde (desligado) e vermelho (ligado).
 ATENÇÃO
É essencial, portanto, que um sistema de comando de partida possua, em suas conexões, dispositivos indicadores luminosos.
Em alguns casos, indicadores sonoros também são necessários como sinais de alerta.
A Figura 19 apresenta um sistema de partida direta de um motor (similar ao mostrado na Figura 14). No entanto, foi realizada
uma adaptação para que o motor seja equipado com indicadores luminosos. Vejamos:
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Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 19 – Partida direta de um motor com indicadores luminosos.
Vamos analisar, a seguir, esse novo sistema de partida direta de motor.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
DIAGRAMA DE COMANDO
No diagrama de comando, é possível verificar a ligação de duas fases da rede elétrica com um disjuntor térmico bifásico (Q2)
por meio de dois fusíveis (F3).
Esses dispositivos têm por objetivo a proteção do sistema em casos de surto de corrente ou aquecimento do condutor –
normalmente, ocasionado por sobrecargas.
Após o disjuntor térmico, é possível visualizar um contato auxiliar (F1). Esse contato está relacionado ao relé térmico (do
diagrama de potência) e será acionado caso o relé térmico seja disparado.
O contato auxiliar é responsável por garantir que, em caso de condições normais de operação (relé térmico não acionado), a
conexão da rede elétrica chegue aos botões de comando do motor.
 SAIBA MAIS
Caso a chave S1 (liga o motor) seja acionada sem que a chave S0 (desliga o motor) seja acionada, a contatora K1 será ligada e
os contatos auxiliares K1 serão acionados.
No diagrama de comando, o contato auxiliar é responsável pelo contato de retenção ou selo, que manterá o comando
responsável por ligar o motor ativo, até que seja desligado com o botão S0.
INDICADORES LUMINOSOS
 ATENÇÃO
É importante reparar que, antes de o botão S1 ser pressionado, na condição de relé térmico desligado, o indicador luminoso H2
(luz indicadora verde, por exemplo, de acordo com a NR 10) estará energizado.
Isso ocorre uma vez que o contato auxiliar K1 ligado a esse indicador luminoso é, normalmente, fechado. Isso indicará que o
motor está energizado e pronto para funcionar, mas está desligado.
 RESUMINDO
O motor está energizado pela rede elétrica, mas não foi acionado.
Quando o botão S1 é acionado, a contatora K1 é ligada e o contato auxiliar K1 é acionado na linha do indicador luminoso H1
(luz indicadora vermelha, por exemplo, de acordo com a NR 10). Isso indica que o motor está em funcionamento.
Simultaneamente, o indicador luminoso H2 (luz verde) é desligado.
Também é fundamental notar que, no caso de relé térmico (F1) disparado, o contato auxiliar ligado a ele na linha de comando
energizará o indicador luminoso H3 (luz indicadora amarela, por exemplo), sinalizando que a proteção do circuito de potência foi
acionada. Ao mesmo tempo, esse contato interrompe a energização da linha de comando para a partida do motor.
DIAGRAMA DE POTÊNCIA
No diagrama de potência, o circuito de potência é responsável por fornecer a energia elétrica proveniente da rede de
alimentação para o motor trifásico.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 DICA
De maneira similar ao circuito de potência do comando de partida direta, ilustrado anteriormente, três fusíveis de proteção (um
para cada fase do sistema trifásico) fazem a proteção da ligação entre a rede de alimentação e o disjuntor térmico (Q1).
O contato auxiliar da contatora K1, acionada pelo relé do sistema de comando, faz com que a energia elétrica da rede chegue
ao fusível térmico (F1). Caso esse fusível não seja disparado, ele permitirá a alimentação do motor trifásico pela rede elétrica.
COMANDO MANUAL COM CHAVE SELETORA
O circuito com comando manual da Figura 20 mostra uma chave com três contatos (CH1) responsável pela operação do motor
bifásico (M1).
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 20 – Diagrama de um comando manual com chave seletora.
No diagrama, é possível observar três situações distintas:
LINHA DE COMANDO 1
Fará com que o sistema funcione de forma completamente automática (independentemente da ação do homem).
Com a chave seletora na posição um (1), é possível tornar o sistema completamente independente da ação de um operador.
Um sensor (em vermelho) é reponsável por acionar o sistema de maneira automática.
LINHA DE COMANDO 0
Desenergizará o sistema completamente.
Com a chave na posição zero (0), a tensão na linha (L1) é conectada, por meio do disjuntor térmico, a um terminal aberto. Isso
não promoverá o acionamento do contator e, consequentemente, não energizará o motor.
LINHA DE COMANDO 2
Levará ao comando manual.
A chave seletora na posição dois (2), por fim, permitirá que a energia da rede elétrica chegue ao sistema de comando. Caso o
relé de proteção do circuito de potência (do lado esquerdo da Figura 20) tenha sido disparado, o contato do relé (REL) manterá
o circuito aberto (ligado ao terminal 12), impossibilitando o acionamento da carga.
Considerando que o relé térmico (KC1) não tenha sido disparado, o contator KC1 irá acionar os contatos auxiliares do diagrama
de potência. Simultaneamente, o indicador luminoso (lâmpada L1) será acionado, indicando que o motor está em
funcionamento.
 ATENÇÃO
Se o relé termico (RS1) da carga for disparado, a energização será interrompida e todo o sistema será desenergizado.
No diagrama de potência, é possível observar que as linhas de alimentação L1 e L2 são utilizada para alimentação do motor
bifásico. A linha L1 possui um disjuntor térmico de proteção (Q1). Essa linha também é equipada com um amperímetro (A),
responsável pela indicação da corrente elétrica que alimenta o motor (que é igual à corrente na linha 2 – L2).
 SAIBA MAIS
Um voltímetro (V) é responsável por indicar a tensão elétrica na rede, que é medida entre aslinhas 1 e 2.
INDICADORES LUMINOSOS
É muito importante observar que um indicador luminoso é conectado em uma das fases (lâmpada indicadora de falha ou de
fuga de corrente). Essa lâmpada acende – ou apaga, dependendo da lógica do diagrama adotado – quando existe uma falha na
alimentação.
Caso não haja falha, além do indicador luminoso L2, o relé (REL) é acionado, permitindo que o comando do motor seja
acionado. Com os contatos auxiliares KC1 ligados e, se o fusível térmico (RS1) não tiver sido disparado, o motor será
energizado.
 ATENÇÃO
Caso o fusível térmico tenha sido disparado, a alimentação será interrompida; e o sistema, desligado.
COMANDO COM REVERSÃO E INTERTRAVAMENTO DE
CONTATOS
O comando de reversão permite que uma manobra de inversão seja realizada sobre o equipamento acionado.
 SAIBA MAIS
A reversão de um motor consiste em fazer com que o motor inverta o sentido de rotação de seu eixo, ou seja, gire ao contrário
em relação ao movimento convencional.
É importante destacar, no entanto, que existe a possibilidade de energização simultânea dos contatos nesse comando. Isso
pode provocar um dano ao motor ou à instalação.
A inversão do sentido de rotação de um motor acontece quando as fases que alimentam os terminais (ou contatos) são
invertidas.
 RESUMINDO
Caso na ligação do sentido convencional os terminais estejam ligados na sequência U1 – F1; V1 – F2 e W1 – F3, é necessário
que as ligações sejam trocadas para U1 – F3; V1 – F2 e W1 – F1.
Uma das maneiras de se fazer essa reversão pode ser vista no diagrama da Figura 21.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 21 – Diagrama simplificado para reversão de um motor.
É possível perceber que o motor trifásico está alimentado pela rede elétrica por meio dos fusíveis ligados às três fases da rede
elétrica.
COMANDO DE ACIONAMENTO (C1)
É utilizado para a partida direta do motor, contanto que o disjuntor térmico não esteja acionado (E1).

COMANDO DE REVERSÃO (C2)
O acionamento desse comando promove a inversão das fases nos terminais do motor.
 ATENÇÃO
É possível perceber, no entanto, que a fase 1 será ligada diretamente na fase 3 caso os dois comandos estejam ligados
simultaneamente. Isso provocará um curto-circuito na rede elétrica.
O curto-circuito poderá provocar danos severos na instalação elétrica, no motor e nas pessoas envolvidas.
 RECOMENDAÇÃO
Para que esse acionamento simultâneo seja evitado, deve ser utilizado o intertravamento.
CIRCUITO DE INTERTRAVAMENTO
Veremos, a seguir, dois circuitos de intertravamento – o circuito simplificado e o circuito completo.
CIRCUITO SIMPLIFICADO DE INTERTRAVAMENTO
O diagrama da Figura 22 apresenta uma ligação de intertravamento entre dois circuitos de acionamento simples (direto).
Vejamos:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 22 – Circuito simplificado de intertravamento.
A proposta desse circuito consiste em acionar diretamente um contator responsável por inibir o acionamento de outro.
Desse modo, é possível observar que, caso o disjuntor térmico (E1) não esteja acionado e o botão de desligar (B0) não tenha
sido pressionado, a energia da rede elétrica se torna disponível para cada um dos sistemas de acionamento.
Ao pressionar o botão de partida B1, caso o botão de parada B2 não esteja acionado e o contator C2 não tenha sido
desabilitado, o contator C1 será energizado. Isso fechará o selo do botão B1, mantendo o contator C1 energizado.
 ATENÇÃO
Caso o botão de partida (B2) do contator C2 seja pressionado, o mesmo desenergizará o contator C1 e romperá o selo de B1,
antes de ligar o contator C2.
CIRCUITO COMPLETO DE INTERTRAVAMENTO
O diagrama de um circuito completo – potência e comando – de um sistema de reversão com intertravamento pode ser visto na
Figura 23, a seguir.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 23 – Diagrama de circuito com reversão e intertravamento.
Observando-se o diagrama de comando desse circuito, é possível notar que duas fases da tensão trifásica da rede são
colocadas sobre o disjuntor térmico (Q2), por meio de dois fusíveis de proteção (F3).
 ATENÇÃO
Caso o disjuntor não esteja desarmado, a tensão de uma das fases da rede chega ao relé térmico (F2).
Por sua vez, caso o relé térmico (F2) não esteja desarmado, permite que a tensão da fase esteja disponível aos comandos de
partida S1 e S2, caso o comando de parada S0 não tenha sido acionado.
Ao pressionar o comando S1, caso o contato auxiliar (K2) não esteja acionado, ocorre a energização do contator K1.
 SAIBA MAIS
Os contatos auxiliares de K1 inibem o acionamento da carga pelo botão S2 e possibilitam a energização do motor.
Caso o comando S2 seja pressionado, ele estará impossibilitado de acionar o contator K2, tendo em vista que o contato auxiliar
K1 está desabilitado, por se tratar de um comando normalmente fechado.
 DICA
Ao acionar o contato C2, será possível a reversão do motor. Isso permitirá que o botão S2 seja pressionado, energizando o
contator K2 que, por sua vez, promoverá a inibição do acionamento do contator K1 pelo bastão S1.
No diagrama de potência, é fundamental observar que, quando o botão S1 é pressionado e o contator K1 acionado, o motor
trifásico – caso os fusíveis de proteção das fases (F1), o disjuntor térmico (Q1) e o relé térmico (F2) não estejam desarmados –
será energizado em seu sentido convencional.
Também é possível notar que, após a parada, caso o botão S2 seja pressionado e os dispositivos de proteção não estejam
desarmados, o contato auxiliar de K2 fará a inversão do sentido de rotação do motor, sem a possibilidade de o contato K1 ser
acionado simultaneamente.
COMANDO COM TEMPORIZADORES
Os relés com temporizadores são bastante utilizados quando se deseja um atraso na energização ou na desenergização de
uma carga. Esses relés – também conhecidos como timers ou relés de tempo – consistem, basicamente, na mesma estrutura
do relé eletromecânico. No entanto, são equipados com um temporizador, que permite que um intervalo de tempo – em
segundos, minutos ou horas – seja ajustado.
No retardo de energização, portanto, quando o relé é acionado, seu contato auxiliar não é ligado imediatamente. A contagem de
tempo é iniciada e, quando termina, o contato é fechado ou aberto (dependendo da lógica do relé).
De maneira similar, no retardo na desenergização, quando o relé é acionado, o contato é imediatamente fechado. No entanto,
quando o acionamento do relé é interrompido, seu contato não abre de imediato, permancendo fechado enquanto durar a
contagem de tempo do timer.
CIRCUITO DE ACIONAMENTO COM RETARDO NA
ENERGIZAÇÃO
Um circuito de acionamento com retardo na energização pode ser visto na Figura 24:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 24 – Diagrama de acionamento com temporizador – retardo na energização.
No diagrama, é possível observar que a fase de alimentação da rede está conectada ao botão de parada (B2) por meio do
disjuntor térmico (E1). Quando esse disjuntor não está desarmado e o botão de parada não está acionado, a energia da rede
elétrica chega ao botão de acionamento (B1). Quando pressionado, esse botão energiza o relé temporizado na energização
(T1).
O relé, por sua vez, inicia a contagem do tempo ajustado no temporizador. Quando a contagem finaliza, o contato auxiliar do
relé (T1) é disparado e o contator (K1) é acionado, dando início ao processo ao qual esteja ligado – por exemplo, acionamento
de um motor, reversão, parada, entre outros.
 ATENÇÃO
É fundamental notar que, mesmo se tratando de um circuito separado, um dispositivo de proteção também é utilizado, como o
disjuntor térmico (E2).
 VOCÊ SABIA?
Muitos processos industriais utilizam retardos na energização ou desenergização em seu funcionamento, seja na iluminação
seja na temporização de sistemas.
Alguns temporizadores apresentam três discos frontais (na interface com o usuário):
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
O primeiro disco apresenta uma escala de percentual, podendo variarde 10% a 100%.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
O segundo disco apresenta as escalas de tempo (1 segundo, 10 segundos, 1 minuto, 10 minutos, 1 hora, 10 horas e 100
horas).
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
O terceiro disco permite a definição entre pulso de energização e retardo na energização.
 DICA
Para selecionar 5 segundos de retardo, como é o caso do segundo disco, é necessário ajustar o primeiro disco para 50% e o
segundo disco para 10 segundos. Desse modo, 50% de 10 segundos fornece os 5 segundos necessários.
No pulso na energização, o relé, ao ser acionado, tem seu contato acionado. O relé permanece fechado durante a contagem do
tempo especificado e retorna ao repouso ao final da contagem.
 SAIBA MAIS
O retardo na energização consiste no atraso entre o acionamento do relé e o fechamento do seu contato.
COMANDO COM FREIO ELETROMAGNÉTICO
O freio eletromagético ou freio dinâmico consiste em um sistema em que uma corrente contínua é aplicada nos enrolamentos
do motor. Essa corrente induz um campo eletromagnético no enrolamentos do motor e transforma o motor em um eletroímã.
Esse eletroíma é responsável pela frenagem do motor, conforme ilustrado na Figura 25.
No circuito de acionamento, é possível perceber que, caso o disjuntor térmico não tenha sido desligado, a tensão da linha (L1)
ficará disponível para os circuitos de acionamento.
Com isso, quando o botão de parada (S0) não está pressionado e o contato auxiliar (K3) não está desligado, as chaves S1 e S2
podem ser acionadas (não de maneira simultânea devido ao intertravamento), permitindo ao motor funcionar de maneira
convencional ou no sentido reverso.
COMANDO S1
Caso o comando S1 seja pressionado e o contato auxiliar K2 não esteja desarmado, o contator K1 é ligado e o motor
funcionará em seu sentido reverso. A rotação convencional será inibida, e o sinal luminoso (H1) responsável pela indicação de
rotação invertida será ligado.
javascript:void(0)
COMANDO S0
Se o comando S0 for acionado, os contatores K1 e K2 são desligados e, simultaneamente, os contatores K3 e K4 são
energizados, iniciando o freio eletromagnético e parando o motor. O indicador luminoso H3 é ligado, indicando o processo de
parada do motor.
COMANDO S2
Se o comando S2 for ligado, o contator K2 é energizado, caso K1 não esteja desarmado, e a rotação do motor no sentido
convencional é iniciada. O indicador luminoso H2 é ligado, sinalizando a rotação do motor no sentido direto.
CIRCUITO DE POTÊNCIA DE MOTOR TRIFÁSICO
Vamos ver, a seguir, o funcionamento do circuito de potência de um motor trifásico.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 25 – Circuito de potência de um motor trifásico.
No circuito de potência, é possível perceber que as linhas da rede elétrica ficam disponíveis para serem fornecidas ao motor
trifásico caso o relé térmico (F8) e os fusíveis de proteção (F1, F2 e F3) não tenham sido desarmados. Isso dependerá apenas
do acionamento dos contatores K1 (reversão) ou K2 (sentido convencional).
Quando o freio eletromagnético é acionado (K3 e K4), o comando K3 permite que uma tensão alternada com amplitude de
24Vac seja retificada pelo circuito em ponto de diodos, transformando o sinal alternado em contínuo. Essa tensão contínua, com
o acionamento do contato K4, é fornecida aos contatos do motor e os transforma em eletroímãs. Dessa forma, o processo de
frenagem eletromagnética é iniciado.
 DICA
Alguns cuidados para preservação do motor, como limitação da corrente aplicada nos enrolamentos, são fundamentais para
evitar a queima dos enrolamentos do motor.
javascript:void(0)
javascript:void(0)
COMANDO COM PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
A partida de um motor em uma instalação elétrica é sempre um momento de sobrecarga de corrente na instalação. Devido ao
princípio da inércia, durante a partida de um motor, uma corrente muito elevada é drenada da rede elétrica. Isso pode provocar
queda de tensão e mal funcionamento de outros equipamentos durante esse processo.
 RECOMENDAÇÃO
Um método de suavizar os efeitos da partida de um motor em uma instalação elétrica consiste na utilização de uma
configuração de partida conhecida por estrela-triângulo.
A adoção da configuração estrela-triângulo em um motor é possível se o motor possuir seis terminais disponíveis e
possibilidade de dupla tensão nominal (220/380V ou 380/660V).
 SAIBA MAIS
Com a configuração estrela-triângulo na partida, é possível uma redução significativa no valor nominal da corrente de partida.
A configuração estrela (Figura 26) permite que o motor receba o valor mais elevado de sua tensão de alimentação. Desse
modo, caso a tensão seja 220/380V, a tensão de alimentação será de 380V. Vejamos:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 26 – Configuração estrela em uma rede trifásica.
Quando o motor alcança a velocidade próxima à velocidade de regime (funcionamento pleno), o chaveamento dos contatos
auxiliares muda as ligações dos enrolamentos, fazendo com que o mesmo deixe de estar conectado em uma configuração
estrela e passe a se conectar como um triângulo (Figura 27):
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 27 – Configuração triângulo em uma rede trifásica.
O diagrama da Figura 28 ilustra os circuitos de potência e comando de um sistema de partida estrela-triângulo. Vejamos:
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 28 – Configuração triângulo em uma rede trifásica.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
CIRCUITO DE COMANDO
No diagrama de comando, é possível perceber que a tensão das linhas da rede elétrica (L1 e L2) estão disponíveis para a
energização do circuito de comando, caso o disjuntor térmico (Q2) não tenha sido desligado. Dessa maneira, uma das linhas é
conectada aos botões de comando por meio de um fusível de proteção (F1).
Caso o botão de parada (S0) não esteja acionado, o botão de partida (S1) poderá, ao ser acionado, energizar o relé
temporizado (K6), que iniciará a contagem de tempo. De maneira simultânea, o contato K1 é energizado e, como a linha de
comando do contato K3 é normalmente fechada, essa associação permite que o motor seja energizado na configuração estrela.
 ATENÇÃO
O intertravamento impede que o contato K2 seja energizado simultaneamente.
Após o término da contagem do temporizador, o contato K6 é acionado, desligando o contato K3 e ligando o contato K2. Esse
chaveamento faz com que a configuração mude de estrela para triângulo, interligando as bobinas do motor.
CIRCUITO DE POTÊNCIA
No diagrama de potência, é possível notar que, caso o disjuntor térmico não esteja desarmado, a alimentação das três linhas
da rede elétrica está disponível para as bobinas do motor trifásico. Os fusíveis de proteção (F1) protegem os enrolamentos do
motor.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
O sistema de intertravamento impede que as fases sejam ligadas de maneira equivocada – mistura das configurações estrela e
triângulo, o que provocaria uma sobrecarga.
É importante observar a ligação do motor ao neutro, que é essencial na configuração estrela.
Algumas considerações devem ser levadas em conta no uso da configuração estrela-triângulo.
VANTAGENS
Custo reduzido.
Diminuição da corrente de partida em, praticamente, 1/3 do valor nominal.
Dimensões reduzidas do circuito.

DESVANTAGENS
Necessidade de 6 terminais disponíveis.
Dupla tensão.
Garantia de que o motor atinja uma velocidade próxima à velocidade de regime (cerca de 90%) para que haja a
comutação.
Caso o motor não atinja a velocidade necessária, serão utilizados valores elevados de corrente, e o circuito perderá seu
propósito.
COMANDO COM PARTIDA COM AUTOTRANSFORMADOR
OU CHAVE COMPENSADORA
Trata-se de um circuito com um autotransformador com várias derivações acoplado ao estator (Figura 29). O autotransformador
tem por objetivo regular o processo de partida de motor. Durante a partida, o ponto de referência (ponto estrela) do
autotransformador é colocado em curto-circuito até que o motor seja conectadoà rede elétrica.
Um autotransformador de comando é utilizado na interligação entre o circuito de comando e o circuito de potência.
Entre suas principais aplicações, encontram-se circuitos de elevada carga e alto índice de atrito. Tais circuitos demandam maior
força mecânica e, consequentemente, maior torque, ocasionando uma elevação na corrente consumida.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 29 – Configuração com autotransformador (chave compensadora).
VANTAGENS
Observe o seguinte caso: uma corrente de linha próxima do valor da corrente de partida, com a utilização de um
autotransformador com alta derivação, na configuração estrela-triângulo, e a comutação da tensão reduzida para a tensão
nominal não provocam aumentos súbitos de corrente. Isso ocorre uma vez que a reatância indutiva das bobinas do
autotransformador impede aumentos súbitos de corrente.

DESVANTAGENS
Custo superior à configuração estrela-triângulo convencional.
Dimensões maiores do que a estrela-triângulo pelo espaço ocupado pelos autotransformadores.
SOFT-STARTER
Os dispositivos do tipo soft-starter são pontes formadas com chaves eletrônicas (como os SCR) e amplamente utilizadas para
controlar a partida de motores – por exemplo, por meio do controle de suas correntes de partida.
Esses dispositivos são usados para o controle da velocidade dos motores, permitindo uma partida ou parada suaves quando
necessário.
 EXEMPLO
Os dispositivos soft-starter podem ser utilizados em ventiladores industriais, bombas, motores de alta potência, misturadores,
britadores, moedores, sistemas de refrigeração, compressores, entre outros.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
A tensão aplicada sobre a carga do circuito – motor, bomba, entre outras – é realizada pelo controle da sua tensão de
alimentação. Como esses circuitos de disparo podem variar o ângulo de disparo das tensões aplicadas sobre a carga, o valor
eficaz da tensão aplicada sobre a carga pode ser alterado.
A corrente de partida do motor, desse modo, pode ser variada lentamente sem provocar quedas de tensão na rede elétrica,
como ocorre nas partidas diretas. Essa característica proporciona uma soft-start (partida suave).
Os soft-starter utilizam, em seu funcionamento, pontes formadas com tiristores, que são chaveados de forma a permitir o
controle da tensão de entrada nos motores. Com isso, as tensões e correntes, na partida e na parada dos motores, são
controladas em cada ciclo de funcionamento.
 EXEMPLO
Uma máquina que necessite de um aumento lento e gradual em sua velocidade vai sofrer um aumento gradativo nessa
velocidade até atingir o valor da rotação nominal do equipamento. Isso também pode ser feito durante o processo de parada
gradativa.
Após a partida, quando o motor atinge sua velocidade nominal, um chaveamento interno permite a desconexão do soft-starter e
a conexão direta da carga com a rede (by-pass). Isso evita o aquecimento do dispositivo. Uma imagem do soft-starter modelo
SSW 05 da WEG pode ser vista na Figura 30.
 
Imagem: Weg.net e SE
 Figura 30 – Soft-starter fabricantes WEG e Schneider.
ESQUEMA DE LIGAÇÕES
Como pode ser visto na Figura 31, a ligação de um soft-starter é razoavelmente simples. As linhas provenientes de uma rede
trifásica são conectadas à entrada do soft-starter, que ajusta a entrada dessa tensão de alimentação à entrada do motor
trifásico, de acordo com os parâmetros fornecidos ao dispositivo.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 31 – Diagrama de ligação de um soft-starter.
O soft-starter controla a tensão a ser entregue ao motor a partir dos dados provenientes do sensor, que monitora a tensão de
alimentação e controla a ponte de SCRs, de modo a controlar a partida e a parada do motor.
DESCRIÇÃO DOS PARÂMETROS
Observando-se o soft-starter da Schneider, é possível identificar os seguintes parâmetros:
POWER ON
Indicador luminoso do tipo led, que acende quando o soft-starter é energizado.
FULL VOLTAGE
Indicador luminoso do tipo led, que indica que a alimentação do motor chegou a 100%.
START TIME
Ajuste do tempo de partida, sendo o tempo necessário para que a tensão de partida chegue até o valor da tensão nominal.
INITIAL VOLTAGE
Ajuste da tensão inicial.
STOP TIME
Ajuste do tempo de desligamento do motor. Esse é o tempo que levará para o motor variar da tensão nominal até a tensão de
repouso.
INVERSOR DE FREQUÊNCIA
Um inversor de frequência é utilizado para controle da velocidade e do torque de um determinado motor elétrico. A variação da
tensão e da frequência é feita pela modulação por largura de pulso (PWM). Com isso, o inversor consegue controlar o motor
elétrico durante todo o seu funcionamento, e não apenas nas manobras de partida e de parada, como os soft-starter.
 VOCÊ SABIA?
Com o uso de um inversor de frequência, é possível atuar sobre um motor elétrico durante toda a sua operação, e até modificar
sua velocidade.
 EXEMPLO
Caso seja desejado trabalhar com três velocidades distintas (alta, média e baixa) durante a operação, o inversor fará essas
alterações sem afetar o rendimento do motor. O inversor também pode atuar com controles gradativos (tipo rampa) na partida e
na parada de um motor.
FUNCIONAMENTO (PWM)
A modulação PWM funciona como um circuito de liga e desliga, permitindo ou não a passagem da energia para uma carga.
CIRCUITO LIGADO
É permitida a passagem da energia total para uma carga.

CIRCUITO DESLIGADO
Nenhuma energia é entregue para a carga.
Se o circuito for mantido ligado durante metade do tempo (50%) de funcionamento da carga, isso fará com que a carga receba
energia durante metade do período (50%). Dessa maneira, apenas metade da energia será entregue para a carga (Figura 32).
 ATENÇÃO
Para o funcionamento do PWM, pode-se considerar uma onda quadrada. Variando-se a largura do pulso da onda, chamado de
Duty Cycle, tem-se a mudança no ciclo de trabalho.
 
Imagem: Raphael de Souza dos Santos
 Figura 32 – Sinal modulado por PWM.
Matematicamente, dois parâmetros são usados na determinação do Duty Cycle (em percentual):
O período de funcionamento.
A largura do pulso (período com circuito ligado).
Desse modo, temos em porcentagem:
DutyCycle = × 100
largura do pulso
período
⇋ Utilize a rolagem horizontal
CLASSIFICAÇÃO DOS INVERSORES DE FREQUÊNCIA
Existem diversos tipos de inversores de frequência. Vamos conhecer suas classificações a seguir.
 
Imagem: Siemens
 Figura 23 – Inversor de frequência da Siemens
ANALÓGICO
O ajuste dos parâmetros é feito pelo posicionamento manual das chaves em sua interface.

 
Imagem: Weg.net
 Figura 23 – Inversor de frequência da WEG
DIGITAL
A seleção dos parâmetros de funcionamento é realizada por meio de teclas digitais (do tipo membrana) e exibida em um
display, formando uma interface entre o operador e a máquina (interface homem-máquina ou IHM).
A vantagem dos modelos digitais é a indicação de erros de operação ou parametrização (ajuste dos parâmetros) em sua tela.
Além disso, os soft-starter digitais, normalmente, oferecem a possibilidade de operação remota (a distância).
INVERSORES DE FREQUÊNCIA COM CONTROLE
ESCALAR E VETORIAL
Os inversores de frequência podem ser classificados como escalares e vetoriais. Ambos possuem a mesma estrutura de
funcionamento. A diferença entre eles está no modo como o torque do motor é controlado. Dessa maneira, temos:
INVERSORES ESCALARES
A curva que relaciona a tensão de saída e a frequência de saída (curva V/F) é parametrizada (fixada), baseando-se no regime
de trabalho do inversor. O grande problema é que, nas baixas rotações, o sistema AC não consegue um bom torque com as
baixas velocidades.

INVERSORES VETORIAIS
Varia a tensão e a frequência com o objetivo de otimizar o torque em qualquer rotação (alta ou baixa). O inversor vetorial
controla a curva V/F por meio das correntes de magnetização do motor. Um tacômetro, ou um encoder, é utilizado para o
controle da velocidade.
Entre os blocos que compõem o inversorde frequência, temos:
BLOCO DA UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO
Um inversor de frequência pode ser formado por um microprocessador ou por um microcontrolador. De maneira geral, é nesse
bloco que todas as informações (parâmetros e dados do sistema) estão armazenadas, visto que também uma memória está
integrada a esse conjunto.
A CPU não apenas armazena os dados e parâmetros relativos aos equipamentos, como também executa a função mais
importante para o funcionamento do inversor. Trata-se da geração dos pulsos de disparo, por meio de uma lógica de controle,
para os IGBTs.
BLOCO DA INTERFACE HOMEM-MÁQUINA (IHM)
É por meio desse dispositivo que é possível visualizar o que está ocorrendo no inversor (display ou tela) e fazer a inserção dos
parâmetros de acordo com a aplicação (teclas).
BLOCO DE INTERFACES
A maioria dos inversores pode ser comandada por meio de dois tipos de sinais: analógicos ou digitais. Normalmente, é
desejado controlar a velocidade de rotação de um motor AC no inversor, utilizando-se uma tensão analógica de comando. Essa
tensão varia entre 0 e 10Vcc. A velocidade de rotação (RPM) é proporcional ao seu valor. Como exemplo, 1Vcc pode ser igual a
1000RPM e 2Vcc iguais a 2000RPM.
Para inverter o sentido de rotação, basta inverter a polaridade do sinal analógico (de 0 a 10Vcc sentido horário, e –10 a 0Vcc
sentido anti-horário). Esse é o sistema mais utilizado em máquinas e ferramentas automáticas, sendo que a tensão analógica
de controle é proveniente do controle numérico computadorizado.
Além da interface analógica, o inversor possui entradas digitais. Com um parâmetro de programação, é possível selecionar qual
entrada é válida – analógica ou digital.
BLOCO DE POTÊNCIA
É constituído por um circuito retificador, que alimenta o circuito de saída inversor (módulo IGBT) por meio de um circuito
intermediário, chamado barramento DC.
PRINCIPAIS PARÂMETROS DE UM INVERSOR
Os principais parâmetros que encontramos nos inversores são:
PARÂMETRO P009
Ajuste 0 – somente os parâmetros P001 a P009 podem ser alterados.
Ajuste 1 – os parâmetros de P001 a P009 podem ser alterados, e os demais podem ser somente lidos.
Ajuste 2 – todos os parâmetros podem ser alterados, exceto P009, que sofre um reset ao ser desligado.
Ajuste 3 – todos os parâmetros podem ser alterados.
PARÂMETRO P084
Programa a tensão nominal do motor.
PARÂMETRO P083
Programa a corrente nominal do motor, e esse valor será usado pelo sistema de proteção contra sobrecarga.
PARÂMETRO P003
Programa a frequência mínima de saída, variando tipicamente entre 0 e 650Hz.
PARÂMETRO P013
Programa a frequência máxima de saída, podendo variar entre 0 e 650Hz.
PARÂMETRO P031
Programa a frequência do JOG – também chamado de impulso. O JOG é um recurso usado para fazer uma máquina funcionar
em velocidades muito baixas, facilitando o posicionamento de peças antes de entrar em funcionamento normal.
PARÂMETRO P002
Programa a rampa de aceleração, ou seja, o tempo que o motor leva para atingir a velocidade máxima, podendo variar entre 0 e
650 segundos.
PARÂMETRO P003
Programa o tempo de parada.
PARÂMETRO P076
Programa a frequência do circuito PWM, que pode variar em alguns tipos de 2 em 2kHz.
Os inversores são utilizados em aplicações em que o controle completo da velocidade é essencial. São utilizados em aplicações
que exigem alto torque e em aplicações em que os custos e o espaço disponíveis para instalação não sejam problemas.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
OBSERVE O DIAGRAMA TRIFILAR, NA FIGURA A SEGUIR, RESPONSÁVEL PELO ACIONAMENTO
DE UM MOTOR MONOFÁSICO A PARTIR DE UM SISTEMA DE COMANDO. DE ACORDO COM O
DIAGRAMA DE POTÊNCIA, O DISPOSITIVO RESPONSÁVEL PELA PROTEÇÃO DE TODO O
CIRCUITO POR MEIO DO SECCIONAMENTO DO CIRCUITO PELO AQUECIMENTO E QUE PODE
SER REARMADO QUANDO O PROBLEMA FOR RESOLVIDO É O:
A) Disjuntor térmico
B) Fusível de proteção
C) Contatos auxiliares
D) Chave de comando
E) Motor monofásico
NA MONTAGEM DO CIRCUITO DE COMANDO DE UM MOTOR, OPTOU-SE POR COLOCAR UM
COMANDO DE CHAVEAMENTO DIRETO ENTRE A TENSÃO DE ALIMENTAÇÃO E O MOTOR
ELÉTRICO, DE MANEIRA QUE A TENSÃO DA REDE SEJA APLICADA DIRETAMENTE SOBRE O
MOTOR NO ACIONAMENTO DA BOTOEIRA. ESSE TIPO DE COMANDO RECEBE O NOME DE:
A) Estrela-triângulo
B) Comando temporizado
C) Comando com soft-starter
D) Comando com inversor
E) Comando direto
GABARITO
Observe o diagrama trifilar, na figura a seguir, responsável pelo acionamento de um motor monofásico a partir de um
sistema de comando. De acordo com o diagrama de potência, o dispositivo responsável pela proteção de todo o
circuito por meio do seccionamento do circuito pelo aquecimento e que pode ser rearmado quando o problema for
resolvido é o:
A alternativa "A " está correta.
Os disjuntores térmicos são os dispositivos que protegem o circuito em casos de aquecimento dos contatos por sobrecarga.
Eles abrem o circuito interrompendo a energização dos equipamentos e demais dispositivos. Após o problema ser resolvido,
eles são rearmados, e o circuito poderá funcionar normalmente.
Na montagem do circuito de comando de um motor, optou-se por colocar um comando de chaveamento direto entre a
tensão de alimentação e o motor elétrico, de maneira que a tensão da rede seja aplicada diretamente sobre o motor no
acionamento da botoeira. Esse tipo de comando recebe o nome de:
A alternativa "E " está correta.
O acionamento por comando direto é fundamental quando se deseja que as fases da rede elétrica sejam conectadas
diretamente nos terminais da carga. Isso garante que toda a energia fornecida pela rede seja repassada à carga de maneira
simultânea ao acionamento do comando.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste conteúdo, apresentamos os conceitos referentes aos acionamentos elétricos e aos principais diagramas de comandos
utilizados. Também discutimos as diferenças entre os diagramas unifilar, trifilar e multifilar e apresentamos suas aplicações.
Discutimos os principais tipos de comando de acionamento e apresentamos suas vantagens e desvantagens. Além disso,
ilustramos as conexões e os diagramas de potência e de comando.
Por fim, apresentamos os dispositivos de chaveamento de potência e aqueles utilizados nas partidas dos motores. Vimos,
ainda, os modos de partida dos motores, com a ilustração dos dispositivos utilizados em partidas suaves e inversores de
frequência.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, K. C. Conversão eletromecânica de energia. Santa Catarina: UFSC, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5410: instalações elétricas de baixa tensão. Rio de Janeiro:
[S.n.], 2004.
BIM, E. Máquinas elétricas e acionamentos. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009.
CREDER, H. Instalações elétricas. [S.l.]: Livros Técnicos e Científicos, 2007.
FALCONE, G. A. Eletromecânica. São Paulo: Edgard Blucher Ltda, 1979.
FITZGERALD, A. E. et. al. Máquinas elétricas com introdução à eletrônica de potência. 6. ed. Porto Alegre: Bookman,
2006.
GÊNOVA, R. C. C. Manual de comandos elétricos. Ceará: CEFET-Ceará [s.d.].
MAMEDE FILHO, J. Instalações elétricas industriais. 3. ed. [S.l.]: Científicos Editora, 1989.
NISKIER, J.; Macintyre, A. J. Instalações elétricas. Rio de Janeiro: Guanabara Editora, 1985.
SILVA, M. E. Curso de comandos elétricos. São Paulo: FUMEP, 2006.
WEG. Manual de acionamentos elétricos. Consultado na internet em: mar. 2021.
EXPLORE+
Leia as normas específicas para equipamentos de manobra, proteção e instalações:
IEC 60947-1 – Equipamentos de manobra e de proteção em baixa tensão: especificações.
IEC 60947-2 – Disjuntores.
IEC 60947-3 – Selecionadores e seccionadores fusíveis.
IEC 60947-4 – Contatores de potência, relés de sobrecarga e conjuntos de partida.
IEC 60947-5 – Contatores auxiliares, botões de comando e auxiliares de comando.
IEC 60947-7 – Conectores e equipamentos auxiliares.
IEC 60269-1 – Fusíveis de baixa tensão.
IEC 60439-1 – Conjuntos de manobra e comando em baixa tensão.
NBR 5410 – Instalações elétricas de baixa tensão.
Leia osmanuais dos fabricantes dos inversores de frequência e soft-starter para entender as diferenças, bem como as
vantagens e desvantagens de cada modelo.
CONTEUDISTA
Raphael de Souza dos Santos
 CURRÍCULO LATTES
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