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Nome da obra: Guia Prático e Definitivo de Comandos Elétricos AUTOR: SANDRO ZANDER SOARES NOGUEIRA CPF: 071.298.367-84 RG: 11052717-3 CIDADE: RIO DE JANEIRO ANO 2019 luizl@weg.net 1 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com Comandos Elétricos O Seu Guia Prático e Definitivo Rio de Janeiro Edição do autor 2019 1ª edição 2 Sandro Zander Soares Nogueira Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com Comandos Elétricos O Seu Guia Prático e Definitivo 3 Todos os esforços foram feitos para creditar devidamente os detentores dos direitos das imagens utilizadas neste livro. Eventuais omissões de credito e copyright não são intencionais e serão devidamente solucionadas nas próximas edições, bastando que seus proprietários contatem o autor/editor. Direitos autorais de propriedade exclusiva do autor. É proibida a reprodução parcial ou total, sem a expressa autorização do autor. A violação dos direitos autorais é crime estabelecido na lei nº 9.610/98 e punido pelo artigo 184 do Código Penal. Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com 4 À minha esposa, minha mãe, meu irmão e meus amigos; Aos meus alunos do curso Comandos Elétricos Expert, do curso Instalações Elétricas e do curso Técnico em Eletrotécnica; Aos fabricantes ABB, COEL, DF, Finder, Leroy-Somer, Mar-Girius, Metaltex, Montrel, GE, SCHMERSAl, Schneider Electric, Siemens, Steck, WEG e demais empresas pela permissão da reprodução das figuras, tabelas e exemplos usados nesta obra; A Deus por me conceder saúde, força, resiliência e saúde física e mental para concluir mais esse objetivo. Agradecimentos Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com Sumário Capitulo 1 – Redes e Ramais - 09 1.1 Características das Redes Trifásicas – 09 1.2 Tipos de redes e ramais trifásicos – 10 1.3 Condições de Funcionamento das Redes e Ramais Trifásicos – 11 1.4 Análise de Defeitos – 11 1.5 Dimensionamento – 16 1.6 Tabelas - 18 Capítulo 2 – Sistemas e Dispositivos de Proteção 2.1 Aterramento – 21 2.1.1 Conceitos importantes – 22 2.1.2 Esquemas de Aterramento - 23 2.1.3 Dispositivo Diferencial Residual – 26 2.1.4 Características dos DRs – 27 2.1.5 Tipos de ligações – 26 2.1.6 Esquemas de ligação – 28 2.2 DPS – 30 2.2.1 O raio – 30 2.2.2 DPS – 30 2.2.3 Funcionamento do DPS – 31 2.2.4 Classes dos DPS – 32 2.2.5 Especificações – 32 2.2.6 Tipos de ligação – 34 2.2.7 Instalação – 35 2.3 Fusíveis – 36 2.3.1 Classificação dos fusíveis – 37 2.3.2 Características dos fusíveis – 38 2.3.3 Funcionamento – 39 2.3.4 Análise de defeitos – 39 2.3.5 Identificação de defeitos – 40 2.3.6 Correção de defeitos – 41 2.3.7 Dimensionamento – 42 2.4 Disjuntor Termomagnético – 44 2.4.1 Funcionamento – 44 2.4.2 Curvas de disparo – 45 2.4.3 Características – 46 2.4.4 Dimensionamento - 48 2.5 Disjuntor Motor – 49 5 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com Sumário Capítulo 3 – Motores Elétricos - 51 3.1 Motores Monofásicos - 51 3.1.1 Motor Universal – 51 3.1.2 Motor de Campo Distorcido – 52 3.1.3 Motor de Repulsão – 54 3.1.4 Motor de Fase Auxiliar – 55 3.1.5 Polarização de Motor de Fase Auxiliar – 60 3.2 Motores Trifásicos – 64 3.2.1 Motor de Rotor Bobinado - 64 3.2.2 Motor de Indução trifásico – 65 3.2.2.1 Ligações e Fechamentos - 65 3.2.2.2 Características - 68 3.2.3 Motor Dahlander – 74 3.2.3.1 Funcionamento – 74 3.2.3.2 Tipos de ligações – 75 3.2.3.3 Identificação – 76 3.2.4 Análise de Defeitos – 77 3.3 Motor de Corrente Contínua - 81 3.3.1 Motor Série - 82 3.3.2 Motor Paralelo (Shunt) – 82 3.3.3 Motor Misto (Coumpond) – 83 Capitulo 4 – Transformadores - 85 4.1 Transformadores Abaixadores – 86 4.2 Transformadores Elevadores – 86 4.3 Transformadores Isoladores – 86 4.4 – Associação de Transformadores Monofásicos – 87 4.5 Transformador para circuitos de comandos – 88 4.6 Transformador de Corrente – TC – 88 4.7 Transformador de Potencial – TP – 89 4.8 Autotransformador - 90 Capítulo 5 – Dispositivos de Comandos Elétricos - 91 5.1 Contatores – 91 5.1.1 Funcionamento – 93 5.1.2 Características – 94 5.1.3 Dimensionamento – 96 5.2 Relé Térmico – 98 5.2.1 Funcionamento – 98 5.2.2 Ligação – 99 5.2.3 Dimensionamento – 100 5.2.4 Regulagem – 101 6 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com Sumário 5.3 Botões de Comandos – 103 5.3.1 – Tipos - 103 5.3.2 – Características – 104 5.3.3 – Funcionamento – 105 5.4 Sinalizadores – 106 5.4.1 Sinalização sonora – 106 5.4.2 Sinalização visual – 106 5.5 Relé Temporizador - 107 5.5.1 Modelos – 107 5.5.2 Tipos – 107 5.5.2.1 Funcionamento – 108 5.5.3 Teste de Funcionamento – 108 5.6 Relé Falta de Fase – 110 5.6.1 Funcionamento – 110 5.7 Relé Sequência de Fase – 110 5.7.1 Funcionamento – 110 5.8 Chaves Fim de Curso – 111 5.8.1 Funcionamento – 111 5.8.2 Característica – 112 Capítulo 6 – Simbologias - 113 6.1 Siglas – 113 6.2 Simbologias Literais – 115 6.3 Simbologias das Grandezas Elétricas Fundamentais – 116 6.4 Simbologias de uso geral – 117 6.5 Simbologias dos Componentes dos circuitos – 118 6.6 Simbologias dos dispositivos de sinalização visual e sonora – 120 6.7 Simbologias dos instrumentos de medidas – 121 6.8 Simbologias das bobinas e relés de comandos – 122 6.9 Simbologias dos contatos e peças – 124 6.10 Simbologias dos elementos de comandos – 125 6.11 Simbologias dos dispositivos de comandos e de proteção – 126 6.12 Simbologias dos motores e geradores – 127 6.13 Simbologias dos transformadores – 128 6.14 Simbologias dos dispositivos de partidas - 129 Capítulo 7 – Diagramas e Chaves de Partidas de Motores - 132 7.1 Chave de Partida Simples – 132 7.2 Chave de Partida Simples com Disjuntor – 134 7.3 Chave de Partida Simples com Sinalização – 136 7.4 Chave de Partida Simples com Relé Sequência de Fase - 141 7.5 Chave de Partida Simples com Relé Falta de Fase – 142 7.6 Chave de Partida Simples com Relés Falta e Sequência de Fase – 143 7 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com 7.7 Chave de Partida Simples com Comando à Distância – 145 7.8 Chave de Partida Sequencial de motores – 150 7.9 Chave de Partida Sequencial de motores com proteção individual – 155 7.10 Chave de Partida Sequencial automática de motores com proteção individual – 162 7.11 Chave de Reversão Semi-Automática – 169 7.12 Chave de Reversão Semi-Automática com Bloqueio de Contatos e Botões - 177 7.13 Chave de Reversão com Bloqueio de Contatos e Botões com Sinalização – 183 7.14 Chave de Reversão para Motor Monofásico de 6 terminais/127v – 191 7.15 Chave de Reversão para Motor Monofásico de 6 terminais/220v – 196 7.16 Chave Estrela-Triângulo Automática – 201 7.17 Chave Estrela-Triângulo Automática com Contator Auxiliar – 207 7.18 Chave Estrela-Triângulo Automática com Reversão – 213 7.19 Chave Compensadora Automática – 220 7.20 Chave Compensadora Automática com Reversão – 225 7.21 Motor Dahlander com Comutação de Velocidade por Botões - 233 7.22 Motor Dahlander com Comutação de Velocidade e Reversão por Botões – 239 7.23 Chave para Motor Trifásico de Rotor Bobinado – 249 7.24 Chave para Motor Trifásico de Rotor Bobinado com Reversão – 256 Bibliografia – 270 8 Sumário Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Rede Trifásica: Rede Trifásica, também chamada de circuito de alimentação trifásico, é fornecida por um gerador CA (Corrente Alternada) que produz três fases distintas com tensão iguais, porém separadas (defasadas 120 graus uma das outras). Embora os circuitos monofásicos sejam amplamente usados, a maior parte da geração e distribuição é trifásica, isso porque a geração e distribuição trifásica exigem condutores com menor seção transversal (bitola), consequentemente mais leves, para a mesma especificação de potência; a rede trifásicatambém permitem flexibilidade na escolha das tensões e podem ser usados para cargas monofásicas. Os equipamentos trifásicos possuem dimensões menores, são mais leves e mais eficientes que às máquinas monofásicas da mesma capacidade. Características das Redes Trifásicas: 1 – Quanto ao número de condutores – As redes trifásicas podem ser: A três fios, com três fases diferentes, representadas pelas letras R–S–T ou L1–L2–L3 para identifica-las. A quatro fios, com três fases diferentes e o condutor neutro, representadas pelas letras R– S–T–N 2 – Quanto à tensão nominal – Os valores de tensão nominal são especificados pelas concessionárias de energia elétrica. Os valores mais usuais para as redes são: 220v, 380v, 440v, 660v, 760v. Esses valores são obtidos medindo duas fases diferentes, ou seja, entre as (R-S), (S-T) e (T- R). A tensão medida entre duas fases é chamada Tensão de Linha. Quando medimos as respectivas fases com o neutro, ou seja (R-N), (S-N) e (T-N), temos um valor de tensão menor que a tensão medida entre duas fases. A tensão medida entre fase e neutro é chamada Tensão de Fase. EL = Tensão de Linha EF = Tensão de Fase Tempo 9 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Rede Trifásica: 3 – Quanto à frequência – A frequência da Rede Trifásica padronizada no Brasil é de 60Hz. (HZ = Hertz, unidade de medida da frequência elétrica). 4 – Quanto aos tipos de proteções adicionais para instalação das Redes Trifásicas - Como a função das redes e dos ramais é de conduzir energia elétrica, os condutores são protegidos e isolados. Para que as redes e os ramais trifásicos possam desempenhar bem sua função, sem colocar as pessoas em risco de acidentes, os condutores são dotados de proteções adicionais. Eis os cinco tipos de proteções para redes e ramais trifásicos: 1 - Rede e ramal trifásico Aéreo 2 - Rede e ramal trifásico de Tubulação Exposta 3 - Rede e ramal trifásico de Tubulação Embutida 4 - Rede e ramal trifásico em Canaleta Subterrânea 5 - Rede e ramal trifásico em Leitos ou Calhas 1 – Rede e Ramal Trifásico Aéreo - Os condutores, neste tipo de proteção de rede e de ramal são fixados por isoladores e estes suportados por postes, pontaletes, ou mesmo em paredes. Segundo as Normas Técnicas Brasileiras, as redes e os ramais trifásicos aéreos são instalados a uma altura, acima de 3m do piso e em locais de circulação de veículos acima de 5m para evitar acidentes. 2 - Rede e Ramal Trifásico de Tubulação Exposta - Os condutores neste tipo de proteção são colocados dentro de eletrodutos à vista e geralmente, fixados por braçadeiras. Este tipo de proteção é muito utilizado. Os eletrodutos protegem com segurança os condutores e as pessoas. 3 - Rede e Ramal Trifásico de Tubulação Embutida - Os condutores são colocados dentro de eletrodutos, porém estes eletrodutos são embutidos em paredes, pisos, colunas, vigas e etc.. 4 - Rede e Ramal Trifásico em Canaleta Subterrânea - Neste tipo de proteção, os condutores são colocados em canaletas feitas no piso e fixados em suportes especiais que impedem o contato direto, com o fundo e as laterais da canaleta, conforme a figura abaixo. Quanto à canaleta, existe um sistema de drenagem no fundo da mesma, para evitar umidade nos condutores, em caso que possa cair água de chuva, ou de limpeza do piso. 10 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Rede Trifásica: 5 – Rede e Ramal trifásico em Leitos ou Calhas – Os condutores neste tipo de proteção são colocados ou fixados, em estruturas perfiladas ou em chapas dobradas. Existem vários tipos de leitos ou calhas. Atualmente, este tipo de proteção está sendo largamente utilizado devido a facilidade que oferece para manutenção. Condições de Funcionamento das Redes e Ramais Trifásicos Quando as redes e os ramais estão em boas condições de funcionamento, os elementos das instalações desempenham bem suas funções. Vejamos quais são as condições de funcionamento das redes e ramais trifásicos: 1 – Quanto à bitola dos condutores - A bitola dos condutores da rede é dimensionada para suportar a corrente elétrica, para todos os ramais. Quanto ao ramal, a bitola deve suportar apenas, a corrente elétrica da máquina. 2 – Quanto à continuidade dos condutores – Para a passagem da corrente elétrica, tanto nas redes, como nos ramais trifásicos, os condutores fases e neutro não podem estar interrompidos, 3 – Quanto ao isolamento dos condutores - Para que a corrente elétrica de uma fase não interfira com a corrente de outra fase ou neutro, o isolamento dos condutores de fases, nas redes ou ramais, não pode estar avariado. O isolamento dos condutores de fase deve estar de acordo com a tensão nominal da rede ou do ramal trifásico. Análise de Defeitos Os defeitos, que acontecem com mais frequência, em redes e ramais trifásicos são: 1 – Defeitos quanto à bitola dos condutores 2 - Defeitos quanto à continuidade dos condutores 3 - Defeitos quanto ao isolamento dos condutores 1 – Defeitos quanto à bitola dos condutores - Os defeitos, mais frequentes, quanto à bitola dos condutores são: • Sobrecargas nos condutores • Subdimensionamento dos condutores Sobrecargas nos condutores A instalação de máquinas, além do previsto no projeto causará uma sobrecarga nos condutores. Em consequência, os condutores se aquecerão até provocar a queima dos fusíveis ou desarme da proteção. Subdimensionamento dos condutores A instalação de máquinas, com condutores de bitola menor que a prevista no projeto causará um Subdimensionamento dos condutores. 11 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Análise de Defeitos Em consequência, os condutores também se aquecerão, até provocar a queima dos fusíveis ou desarme da proteção. 2 – Defeitos quanto à continuidade dos condutores Os defeitos mais frequentes quanto à continuidade dos condutores são: 1 - Falta de uma das fases 2 - Falta de duas fases 3 - Falta de três fases 4 - Falta de aterramento ou do neutro Falta de uma fase - Se um condutor de fase (R-S ou T) estiver partido, ocorrerá da falta de uma fase no circuito e como consequência, teremos: • O motor trifásico não terá um funcionamento normal, ele muda o ruído característico (pois haverá corrente apenas em duas fases) e começa a “roncar” - termo utilizado pelos profissionais. • O motor trifásico aquece excessivamente e seu rendimento diminui (às vezes, não consegue movimentar a máquina). • Se os fusíveis estiverem dimensionados corretamente (corrente nominal do fusível de acordo com a corrente nominal da carga) um ou dois deles irão se queimar. Caso os fusíveis estejam mal dimensionados, o aquecimento do motor será tão rápido, que provocará a queima do mesmo. Obs.: Essa análise também vale para outros dispositivos de proteção, como os disjuntores, porém ao invés de queimar, eles desarmam. Falta de duas fases - Se dois condutores de fases (R-S), (S-T) ou (T- R) estiverem partidos, ocorrerá da falta de duas fases no circuito e como consequência, teremos: • O motor trifásico não funcionará (pois não há circulação de corrente em duas fases e os motores trifásicos, não são capazes de funcionar com apenas uma fase). • Caso a máquina tenha algum aparelho monofásico e, por coincidência, esteja ligado à fase não interrompida, ele continuará funcionando. Falta de três fases - Se por um acaso, houver uma interrupção das três fases do circuito, o motor trifásico da máquina parará de trabalhar por completo, fazendo com que a máquina deixe de funcionar. Falta de aterramento ou neutro - Se houver interrupção do condutor neutro ou do condutor de terra: 12 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Análise de Defeitos • Por falta de aterramento, o operador da máquina estará sujeito a tomar choques,caso haja uma deficiência no isolamento dos condutores da máquina. • Se houver aparelhos monofásicos ligados à máquina, eles não funcionarão, pois não haverá circulação de corrente no neutro, que alimenta os aparelhos. 3 – Defeitos quanto ao isolamento dos condutores Os defeitos mais frequentes, quanto ao Isolamento dos condutores são: 1 - Curto-circuito entre fase e neutro 2 - Curto-circuito entre duas fases 3 - Curto-circuito entre três fases Curto-circuito entre fase e neutro - Se um dos condutores fase (R, S ou T) entrar em contato (encostar) com o condutor neutro, ou em algum ponto aterrado, a corrente nos condutores aumentará imediatamente, provocando a queima do fusível correspondente aquela fase ou desarmando outro dispositivo de proteção. Curto-circuito entre duas fases - Se por acaso, dois condutores de fases (R-S), (S - T), ou (T - R) se encostarem (entrarem em contato), isto será a causa de um curto circuito, entre duas fases e provocará a queima de um ou dois fusíveis ou o desarme, no caso de utilização do disjuntor. Curto-circuito entre três fases - Se os três condutores de fases encostarem entre si de uma só vez, provocará a queima de dois, ou três fusíveis ou o desarme, no caso de utilização do disjuntor. Os 3 Passos para identificar os defeitos na rede de alimentação trifásica, quanto à continuidade dos condutores: Passo 1 - Desligar a chave seccionadora e colocar um aviso de manutenção. Desta forma dividiremos o circuito em duas partes, ou seja, antes da entrada da chave seccionadora e depois dela, para facilitar a localização do defeito. Passo 2 - Medir a tensão nos bornes de entrada da chave seccionadora (a), para verificar se há falta de fase na rede. Antes da entrada da chave Depois da entrada da chave 13 R S T N R S T N Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Análise de Defeitos • Se as tensões medidas entre as fases (R-S), (S- T) e (T-R) forem iguais à tensão nominal da rede, significa que não há falta de fase na rede. • Se as tensões medidas entre as fases (R-S) e (S-T) forem menores do que a tensão nominal da rede e a tensão entre as fases (T-R) for igual a nominal da rede, significa que o condutor da fase S está interrompido. • Se as tensões medidas entre as fases (S-T) e (T-R) forem menores do que a tensão nominal da rede e a tensão entre as fases (R-S) for igual a nominal da rede, significa que o condutor da fase T está interrompido. • Se as tensões medidas entre as fases (T-R) e (R-S) forem menores do que a tensão nominal da rede e a tensão entre as fases (S-T) for igual a nominal da rede, significa que o condutor da fase R está interrompido. • Se as tensões medidas entre uma das fases e o neutro (R-N), (S-N) e (T-N) for igual a zero e as tensões entre as fases (R-S), (S-T) e (T-R) forem iguais à tensão nominal da rede, significa que o condutor neutro está interrompido. 14 R S T v v v 2 4 6 1 3 5 220V 220V130V R S T v v v 2 4 6 1 3 5 220V 220V220V R S T v v v 2 4 6 1 3 5 165V 170V220V R S T v v v 2 4 6 1 3 5 176V 220V125V R S T v vv 2 4 6 1 3 5 0V0V N 0V Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Análise de Defeitos Passo 3 - Medir a resistência nos bornes de saída da chave para certificar se há condutor interrompido no ramal. • Se as resistências medidas entre os bornes (2- 4) e (4-6) forem infinitas e a resistência entre os bornes (2-6) apresentar algum valor ôhmico, significa que o condutor ligado no borne 4 está interrompido. • Se as resistências medidas entre os bornes (4- 6) e (6-2) forem infinitas e a resistência entre os bornes (2-4) apresentar algum valor ôhmico, significa que o condutor ligado no borne 6 está interrompido. • Se as resistências medidas ente os bornes (6-2) e (2-4) forem infinitas e a resistência entre os bornes (4-6) apresentar algum valor ôhmico, significa que o condutor ligado no borne 2 está interrompido. Os 6 Passos para identificar os defeitos na rede de alimentação trifásica, quanto ao isolamento dos condutores (curto-circuito): Passo 1 - Desligar as chaves seccionadoras dos ramais. Passo 2 - Desligar a chave seccionadora da rede e colocar o aviso de manutenção. Passo 3 - Desconectar os condutores dos bornes de saída das chaves seccionadoras e da máquina. Passo 4 - Medir o isolamento entre cada um dos condutores de fase o eletroduto da rede e dos ramais. • Se a resistência medida entre um dos condutores e o eletroduto for menor do que 1M A. (1 Mega OHM), há problemas de isolamentos e será necessário trocar o(s) condutor(es). 15 TSR 64 ∞ ∞ 320Ω 2 TSR 64 180Ω ∞ ∞ 2 TSR 64 ∞ 100Ω ∞ 2 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Análise de Defeitos • As Normas Técnicas Brasileiras recomendam, que para um isolamento adequado, usar o valor de 1KΩ (1 Kilo 0HM) para cada Volt, aplicado ao circuito. Passo 5 - Medir o isolamento entre dois condutores, dois a dois, na rede e nos ramais. • Se a resistência medida entre dois condutores for menor do que 1MΩ, há problemas de isolamento e será necessário trocar o(s) condutor(es). Esquema Elementar para Instalação de Motores CDF: Centro de Distribuição de Força PRede: Proteção da Rede (alimentador) PRamal: Proteção do Ramal CMotor: Controle do Motor (Contator, Chave Seccionadora, etc..) PMotor: Proteção do Motor (Relé de sobrecarga) M: Motor Dimensionamento Dimensionamento da Rede (Circuitos Alimentadores) - Dimensionamento por Capacidade de Corrente: O limite de condução de corrente dos condutores da Rede de alimentação dos motores elétricos não deverá ser menor que 125% da corrente nominal do maior motor, mais a soma das correntes nominais dos outros motores ligados na mesma Rede. Exemplo: Vamos considerar uma Rede de alimentação, cuja tensão de 220V – 60Hz, para alimentar 5 motores de indução trifásicos com rotor em curto. Motor 1 – 10CV / 25,8 A Motor 2 – 5CV / 13,2 A Motor 3 - 3CV / 8 A Motor 4 – 2 CV / 5,6 A Motor 5 – 1,5 CV / 4,72 A I rede = 1,25 x 25,8 + 13,2 + 8 + 5,6 + 4,72 = 63,77A Considerando a tabela 36 da NBR - 5410/2004, deve ser usado, no mínimo, o cabo de 16mm². 16 M CDF PRede PRamal S CMotor PMotor M PRamal S CMotor PMotor Rede Ramal I (rede de alimentação) ≥ 1,25 In (maior motor) + ∑ In (motores restantes) Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS Dimensionamento Dimensionamento por Queda de Tensão: Pela NBR-5410, a queda de tensão admissível para circuitos de força é de 5%, onde 4% pode ser perdido na rede de alimentação e 1% nos ramais. Com isso, calculamos a seção transversal do condutor em mm², através das fórmulas: Para circuitos monofásicos ou corrente contínua: Para circuitos trifásicos: Onde: S = Seção em mm² ρ = Resistividade do cobre I = Corrente de linha em ampères L = Distância em metros u = Queda de tensão admissível em volts ∑ = Somatório OBS: Resistividade do Cobre: = 1/56Ω.mm²/m = 0,017 Ω.mm²/m Resistividade do Alumínio: = 1/32 Ω.mm²/m = 0,031 Ω.mm²/m Exemplo: Vamos considerar que no primeiro exemplo temos as seguintes distâncias ao CDF: Motor 1 – 25 metros | Motor 2 – 25 metros Motor 3 – 15 metros | Motor 4 – 6 metros Motor 5 – 6 metros Temos: S = 4,066 mm² Comparando os dois critérios de dimensionamento desse exemplo, usaremos o cabo de 16 mm², calculado pelo critério de capacidade de corrente, pois a bitola do cabo foi maior do que pela queda de tensão. Dimensionamento do Ramal - Dimensionamento por Capacidade de Corrente: O limite de condução de corrente dos condutores dos ramais para motores elétricos deverá ser pelo menos igual a 125% da corrente nominal do motor para serviço contínuo, Dimensionamento por Queda de Tensão: Utiliza-se a mesma fórmula usada para dimensionar a rede de alimentação, porém para calcular nos ramais, usamosa queda admissível de 1%. 17 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS 18 Tabela - Capacidades de condução de corrente, em ampères, para os métodos de referência A1, A2, B1, B2, C e D (NBR-5410 / 2004) Condutores: cobre e alumínio Isolação: PVC / Temperatura no condutor: 70°C Temperaturas de referência do ambiente: 30°C (ar), 20°C (solo) Fonte: NBR-5410 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS 19 Tabela – Dimensionamento dos condutores por queda de tensão – Sistemas Monofásicos ou Corrente Contínua (NBR-5410 / 2004) Fonte: NBR-5410 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com REDES E RAMAIS 20 Tabela – Dimensionamento dos condutores por queda de tensão – Sistemas Trifásicos (NBR-5410 / 2004) Fonte: NBR-5410 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Aterramento Elétrico Aterramento Elétrico é a ligação proposital dos equipamentos e/ou instalação com a Terra, de modo que garanta a segurança das pessoas e instalações, caso haja falha na isolação. O aterramento server para proteger pessoas, instalações e equipamentos contra uma falha na isolação, de modo a oferecer um caminho seguro da corrente de fuga para a Terra. Colocando as pessoas, carcaças dos equipamentos e eletrodos no mesmo potencial elétrico que a terra, ou seja, com uma diferença de potencial ZERO. Exemplos: Dispositivo de Proteção Instalação com aterramento – Proteçao contra choque elétrico: Instalação sem aterramento - Não há proteção contra choque elétrico: Protegendo a Instalação - Desligamento automático ao identificar corrente de fuga: 21 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Conceitos Importantes: Tensão de Contato: É a tensão que pode aparecer quando existir falha na isolação do equipamento. Tensão de toque: É a tensão que pode acontecer entre pés e mãos, caso um pessoa toque num equipamento que tenha tensão de contato. Tensão de Passo: É a diferença de potencial que ocorre quando a pessoa está em pé dentro de uma região Afetada por uma descarga elétrica no solo. Tensão de Passo Tensão de contato Tensão de toque 22 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Esquemas de Aterramento: Os sistemas de Aterramento em baixa tensão são classificados em 3 tipos: • Esquema TT • Esquema TN • Esquema IT Onde: 1° letra: T = o neutro é aterrado; 1° letra: I = o neutro não é aterrado, ou aterrado através de uma impedância. 2° letra: T = massas aterradas; 2° letra: N = massas ligadas ao neutro do sistema. Esquema TT O neutro do alimentador é ligado diretamente à terra, estando as massas dos equipamentos ligadas a um eletrodo de aterramento independente do aterramento do alimentador. Nesse caso, a corrente de fuga (corrente entre a massa e a terra) será baixa devido ao elevado valor de resistência de terra. Essa corrente é insuficiente para acionar disjuntores e fusíveis, mas é suficiente para colocar em risco uma pessoa, portando nesse caso é necessário o uso de interruptores diferenciais residuais (DRs), que são dispositivos mais sensíveis e que identificam correntes a partir de 30mA. L1 L3 L2 N IF IF IF 23 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Esquemas de Aterramento: Esquema TN O neutro do alimentador é ligado diretamente à terra, estando as massas dos equipamentos ligadas e esse mesmo ponto através de condutores de proteção. Nesse caso, o percurso de uma corrente de fuga (massa para terra) possui baixa impedância (condutor de cobre) e a corrente pode atingir valores elevados, sificientes para serem detectados e interrompidos por disjuntores ou fusíveis. O esquema pode ser do tipo : - TN-S, quando as funções do neutro e proteção forem realizadas por condutores separados (N = Neutro e PE = Proteção). - TN-C – Quando as funções do neutro e proteção forem realizadas pelo mesmo condutor (PEN). - TN-C-S – Quando é utilizado um esquema misto entre os dois anteriores. No Brasil, o esquema TN é o mais comum e quase sempre a instalação é do tipo TN- C até a entrada. Aí o neutro é aterrado e segue para o interior da residência separado do condutor de proteção (TN- S). Veja que caso o neutro seja rompido antes da entrada por um acidente, o sistema se transformará em TT. Por isso, mesmo em sistemas TN, é indicado o uso de DRs para garantir a proteção de pessoas contra choques elétricos. L1 L3 L2 N IF IF IF PE = Corrente de Fuga IF 24 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Esquemas de Aterramento: Esquema IT É um esquem parecido com o TT, porém o aterramento do alimentador é realizado através da inserção de im impedância de valor elevado em série com o aterramento. Com isso, limita-se a corrente de fuga a um valor desejado, de forma a não permitir que o sistema desligue. Geralmente essa corrente não é perigosa para as pessoas, mas como a instalação estará operando com corrente de fuga, deve ser utilizados dispositivos que monitirem a isolação dos condutores, evitando a degradação excessiva dos componentes da instalação. Esse sistema é usando somente em situações onde uma primeira falha não pode desligar imediatamente a alimentação (salas cirurgicas, alguns processos metalurgicos, etc.). L1 L3 L2 N IF IF IF Z = IMPEDÂNCIA DE ALTO VALOR I F 25 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo Diferencial Residual - DR É um dispositivo que protege as pessoas e animais domésticos contra choques diretos e indiretos. Choque por contato direto: - Contato acidental da pessoa em parte energizada com falha de isolação ou sem partes isolantes. Choque por contato indireto: - Contato da pessoa com a parte metálica do aparelho (carcaça), que estará energizada por falha de isolação. Os dispositivos podem ser: Dispositivo DR ou Interruptor DR - Dispositivo destinado a provocar a abertura dos próprios contatos quando ocorrer uma corrente de fuga à terra. O circuito protegido por este dispositivo necessita ainda de uma proteção contra sobrecarga e curto-circuito que pode ser realizada por disjuntor ou fusível, devidamente coordenado com o Dispositivo DR Disjuntor DR – Dispositivo destinado a a proteger quando ocorrer uma sobrecarga, curto-circuito (função disjuntor) ou corrente de fuga à terra (função DR). Recomendado nos casos onde existe a limitação de espaço. Módulo DR – Dispositivo para ser acoplado a um disjuntor termomagnético, adicionando a este a proteção diferencial residual, ou seja, ápós o acoplamento, ele atuará quando ocorrer uma sobrecarga, curto-circuito ou corrente de fuga à terra. Recomendado para instalações onde a corrente de curto-circuito for elevada. Após o acoplamento com o disjuntor terá a função do Disjuntor DR. Interruptor DR bipolar Interruptor DR tetrapolar Disjuntor DR Módulo DR 26 F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo Diferencial Residual - DR Quanto às características, encontramos nos seguintes tipos: AC– Detecta corrente de fuga alternada e são usado em instalações residenciais, comerciais e prediais, como também em instalações elétricas industriais. A– Detecta corrente de fuga alternada e contínua pulsantes, e devem ser usados em instalações com circuitos eletrônicos que alteram a forma de onda senoidal da rede. B – Detecta corrente de fuga alternada, pulsantes meia-ondae forma de onda de correntes contínuas puras, geradas por cargas como equipamentos eletromédicos e devem ser usados em hospitais e clínicas médicas. Quanto à Sensibilidade de atuação, podemos encontrar com as seguintes correntes: - Corrente Nominal Residual até 30mA – Protege pessoas contra choques diretos e indiretos. -Corrente Nominal Residual de 100mA / 300mA / 500mA / 1000mA – Protege instalações por falha na isolação e consumo excessivo de energia elétrica Ligações de acordo com o tipo de rede de alimentação: Fase + Neutro com DR Bipolar: Fase + Fase com DR Bipolar: 27 F on te : W E G F on te : W E G Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo Diferencial Residual - DR Fase + Neutro com DR Tetrapolar: 2 Fases com DR Tetrapolar: 2 Fases + Neutro com DR Tetrapolar: 3 Fases + Neutro com DR Tetrapolar: 3 Fases com DR Tetrapolar: 28 F on te : W E G F on te : W E G F on te : W E G F on te : W E G F on te : W E G Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo Diferencial Residual - DR Esquemas de ligação, conforme tipos de aterramento: Esquema de Aterramento TT: Esquema de Aterramento TN: Esquema de Aterramento TN-C e TN-S: R = CARGA 29 F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS O Raio O raio é um fenômeno atmosférico, consequente do acúmulo de cargas elétricas em uma nuvem, que resulta numa descarga elétrica sobre o solo ou sobre qualquer estrutura que ofereça condições favoráveis (postes, arvores, etc..) Durante as tempestades, há dentro das nuvens o acúmulo de cargas negativas em sua região inferior. A formação das cargas nas extremidades da nuvem ocorre através do atrito entre partículas de gelo e água postas em movimento pelas correntes de ar quente ascendente dentro da nuvem. A descarga acontece quando a intensidade do campo elétrico ultrapassa o valor da resistência do ar (rigidez dielétrica). A rigidez dielétrica do ar limpo e seco, corresponde a aproximadamente 30 kV/cm, porém durante uma tempestade, em função da umidade e de outras partículas presentes no ar (poeiras, etc.), a resistência dielétrica do ar reduz para poucos kV/cm, facilitando assim, a descarga. Nos últimos anos, a proteção contra surtos de tensão está se tornando uma necessidade devido ao uso cada vez mais difundido de componentes eletrônicos, muito sensíveis a surtos e picos de tensão. Antigamente em sistemas elétricos, encontrávamos produtos eletromecânicos mais robustos como motores, transformadores, etc.. que são mais resistentes a estes fenômenos de surtos. Hoje, em nossas casas e indústrias têm um número cada vez maior de dispositivos mais sensíveis, e por isso, prevê-se a instalação de Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS em quadros residenciais e industriais. Dispositivo de Proteção contra Surtos – DPS - O DPS é o dispositivo responsável em proteger as instalações elétricas e equipamentos contra as sobretensões transitórias e também escoar correntes de surto. 30 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +++ + + + + Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS Entretanto, para que o DPS funcione corretamente e consequentemente proteja sua instalação elétrica, é necessário que o sistema de aterramento e a equipotencialização da planta estejam bem feitas. Funcionamento Para entendermos o funcionamento do DPS, vamos imaginar que temos um dispositivo conectado, por exemplo, entre L-PE, cuja impedância (Z) interna seja infinita para não alterar o funcionamento do sistema. Com a chegada de um surto de tensão, a impedância nos terminais do dispositivo (DPS) abaixa rapidamente para 0Ω, permitindo “absorver” a corrente associada ao surto. Quanto mais alto for o surto de tensão, menor será a impedância e maior será a corrente drenada. Podemos, portanto, imaginar um interruptor aberto no interior do DPS, que se fecha na presença de um surto de tensão, colocando em curto o circuito existente após o interruptor, protegendo o circuito. Ocorre a drenagem da sobrecorrente, mantendo a tensão constante nos terminais do DPS. Se essa tensão for compatível com o nível de imunidade e isolamento do equipamento, ele não será danificado. Dentro do DPS, quem faz o papel desse interruptor é o centelhador, que é um dispositivo que, na sua configuração mais simples, é produzido com dois eletrodos adequadamente separados pelo ar. Na presença de surtos de tensão entre os dois elétrodos, desencadeia-se um arco elétrico. Os eletrodos do centelhador do DPS ficam contidos numa ampola fechada, contendo gases inertes, como argônio e neônio, que mantêm a tensão de ignição em valores constantes. Em geral, por essa sua característica de projeto, o centelhador é chamado de “GDT”: Gas Discharge Tube [Tubo de Descarga de Gás]. Os DPSs são divididos em: 31 F on te : F in de r F on te : F in de r Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS Classe I - Destinados a limitar surtos de tensão, os quais a totalidade ou parte da corrente do raio está associada, Os DPSs de Classe I são obrigatórios em edifícios equipados com para-raios. Eles são instalados no quadro principal, no ponto de ligação com a rede elétrica. Classe II - Destinados a proteger os equipamentos contra surtos de tensão. Eles são instalados em quadros de distribuição. Classe III - Desempenham um papel de terminação, impondo uma baixa “tensão residual” (nível de proteção) suportada pelos equipamentos eletrônicos finais. Os DPSs classe III são os mais rápidos, e eliminam os surtos de tensão residuais e por isso, são instalados mais próximos aos aparelhos eletroeletrônicos finais. As equivalências de nomenclatura são indicadas na tabela: Especificações do DPS Tensão nominal de rede - Un Corresponde a tensão nominal da rede elétrica da instalação a ser protegida 127/220 V ou 220/380 V. Tensão máxima de operação continua - Uc Também conhecida como tensão máxima de regime permanente, Uc é a tensão máxima eficaz que pode ser aplicada aos terminais do DPS sem comprometer seu funcionamento. Nível de proteção de tensão - Up Indica a capacidade do DPS em limitar sobretensões e está associada diretamente a tensão máxima (valor instantâneo) de limitação medida entre os terminais do DPS na ocorrência de falha. Podemos dizer então que Up é a tensão que o DPS deixa passar à instalação. Tensão sem carga - Uoc Este parâmetro é característico dos DPS de Classe III e corresponde ao valor de pico da tensão sem carga do gerador de teste do tipo combinado, tendo uma forma de onda de 1,2/50 μs, capaz de fornecer ao mesmo tempo uma corrente com forma de onda de 8/20 µs. 32 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS Corrente nominal de descarga - In Este é o valor de pico da corrente que atravessa o DPS quando testado com uma forma de onda de 8/20 μs. As normas prescrevem esta forma de onda para simular as correntes induzidas por raios em linhas de energia, sendo o teste característico para os DPSs de Classe II. É válido também para estimarmos a vida útil do DPS, pois o mesmo deve suportar no mínimo 15 surtos no valor da corrente nominal (In) indicada no produto. Corrente máxima de descarga – Imax Valor de pico da corrente máxima com forma de onda de 8/20 μs que o DPS podedescarregar pelo menos uma vez sem quebrar. Corrente de impulso – Iimp Corresponde ao valor de pico do impulso com forma de onda de 10/350 μs, com o qual o DPS de Classe I é testado. Esta forma de onda é usada para simular o primeiro impacto de um raio. Instalação correta do DPS Fio terra ligado à barra equipotencial, separado da fase neutro. A instalação exige que o fio terra que sai do DPS seja conectado a uma barra de equipotencial e seja passado em um eletroduto dedicado. 33 F on te : F in de r F on te : F in de r F on te : F in de r Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS Tipos de ligação – Ligação em série (V-Shape): Neste modelo de ligação, o DPS está protegido por meio do dispositivo de proteção (fusível ou disjuntor) instalado no quadro de distribuição em série com o DPS. Em caso de sobrecarga no DPS, o dispositivo de proteção dispara, desligando toda a instalação. O limite desta instalação é dado pela corrente nominal do sistema que deve atravessar o borne duplo de conexão do DPS e não pode ultrapassar 125 A Ligação em paralelo (T-Shape): Nesta ligação, o DPS pode ser protegido por meio do dispositivo de proteção instalado no cabo de conexão do DPS, assim quando o dispositivo de proteção atuar, apenas o circuito protegido é desligado, sendo que o resto da instalação continua energizada. Para essa ligação, é recomendada a utilização da sinalização remota para informar que o DPS foi desconectado da linha e portanto não é mais eficaz. Essa ligação é usada para sistemas em que a corrente nominal é maior que 125 A. 34 C ar ga a s er pr ot eg id a SPD Barra equipotencial do plano Barra equipotencial do prédio C ar ga a s er pr ot eg id a SPD Barra equipotencial do plano Barra equipotencial do prédio Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dispositivo de Proteção contra Surtos - DPS Vamos analisar os métodos de instalação dos DPS, considerando os esquemas TN, IT e TT. Sistema TN No sistema TN, o neutro está diretamente ligado ao aterramento. As massas são ligadas diretamente ao condutor do neutro (TN-C) ou através de um condutor de proteção (TN-S). Se o condutor neutro também servir de condutor de proteção, levará o nome de PEN. Sistema IT No sistema IT, o neutro é isolado ou aterrado através de uma impedância de valor elevado (para 230/400 V, centenas de ohms), enquanto as massas são conectadas a um terra local. Este é um sistema usado para instalações com requisitos específicos de continuidade de operação. Sistema TT No Sistema TT, o neutro é diretamente aterrado, ao passo que as massas são ligadas a um sistema de terra local separado do sistema do neutro. 35 aberto ou de alta impedância F on te : F in de r F on te : F in de r F on te : F in de r Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Fusíveis Os fusíveis são dispositivos de proteção e servem para proteger as instalações elétricas contra curto-circuito ou sobrecargas. Eles são constituídos de: • Material condutor (chamado de elo fusível); • Corpo de material isolante; • Contatos localizados na extremidade que facilitam a conexão; Corpo Isolante Serve para proteger o elo fusível. É feito de material isolante (vidro, cerâmica, porcelana ou esteatite). Fusível Diazed Fusível NH Corpo Isolante Contatos Fazem a conexão do fusível com a instalação e normalmente são feitos de latão ou cobre prateado, para evitar oxidação e mau contato. Elo Fusível Parte principal do Fusível, pois é através da sua fusão que os circuitos são protegidos, caso haja sobrecarga ou curto-circuito. É feito de material condutor (chumbo, prata, cobre puro ou cobre com zinco). Podem ter forma de fio ou lâmina. Contato Fusível cartucho Elo Fusível 36 F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Classificação quanto ao tipo de ação: Ação Rápida ou Normal A fusão ocorre alguns segundos após uma sobrecarga de curta ou longa duração. Normalmente usados para proteger cargas resistivas. Ação Ultra Rápida A fusão do elo é imediata, independente da duração da sobrecarga. Próprios para proteger circuitos eletrônicos que utilizam semicondutores (tiristores, diodos, etc.). Ação Retardada A ação retardada ocorre quando a sobrecarga de curta duração não deve provocar a fusão do elo fusível. Caso tenha uma sobrecarga de longa duração, o fusível queimará, protegendo o circuito. São usados para proteger circuitos indutivos e/ou Capacitivos (motores, capacitores, etc.). Caracteristicas: Corrente Nominal (In) É a máxima corrente que o fusível pode suportar sem fundir seu elo fusível. É possível identificar a corrente nominal do Fusível através da cor da sua espoleta (código de cores): Corrente Nominal Espoleta 37 F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Caracteristicas: Tensão Nominal (Un) É a máxima tensão de isolamento que o fusível pode suportar. Podem ser usados em AC ou DC. Quanto à Classificação: A 1ª letra indica o tipo de aplicação ( sobrecarga ou curto-circuito): “g” = protege contra sobrecarga e curto-circuito. “a” = protege apenas contra curto-circuito. A 2ª letra indica os equipamentos o fusível irá proteger: “G/L” = protege a instalação em geral “M” = protege motores “R” = protege circuitos eletrônicos - Exemplos: Tensão Nominal gL-gG: Protege Instalações em geral contra sobrecarga e curto-circuito. aM: Protege Motores contra Curto-circuitos. 38 F on te : S ie m en s F on te : W E G F on te : D F Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Funcionamento: Funcionamento Elétrico O princípio de funcionamento do fusível baseia-se em que, num curto-circuito ou uma sobrecarga, a temperatura dos condutores aumenta e consequentemente, a do fusível também, até provocar a fusão do elo. • Se o elo fusível for de seção constante, a fusão pode ocorrer em qualquer ponto do elo. • Se o elo for de seção reduzida, a fusão sempre ocorrer no ponto onde houve a redução, geralmente no centro, para evitar aquecimento nos contatos do fusível. No instante em que ocorre a fusão do elo surge um arco elétrico, que no caso de fusíveis com areia, esta se funde também, formando uma borra, que extingue o arco, para evitar incêndios. Quando o elo é de cobre com zinco, a borra fundida (areia-cobre-zinco) torna-se altamente isolante, cortando definitivamente a passagem da corrente elétrica, garantindo a proteção da instalação (como é o caso dos fusíveis de alta capacidade de ruptura). Funcionamento Mecânico O funcionamento mecânico é baseado no princípio das forças exercidas pelas molas, mandíbulas e garras contra os contatos dos fusíveis, com a finalidade de evitar mau contato e a resistência de contato. Análise de Defeitos Defeitos quanto à corrente nominal Fusíveis com valor de corrente nominal MENOR do que o previsto no projeto ou diagrama da máquina: • Se for colocado fusível com corrente nominal menor do que a prevista no esquema, provocará a sua queima, no momento de partida da máquina (dando a impressão de sobrecarga). Fusíveis com valor de corrente nominal MAIOR do que o previsto no projeto ou diagrama da máquina: • Se for colocado fusível com corrente nominal maior do que a prevista no esquema, o fusível poderá não proteger a instalação contra a sobrecarga. Defeitos quanto à ação do elo fusível (elo de fusão)Fusíveis de ação rápida ou ultra rápida, instalados em circuitos indutivos: • Se for colocado fusível rápido ou ultra rápido em instalações de motores, provocará a sua queima, no momento da partida da máquina (dando a impressão de sobrecarga). 39 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ANÁLISE DE DEFEITOS: Fusíveis de ação retardada, instalados em circuitos resistivos: • Se for colocado fusível retardado em instalações de resistores ou dispositivos eletrônicos à semicondutores, o fusível não protegerá a instalação contra a sobrecarga. Os 4 Passos para identificar os defeitos nos fusíveis e nas bases, quanto à continuidade: Passo 1 - Desligar o circuito e colocar aviso de manutenção: • Para fusíveis Cartucho ou NH: Verificar se há alguma base de fusíveis quebrada. • Para fusíveis Diazed, Silized e Neozed: Verificar se a tampa ou a base está quebrada ou trincada. Se a base for fechada, retirar a proteção, desapertando os parafusos de fixação da proteção. Passo 2 – Para fusíveis Cartucho ou NH: Retirar os fusíveis e observar se as garras ou mandíbulas, estão exercendo pressão nos contatos dos fusíveis (se o fusível sair da base com muita facilidade, a pressão não está adequada). OBS: Utilize o saca fusíveis apropriado para cada tipo de fusível. • Verificar se os contatos estão com fuligem (fumaça depositada entre os contatos dos fusíveis e bases), sinal de mau contato entre a base e o fusível. • Verificar se os contatos estão sujos de óleo ou com acúmulo de poeira. • Verificar se as molas de pressão das garras estão quebradas ou fora da posição. Para fusíveis Diazed, Silized e Neozed: Retirar a tampa com o fusível e verificar se o parafuso de ajuste está quebrado ou frouxo. • Reapertar o parafuso de ajuste com a chave própria, Passo 3 - Para fusíveis Cartucho ou NH: Reapertar, com uma chave de fenda, todos os parafusos dos bornes (de entrada e saída), em todas as bases dos fusíveis. • Ao reapertar os parafusos, observar se não há rosca espanada da base ou do parafuso. Para fusíveis Diazed, Silized e Neozed: Recolocar o fusível com a tampa e verificar se as roscas da base e da tampa não estão espanadas. (Se a tampa não der aperto, uma das roscas esta espanada). 40 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Análise de Defeitos Passo 4 - Medir a continuidade do elo fusível com um ohmímetro ou lâmpada em série. Para saber se um fusível está queimado, pode-se fazer um exame visual nas espoletas ou nos indicadores de queima, porém para garantir o estado do fusível deve-se medir a continuidade. • Se o valor medido com o ohmímetro for zero, o fusível não está queimado, se o valor for infinito, o elo fusível está fundido (queimado). • Usando uma lâmpada em série com o fusível, se a lâmpada acender, significa que o mesmo não está queimado, caso contrário, o elo está fundido (queimado). Os 5 Passos para corrigir os defeitos nos fusíveis e nas bases, quanto à continuidade: Passo 1 - Desligar o circuito e colocar aviso de manutenção. Passo 2 - Trocar a base de fusível se ela apresentar os seguintes defeitos: • Rosca dos bornes espanada; • Garra relaxada ou fundida; • Mola de pressão ou garra quebrada. Passo 3 – Para fusíveis Cartucho e NH: Trocar o parafuso do borne se a rosca espanada, ou se a fenda estiver danificada. • Colocar a mola de pressão da garra se ela estiver fora da posição. Para fusíveis Diazed, Silized e Neozed: Trocar a base e/ou tampa se as roscas estiverem espanadas. Trocar a base se a rosca do borne estiver espanada. Trocar o parafuso do borne se a rosca estiver espanada ou com a fenda danificada. Passo 4 - Trocar o fusível se ele apresentar os seguintes defeitos: • Vazamento de areia; • Elo interrompido; • Virola ou faca fundida. Passo 5 - Para fusíveis Cartucho e NH: Limpar os contatos das bases e dos fusíveis, com fluído especial limpa contatos. 41 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dimensionamento Para dimensionarmos o fusível, vamos considerar como exemplo, um motor trifásico ligado a uma chave de partida direta, numa rede de 220v/60Hz com corrente nominal de 8,40 A e a relação Ip/In = 6,7, ou seja, Ip = 6,7x In → Ip = 6,7 x 8,4 = 56,28A. Para dimensionar um fusível, seguimos 3 PASSOS simples: Passo 1 – Verificar: • Corrente Nominal (In) da carga •Tipo de Carga (Indutiva, resistiva, etc.) •Considerar a relação Ip/In. • Curva tempo x corrente do fusível Passo 2 – Considere o Fator de Serviço (F.S) para dimensionar a corrente do fusível (If): Motores com FS → If = 1,25 X In X FS Motores sem FS → If = 1,25 X In Passo 3 – Calculamos a corrente de dimensionamento do fusível (If): Como o FS = 1,15, usaremos a fórmula: If = 1,25 X In X FS In = 8,40 A Como a corrente calculada é de 12,07A, fusível adequado para essa situação será o de 16 A. Porém, considerando a relação da corrente de pico do motor, temos que analisar a curva do fusível para escolher o mais adequado para essa situação. If = 1,25 X 8,4 X 1,15 = 12,07A 42 4s 56,28A Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Dimensionamento As curvas tempo x corrente fornecem uma representação gráfica do tempo médio de fusão dos elementos dos fusíveis na temperatura ambiente, também chamado de tempo de pré-arco, em relação à corrente de curto-circuito presumida. Considerando a corrente de pico com duração de 4 segundos e o valor calculado de 56,28A, o fusível escolhido é: • Fusível de 16A - Ação retardada. OBS: Sempre calcule o valor do fusível, através da corrente nominal e verifique também, o valor do fusível na curva tempo x corrente no catálogo do fabricante. Escolha o fusível de maior valor. Para escolher o tipo de fusível adequado, você deverá usar a curva tempo x corrente dos fusíveis nos catálogos dos fabricantes. Escolha o mais apropriado para a sua instalação. No exemplo, podemos usar os fusíveis tipo Cartucho, Diazed ou NH, desde que atendam as características da instalação e da carga. O fusível Silized possui as mesmas características do Diazed, porém a sua ação é ultra-rápida, não sendo adequado para motores. O fusível Neozed possui as mesmas características do Diazed, diferenciando apenas pelo tamanho, pois os Neozed são menores. 43 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Termomagnético 1 – Lâmina bimetálica de sobrecarga 2 – Bobina eletromagnética de curto-circuito 3 – Manopla de acionamento 4 – Contatos 5 – Câmara de extinção Para sobrecarga, o princípio de funcionamento é idêntico ao apresentado para os relés de sobrecarga. Para o caso de curtos-circuitos, utiliza-se como elemento de disparo o campo magnético. O disparador eletromagnético utiliza uma bobina como mecanismo responsável pela detecção e pela abertura do disjuntor. O aumento brusco da corrente causa um efeito eletromagnético no disjuntor, pois em torno do disparador eletromagnético há um condutor elétrico envolto em um eletroímã com uma parte móvel. No instante em que a corrente flui, cria-se um campo magnético que faz o eletroímã atrair a parte móvel, que abre os contatos (fixo e móvel) do disjuntor, interrompendo a condução corrente de falha. Esta rápida abertura dos contatos provoca uma faísca que continua, por um tempo, a transmitir a corrente elétrica pelo ar. Para que o curto- circuito seja completamente interrompido, esse arco elétrico também precisa ser extinto. Nos disjuntores há, portanto, um componente chamado câmara de extinção de arco, cuja função é dissipar esse arcovoltaico. 1 4 2 3 5 O disjuntor é um dispositivo de proteção termomagnético, utilizado para proteger os cabos e condutores que compõem uma instalação elétrica contra os efeitos de sobrecargas e curto-circuito. Sua função é conduzir com segurança a corrente nominal do circuito, bem como interromper automaticamente o circuito nos casos das anomalias citadas acima. Eles podem ser monopolar (unipolar), bipolar ou tripolar. Princípio de funcionamento Os disjuntores termomagnéticos dispõem de um disparador térmico (lâmina bimetálica), que reage diante de sobrecargas moderadas e um disparador eletromagnético, que é acionado diante das elevadas sobrecargas e curto-circuito. 44 Disjuntores Tripolar, Bipolar e Unipolar F on te : S ie m en s F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Termomagnético como lâmpadas incandescentes, chuveiros, torneiras e aquecedores elétricos, além dos circuitos de tomadas de uso geral. Curva C: O disjuntor de curva C tem como característica o disparo instantâneo para correntes entre 5 a 10 vezes a corrente nominal. São usados para proteção de circuitos que alimentam especificamente cargas de natureza indutiva que apresentam picos de corrente no momento de ligação, como máquina de lavar, ar condicionado, bombas d’água, motores em geral, etc.. Curvas de Disparo A função dos disjuntores termomagnéticos é a proteção dos condutores contra sobrecargas térmicas ou curto-circuito. É por isso que as curvas de disparo dos disjuntores se adaptam às curvas dos condutores. Curva A: Para proteção de circuitos com semicondutores e circuitos de medição. Curva B: O disjuntor de curva B tem como característica o disparo instantâneo para correntes entre 3 a 5 vezes a corrente nominal. Sendo assim, são usados para proteção de circuitos que alimentam cargas com características predominantemente resistivas, 45 F on te : F in de r F on te : F in de r Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Termomagnético Características Tensão nominal de serviço ou de operação (Ue) É o valor máximo da tensão de operação do disjuntor. Tensão nominal de isolamento (Ui) É a máxima tensão nominal que o isolamento do disjuntor pode suportar sem danificar. A máxima tensão de serviço não pode ser superior à tensão nominal de isolamento. Curva D: O disjuntor de curva D tem como característica o disparo instantâneo para correntes entre 10 a 20 vezes a corrente nominal. São usados para proteção de circuitos que alimentam cargas altamente indutivas que apresentam elevados picos de corrente no momento de ligação, como grandes motores, transformadores, além de circuitos com cargas de características semelhantes a essas. 46 F on te : F in de r F on te : F in de r Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Termomagnético Regra para Proteção contra sobrecargas A proteção de um circuito contra sobrecargas estará garantida se: In ≤ Id ≤ Iz (condição normal) I2 ≤ 1,45x Iz (sobrecarga - atuação do disjuntor) Onde: In é a corrente nominal do circuito; Id é a corrente nominal do disjuntor; Iz é a capacidade de condução de corrente dos condutores do circuito, nas condições de instalação previstas. I2 é a corrente convencional de atuação. Regra para Proteção contra curto-circuito Para que um disjuntor garanta efetivamente a proteção contra curto-circuito deve-se considerar que: 1 - A sua capacidade deve ser superior ao valor da corrente de curto-circuito máxima (Ik), que é a corrente de curto-circuito presumida simétrica no ponto em que será instalado. Nas instalações elétricas residenciais, a condição é dada com base na capacidade de interrupção nominal (Icn), isto é: Icn > Ik Correntes nominais (In) É a corrente que o disjuntor pode suporta ininterruptamente, a uma temperatura ambiente de referência especificada. Os valores preferenciais da corrente nominal indicados pela NBR NM 60 898 são: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 e 125A. Capacidades de Interrupção Capacidade de interrupção nominal (Icn), também conhecida como capacidade de interrupção limite, a qual pode causar danos e impedir a continuação da operação. Capacidade de interrupção de serviço (Ics) a qual garante um funcionamento completamente normal mesmo após ter interrompido correntes de curto- circuito. Característica I²t A integral de Joule ou característica I²t de um disjuntor, é outro parâmetro necessário ao equacionamento da proteção contra curto-circuito. A norma de instalações elétricas NBR 5410 determina que a integral de Joule que o dispositivo de proteção deixa passar deve ser inferior àquela que o condutor pode suportar, sem danos. Ou ainda, não só para garantir a integridade do condutor como também a coordenação entre dispositivos, por exemplo, entre o disjuntor e o dispositivo diferencial residual (DR). 47 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Termomagnético Dimensionamento O cálculo para dimensionar o disjuntor segue o mesmo raciocínio do dimensionamento dos fusíveis. Considere: • A corrente nominal da carga ou instalação • O tipo de carga • A curva de disparo do disjuntor • As regras para proteção contra sobrecarga e curto-circuito. Onde: Id = corrente nominal do disjuntor In = corrente nominal do circuito Quando a função desempenhada por um disjuntor for de especial relevância, convém atender à regra com base na capacidade de interrupção de serviço (Ics), isto é: Ics > Ik 2 - A energia específica que o disjuntor deixa passar, durante a interrupção do curto-circuito, deve ser inferior àquela que o condutor do circuito protegido pode suportar. I²t ≤ k²S² Onde: • I²t é a energia específica que o disjuntor deixa passar; • k2 S2 é a integral de Joule para aquecimento do condutor desde a temperatura máxima para serviço contínuo até a temperatura de curto- circuito. • S é a seção nominal do condutor em mm²; • k é um fator que depende do metal e isolação do condutor. 48 Id = 1,25 X In F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Motor O disjuntor-motor permite o arranque de motores a tensão plena, proteção contra sobrecargas e curto- circuitos, não necessitando de fusíveis ou interruptores adicionais. Proteção contra a falta de fase e sobrecargas são asseguradas por relé térmico acoplado internamente no disjuntor, dispensando também a utilização de relé de proteção no circuito. O acionamento manual do disjuntor motor e feito através dos seus botões frontais, chaves ou alavancas e a regulagem da proteção contra sobrecarga é feita no botão de ajuste. As peças energizadas são inacessíveis ao toque garantindo a proteção física do operador (IP2XX). O disjuntor motor pode substituir o conjunto contator e relé térmico, porém só em caso onde a operação é feita manualmente e no próprio local. É possível acoplar contatos auxiliares no disjuntor motor, que podem ser utilizados nos circuitos auxiliares de comando, sinalização e alarme. Classes de disparo As classes de disparo do disparador de sobrecarga são classificadas de acordo com o O disjuntor motor é um dispositivo de proteção para o circuito principal. Ele combina o controle e a proteção do motor contra sobrecarga e curto- circuito em um único dispositivo. Esses disjuntores são usados principalmente para LIGAR/DESLIGAR motores manualmente e para proteger os motores e instalações sem fusíveis contra curto-circuito, sobrecarga e falhas de fase. A utilização de disjuntor motor para proteger os circuitos, economizamdinheiro, espaço e garantem uma reação rápida no caso de um curto-circuito, ao desligar o motor em milissegundos. 49 1 2 3 4 5 6 7 1 - Terminais (1L1, 3L2, 5L3) 2 - Posição da chave em TRIP 3 - Manopla bloqueável 4 - Teste de função 5 - Indicação de status de curto-circuito 6 - Faixa de ajuste de corrente 7 - Terminais 2T1, 4T2 e 6T3 F on te : A B B Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com SISTEMAS E DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO Disjuntor Motor O disjuntor-motor permite o arranque de motores a tensão plena, proteção contra sobrecargas e curto- circuitos, não necessitando de fusíveis ou interruptores adicionais. Proteção contra a falta de fase e sobrecargas são asseguradas por relé térmico acoplado internamente no disjuntor, dispensando também a utilização de relé de proteção no circuito. O acionamento manual do disjuntor motor e feito através dos seus botões frontais, chaves ou alavancas e a regulagem da proteção contra sobrecarga é feita no botão de ajuste. As peças energizadas são inacessíveis ao toque garantindo a proteção física do operador (IP2XX). O disjuntor motor pode substituir o conjunto contator e relé térmico, porém só em caso onde a operação é feita manualmente e no próprio local. É possível acoplar contatos auxiliares no disjuntor motor, que podem ser utilizados nos circuitos auxiliares de comando, sinalização e alarme. tempo de disparo (tA) com uma corrente de 7,2 vezes a corrente ajustada a partir do estado a frio Classe 10 - 2 s < tA ≤ 10 s Classe 10 - 4 s < tA ≤ 10 s Classe 20 - 6 s < tA ≤ 20 s Classe 30 - 9 s < tA ≤ 30 s A curva característica abaixo corresponde a um disjuntor com faixa de ajuste de 2,8 a 4 A. 50 Curva disjuntor motor 3RV10 - Siemens F on te : S ie m en s Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS O motor elétrico é uma máquina que serve para transformar a energia elétrica em energia mecânica, através do efeito eletromagnético. Motor Monofásico Os motores monofásicos são aqueles próprios para serem ligados aos circuitos de “Fase e Neutro” ou “Fase e Fase” Podem ser classificados em 4 tipos: o Motor universal o Motor de campo destorcido o Motor de fase auxiliar o Motor de repulsão Motor Universal Esses motores podem ser ligados tanto em DC quanto em AC. Normalmente são usados em máquinas de costura, liquidificadores, aspiradores de pó, etc.. Esse tipo de motor é o único motor monofásico em que as bobinas do estator são ligadas eletricamente ao rotor, através de escovas de carvão. 51 F on te : in di am ar t Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico E permitem variar a velocidade, intercalando um reostato (resistor variável) na linha de alimentação do motor: Também é possível variar a velocidade através de uma chave seletora, quando uma das bobinas de campo possuem “tapes” de ligação conforme diagrama abaixo: Características Principais: Quanto à Potência: Entre 1/20HP a 1/6HP Quanto à Velocidade: Entre 1500 RPM a 15000 RPM Quanto à Reversibilidade: Não permite reversão de rotação, exceto quando as ligações internas são modificadas. Motor de Campo Distorcido Os motores de campo distorcido são também conhecidos como: • Motor de pólos auxiliares • Motor de retardamento parcial • Motor de bobinas de arrastamento • Motor de pólos fantasmas • Motor de pólos sombreados • Motor de anel curto-circuito O estator desse motor é muito semelhante ao do motor universal, mas se distingue na sapata polar, onde existe uma ranhura com um anel de cobre ou espira em curto-circuito. 52 Bobina de campo Rotor com escovas Baixa velocidade F o n te : P ic sw av e Fonte: Picswave Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relação ao fluxo da parte não enlaçada pela mesma, criando um campo girante e produzindo um conjugado que fará o motor partir O rotor aparenta a primeira vista, não ter enrolamento como o rotor do motor universal, porém esse enrolamento existe. É feito em barras de cobre ou alumínio ligados em curto-circuito dentro do rotor. Por isso é conhecido como “gaiola de esquilo”. Características Principais: Quanto à Potência: Entre 1/200CV a 1/2CV; Quanto à Velocidade: Entre 1000 RPM a 3400 RPM para 60HZ; Possui velocidade constante (não permite variação); Quanto à Reversibilidade: Não permite reversão de rotação; 53 F o n te : P ic sw av e F o n te : P ic sw av e F o n te : P ic sw av e Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Motor de Repulsão É um motor monofásico de elevada capacidade de arranque. São usados em refrigeradores industriais, compressores, e em todas as aplicações que necessitem de elevada capacidade de arranque, não sendo possível o uso do motor trifásico. No estator, encontramos apenas o enrolamento de serviço. O rotor possui um enrolamento semelhante ao do motor universal, que está ligado a um coletor ou comutador. Sobre o comutador, encontramos um conjunto de escovas que interligam as bobinas do rotor. Normalmente essas escovas se levantam automaticamente do coletor quando o motor atinge cerca de 75% da sua rotação nominal. Diferentemente do motor universal, o rotor do motor de repulsão não tem nenhuma ligação com a rede. Normalmente esses motores funcionam em duas tensões 127v e 220v. 54 F o n te : P ic sw av e F o n te : P ic sw av e F o n te : P ic sw av e Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Para inverter a rotação desse tipo de motor, temos que alterar a posição das escovas, através de um parafuso. A indicação das posições para cada sentido de rotação fica localizada na tampa ao lado do coletor. Características Principais: Quanto à Potência: Acima de 3CV; Quanto à Reversibilidade: Permite reversão de rotação; Motor de Fase Auxiliar Dentre os motores monofásicos, os de fase auxiliar são os que possuem maior aplicação. São usados em compressores, máquinas de larvar, bombas d’água, etc.. No estator, encontra-se dois enrolamentos: Enrolamento principal ou de serviço (fio mais grosso) e o enrolamento auxiliar ou de partida (fio mais fino). 55 F o n te : P ic sw av e F o n te : P ic sw av e Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico O enrolamento principal fica ligado durante o tempo em que o motor estiver trabalhando, porém o enrolamento auxiliar só trabalha durante a partida. Para o desligamento, esses motores são equipados com um dispositivo automático (interruptor centrífugo), que está montado geralmente sobre a tampa traseira do motor. Quando o motor atinge cerca de 80% de sua velocidade nominal, o interruptor automático, também chamado de interruptor centrífugo, desliga o enrolamento auxiliar, e o motor passa a funcionar apenas com o enrolamento principal. Há motores de fase auxiliar com capacitor e sem capacitor. A utilização do capacitor torna a partida mais rigorosa. Esse capacitor é ligado em série com o enrolamento auxiliar e o dispositivo automático de desligamento (interruptor centrífugo) No estator, encontra-se dois enrolamentos: Enrolamento principal ou de serviço (fio mais grosso) e o enrolamento auxiliar ou de partida (fio mais fino). 56 F o n te : P ic sw av e F o n te : P ic sw av e Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Os motores de fase auxiliar com capacitor permanente não possui interruptor centrífugo. Durante todo período de funcionamento do motor o circuito auxiliar com o capacitor permanececonectado ao circuito de alimentação. Os motores de fase auxiliar com dois capacitores utilizam as vantagens dos motores com capacitores de partida e capacitores permanente. Apresenta um ótimo desempenho na partida e em regime e normalmente são fabricados com potência acima de 1cv. Existem motores de fase auxiliar com • Dois terminais • Quatro terminais • Seis terminais Motor de dois terminais: Os motores de dois terminais funcionam em apenas uma tensão (127v ou 220v) e não permitem inversão de rotação. Motor de quatro terminais: Os motores de quatro terminais funcionam em apenas uma tensão (127v ou 220v), porém permitem inversão de rotação, basta inverter os terminais “3” e “4” entre si. Ligações Internas 57 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Motor de seis terminais: Os motor monofásico de seis terminais possui três bobinas, sendo duas principais e uma auxiliar. A primeira bobina recebe a numeração “1” e “3” A segunda bobina recebe a numeração “2” e “4” A terceira bobina, que é a bobina auxiliar, recebe a numeração “5” e “6”. Esses motores podem funcionar em duas tensão (127v e 220v) e permitem a inversão de rotação. Para o fechamento em 127v, interligamos os terminais 1, 2 e 5 entre si e ligamos à Fase e interligamos os terminais 3, 4 e 6 entre si e ligamos ao Neutro. Para o fechamento em 220v, ligamos o terminal “1” à Fase, interligamos os terminais 2, 3 e 5 entre si e isolamos e interligamos os terminais 4 e 6 entre si e ligamos à outra Fase ou ao Neutro (dependendo da região do Brasil). Obs.. Na maioria das cidades no Brasil encontramos 220v entre Fase e Fase (tensão de linha) e 127v entre Fase e Neutro (tensão de fase); Porém existem regiões, onde encontramos 380v entre Fase e Fase e 220v entre Fase e Neutro. Podemos encontrar também cidades que não possuem o condutor Neutro, oferecendo apenas 220v entre Fase e Fase. 58 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Para inverter a rotação, basta inverter os terminiais “5” pelo “6”, tanto no fechamento 127V, quanto no fechamento 220V: • 127v→ Sentido horário: • 127v→ Sentido anti-horário: • 220v→ Sentido horário: • 220v→ Sentido anti-horário: Características Principais: Quanto à Potência: Entre 1/8CV a 3CV; Quanto à Velocidade: Entre 1715 RPM a 3540 RPM; Quanto à Reversibilidade: Permite reversão de rotação; Possui velocidade constante. 59 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico POLARIZAÇÃO DE MOTOR MONOFÁSICO DE FASE AUXILIAR DE SEIS TERMINAIS Normalmente os terminais dos motores são marcados ou tageados por anilhas. Quando essas marcações se perdem, precisamos usar um artifício para encontrar novamente essa numeração. Esse artifício chamamos de Polarização. Para polarizar esse tipo de motor, precisamos seguir alguns passos: Passo 1 - Separe um chave de fenda, uma lâmpada-série ou um multímetro, fita isolante e anilhas numeradas. Caso não tenha anilhas com numeração, escreva numa fita crepe ou em pedaços de papel , números de 01 a 06. Passo 2 - Retire a tampa do capacitor, usando uma chave de fenda. Cuidado para não partir o fio condutor do capacitor. 60 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Passo 3 - Com o ohmímetro, meça a continuidade do capacitor com os terminais do motor. Caso não tenha um ohmímetro, utilize uma lâmpada-série. Passo 4 - Dessa forma você descobrirá a bobina auxiliar. Separe os dois terminais que deu continuidade e tampe o capacitor. Passo 5 - Marque com a anilha, fita crepe ou pedaço de papel, essa bobina com a numeração 5 e 6 aleatoriamente. 61 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Passo 6 - Sobraram quatro terminais. Escolha um terminal qualquer (exceto os terminais 5 e 6 que você já achou) e meça continuidade com os outros terminais com ohmímetro ou com a lâmpada-série até encontrar uma bobina. Passo 7 - Marque os dois terminais que deu continuidade com a numeração 1 e 3 aleatoriamente. Passo 8 - Sobraram apenas dois terminais sem marcação. Meça continuidade entre eles e marque-os com a numeração 2 e 4 aleatoriamente. 62 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Monofásico Você numerou os seis terminais do motor. Vamos para o próximo passo! Passo 9 - Faça o fechamento do motor para 220v (o terminal “1” sozinho, os terminais “2,3 e 5” interligados entre si e isolados e os terminais “4 e 6” interligados) Passo 10 - Depois de fazer o fechamento para 220v, alimente o motor em 127v – Ligue o terminal “1” na Fase e os terminais “4 e 6” no neutro.. Se o motor “roncar” ou não partir, inverta os terminais 1 com 3 ou o 2 com 4 e refaça o passo anterior. Após o seu funcionamento, faça o fechamento para 127v e alimente-o com a mesma tensão. Pronto, o seu motor está polarizado! 63 Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Trifásico O motor trifásico é um motor próprio para ser ligado aos sistemas elétricos de 3 fases. São usados amplamente na industria e operam melhor que os motores monofásicos, pois não precisam de auxílio na partida e tem um rendimento mais elevado. Os motores trifásicos podem ser: • Motor assíncrono com rotor em curto-circuito; • Motor assíncrono com rotor bobinado; • Motor síncrono. O estator desses motores, possuem, no mínimo 3 enrolamentos (um para cada fase) interligados de forma que ao aimentar essas bobinas, pelo efeito da corrente trifásica, Cria-se um “campo magnético girante”, que arrasta o rotor, fazendo-o girar. O rotor em curto, também conhecido como “gaiola de esquilo” é semelhante ao do motor monofásico. Esse tipo de rotor não é ligado eletricamente com as bobinas e a nenhum outro dispositivo. O rotor bobinado do motor assíncrono deve ser ligado a um reostato ou a um banco de resistores, possibilitando a regulagem da corrente que circula no rotor permitindo uma partida mais suave ou variando a velocidade do motor. 64 F ot o R ot or e e st at or . A ut or : Z ur ek s F ot o R ot or . A ut or : Z ur ek s F on te : is to ck ph ot o Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Trifásico O rotor do motor síncrono é alimentado por corrente contínua e possui dois anéis coletores. Características dos tipos de motores trifásicos: Os motores assícronos com rotor em curto podem ser: • Motor de 3, 6, 9 e 12 terminais • Motor Dahlander • Motor de 2 enrolamentos – 2 velocidades Motor de indução trifásico de 3 terminais São motores que possuem 3 terminais de para serem ligados à uma rede trifásica. Esses motores só permitem funcionar em apenas um valor de tensão. 65 F on te : is to ck ph ot o F on te : is to ck ph ot o Licenciado para Thiago De Jesus - 42027088814 - Protegido por Eduzz.com MOTORES ELÉTRICOS Motor Trifásico Motor de indução trifásico de 6 terminais São motores que possuem 6 terminais de para serem ligados à uma rede trifásica. Esses motores podem funcionar em duas tensões, conforme o tipo de ligação: Em 220v – Ligação▲ (triângulo ou delta): Em 380v – Ligação Y (estrela): Motor de indução trifásico de 9 terminais Esses motores podem ser ligados em duas tensões, porém o valor de uma é sempre o dobro da outra. Em 220v – Duplo Triângulo e 440v – Triângulo: Série: Em 380v – Dupla Estrela e 760v – Y Série: Motor de indução trifásico de 12 terminais São motores que possuem 12 terminais de para serem ligados à uma rede trifásica. Esses motores podem funcionar em quatro tensões diferentes, conforme o tipo de ligação: 220v -▲▲ 440v -▲ 380v - YY 760v - Y 66 Licenciado para Thiago
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