Série Comandos Elétricos SENAI

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<p>SENAI Iniciativa da - Confederação Nacional da Indústria SÉRIE ELETROELETRÔNICA COMANDOS ELÉTRICOS</p><p>CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA - CNI Robson Braga de Andrade Presidente DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor de Educação e Tecnologia SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL - SENAI Conselho Nacional Robson Braga de Andrade Presidente SENAI - Departamento Nacional Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor Geral Gustavo Leal Sales Filho Diretor de Operações Regina Maria de Fátima Torres Diretora Associada de Educação Profissional</p><p>SENAI Iniciativa da - Confederação Nacional da Indústria SÉRIE COMANDOS ELÉTRICOS</p><p>SENAI Departamento Nacional SENAI Departamento Regional de São Paulo A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, mecânico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, do SENAL Esta publicação foi elaborada pela equipe do Núcleo de Educação a Distância do SENAI-São Paulo, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. SENAI Departamento Nacional Unidade de Educação Profissional e Tecnológica UNIEP SENAI Departamento Regional de São Paulo Gerência de Educação Núcleo de Educação a Distância FICHA CATALOGRÁFICA Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Comandos Elétricos / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de São Paulo. 2013. 396 p. il. (Série ISBN 978-85-7519-782-0 1. dispositivos de proteção e comando dos painéis de comando elétrico 2. Máquinas elétricas estáticas e rotativas 3. Sensores 4 Sistema de partida direta de motor trifásico de indução rotor galola 5. Sistema de reversão de motor trifásico de indução rotor galola 6. Sistema de partida de motor trifásico de indução rotor gaiola 7. Sistema de partida compensada de motor trifásico de indução rotor gaiola 8. Sistema de partida com comutação de velocidade de motor trifásico de indução rotor gaiola 9. Sistema de partida com aceleração rotórica de motor trifásico de indução rotor bobinado 10. Diagnóstico de falhas e defeitos 11. Manutenção preventiva. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de São Paulo II. Titulo III. Série CDU: 005.95 SENAI Sede Serviço Nacional de Setor Bancário Norte Quadra 1 Bloco C Edifício Roberto Aprendizagem Industrial Simonsen 70040-903 Brasília DF Tel.: (0xx61) 3317-9001 Departamento Nacional Fax: (0xx61) 3317-9190 http://www.senai.br</p><p>Lista de figuras, quadros e tabelas Figura 1 Estrutura curricular do curso Técnico em Eletroeletrônica 19 Figura 2 - Painel de comando 24 Figura 3 - Tipos de placas de montagem 26 Figura 4 - Rebites e rebitadeira 31 Figura 5 Identificação das medidas do rebite de repuxo 31 Figura 6 Procedimento para prender broca na furadeira brocas para parafusos mais usados 33 Figura 7 - Ferramentas para furação e rosca 33 Figura 8 Tipos de canaletas 36 Figura 9 Ferramentas para trabalhos com canaletas 36 Figura 10 - Tipos de acabamentos das canaletas plásticas 37 Figura 11 - Esquadrejadeira elétrica manual 37 Figura 12 - Fecho de sobrepor tipo manopla 38 Figura 13 - Fechos (miolos) de embutir e chaves para fechos 39 Figura 14 - Condutor de aterramento para uso em painel com terminais conectados 40 Figura 15 - Prensa-cabos diversos 40 Figura 16 Exemplos de serra-copos 41 Figura 17 Simbologia de 46 Figura 18 - tipo D 47 Figura 19 - Partes que compõem o conjunto do tipo D 48 Figura 20 Chave para os parafusos de ajuste tamanhos padrão e 49 Figura 21 Conexões dos condutores linha (rede) e carga nos terminais da base de fusivel tipo D 50 Figura 22 - Exemplos de Fusíveis de tipo NH 51 Figura 23 Punho para inserção e extração de NH 51 Figura 24 - Simbologia de disjuntor 53 Figura 25 - Exemplos disjuntores 54 Figura 26 Instalação dos disjuntores 55 Figura 27 Disjuntor Diferencial Residual 56 Figura 28 - Exemplo de aplicação de Disjuntor DR tetrapolar 57 Figura 29 - Detalhe do ajuste de corrente do relé térmico 58 Figura 30 Simbologias de relé térmico 59 Figura 31 Exemplos de disjuntor-motor 60 Figura 32 - Simbologia do disjuntor-motor 60 Figura 33 - Instalação do disjuntor-motor em redes trifásica, bifásica e monofásica 61 Figura 34 Instalação do disjuntor-motor em redes de corrente contínua 62 Figura 35 - Chave seccionadora trifásica e simbologia 66 Figura 36 - Identificação dos terminais dos contatos NA e NF de botões 69 Figura 37 - Disposição interna dos contatos de um botão de comando 69 Figura 38 Botoeira com três botões de comando 71 Figura 39 Chave de fim de curso dispositivo e mecanismo dos contatos 72 Figura 40 Modelos de contatores 75</p><p>Figura 41 - Composição interna de um contator 75 Figura 42 - Terminais de conexão A1 e A2 da bobina dos contatores 76 Figura 43 - Terminais de conexão dos contatores de potência 77 Figura 44 - Simbologia de um contator de potência 78 Figura 45 - Identificação dos terminais dos contatores auxiliares 79 Figura 46 - Simbologia de um contator auxiliar 79 Figura 47 - Blocos adicionais para contatores 80 Figura 48 - Tipos de relés suas simbologias 81 Figura 49 - Exemplo de relé de estado sólido 82 Figura 50 - Instalação elétrica do relé de estado sólido 83 Figura 51 - Temporizador eletrônico com contatos comutadores 86 Figura 52 - Conector para aterramento com ponto de contato com trilho DIN 35 90 Figura 53 - Sistemas de fixação dos fios nos conectores 91 Figura 54 - Conexão correta do condutor no conector industrial 92 Figura 55 - Conector com fusível e fusível de vidro 93 Figura 56 Tampa de conector para trilho DIN 94 Figura 57 Modelo de poste 95 Figura 58 - Régua de bornes com conectores divididos por placas separadoras 95 Figura 59 Pontes conectoras instaladas em régua de bornes 96 Figura 60 - Placas de identificação 97 Figura 61 - Anilhas 98 Figura 62 - Identificação tipo plaqueta plástica de encaixe com etiqueta impressa 99 Figura 63 Identificação tipo plaqueta de encaixe 100 Figura 64 - Carretel porta fita identificadora 101 Figura 65 Suporte autocolante 102 Figura 66 - Abraçadeira plástica 102 Figura 67 - Abraçadeira espiral duto 103 Figura 68 - Tipos de Terminais 104 Figura 69 - Alicate para decapagem de condutores 105 Figura 70 Procedimento de prensagem de terminais 106 Figura 71 Terminais de tipo ilhós tubular 106 Figura 72 - Procedimento de prensagem de terminais ilhós tubular 107 Figura 73 - Identificação dos cabos e conectores no circuito de potência 108 Figura 74 - Identificação dos cabos e conectores no circuito de comando 109 Figura 75 Formatos dos núcleos de transformadores 115 Figura 76 Transformador monofásico 116 Figura 77 - Transformador de monofásico com três fios e chave 110 V/220 V 117 Figura 78 - Chave HH instalada em transformador monofásico com primário com três fios 118 Figura 79 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios 119 Figura 80 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios 119 Figura 81 - Instalação de chave HH em transformador monofásico com primário com 4 119 Figura 82 - Transformador trifásico 121 Figura 83 - Ligação de transformador trifásico em Triângulo - Estrela (Y) 123 Figura 84 Ligação de transformador trifásico em Estrela (Y) Triângulo (A) 124</p><p>Figura 85 - Tipos de motores elétricos 127 Figura 86 - Motor monofásico em corte 128 Figura 87 - Fechamentos do motor monofásico 130 Figura 88 Ligação multifilar 130 Figura 89 - Motor trifásico em corte 132 Figura 90 - Fechamentos do motor trifásico de 6 pontas 133 Figura 91 - Diagrama multifilar ligação triângulo e ligação estrela 133 Figura 92 Fechamentos e (A) do motor trifásico de 9 pontas 134 Figura 93 - Fechamentos YY e Y do motor trifásico de 9 pontas 134 Figura 94 Diagramas multililares do motor trifásico de 9 pontas 135 Figura 95 - Fechamentos do motor trifásico de 12 pontas 135 Figura 96 - Diagramas multifilares do motor de 12 pontas 136 Figura 97 - Fechamentos do motor Dahlander (torque constante) 137 Figura 98 - Diagrama multifilar do motor Dahlander 137 Figura 99 Motor trifásico de anéis 139 Figura 100 - Fechamento de motor de rotor bobinado 139 Figura 101 - Instalação de reostato de três polos em motor de anéis 140 Figura 102 Motor de Corrente Contínua de Permanente 143 Figura 103 Ligação de Motor de Corrente Contínua de Permanente 144 Figura 104 Motor Corrente Contínua de Estator Bobinado 145 Figura 105 - Diagrama do Motor de Corrente Contínua 145 Figura 106 - Motor CC de campo série 146 Figura 107 - Motor CC de campo paralelo 147 Figura 108 Motor CC de campo composto em derivação 148 Figura 109 - Motor CC de campo independente 148 Figura 110 Motor CC de campo composto independente 149 Figura 111 - Simbologia do sensor de proximidade 154 Figura 112 - Fixação de sensor em superfície móvel 155 Figura 113 - Instalação de sensor em suporte fixo por meio de porcas e arruelas 155 Figura 114 Diagrama de instalação de sensor NPN de três fios 157 Figura 115 - Instalação de sensores indutivos 157 Figura 116 - Diagrama de instalação de sensor PNP de três fios 158 Figura 117 Diagrama de ligação NPN de sensor de quatro fios com 1 contato NA e 1 NF 158 Figura 118 - Esquema de ligação de sensor Namur 159 Figura 119 - Funcionamento do Reed Switch: desacionado e acionado 160 Figura 120 = Sensores magnéticos instalados em cilindro pneumático 160 Figura 121 - Sensor indutivo 161 Figura 122 Sensor capacitivo 162 Figura 123 - Detecção de produto através da embalagem 163 Figura 124 - Funcionamento do sensor óptico de barreira 164 Figura 125 - Diagrama da instalação elétrica do sensor óptico de barreira 165 Figura 126 - Funcionamento do sensor óptico difuso 166 Figura 127 - Diagrama da instalação elétrica do sensor óptico difuso 166 Figura 128 - Funcionamento do sensor retro reflexivo 167</p><p>Figura 129 - Funcionamento do sensor com fibra óptica 168 Figura 130 Sensor identificador de con e legenda das cores e terminais 169 Figura 131 - Diagrama elétrico de instalação do sensor identificador de cor 169 Figura 132 Sensor termopar 170 Figura 133 - Instalação do termopar em controlador 172 Figura 134 - Exemplo Termorresistência PT-100 173 Figura 135 PTC e símbolo 174 Figura 136 Modulo de PTC proteção do motor elétrico contra sobretemperaturas 175 Figura 137 - Exemplos de NTC e símbolo 175 Figura 138 Sistema atual de bloqueio de placas 176 Figura 139 Sistema de bloqueio de placas após modificação 177 Figura 140 - Termovisor e Pirômetro infravermelho 178 Figura 141 - Tacogerador de uso industrial 179 Figura 142 - Polaridade do tacogerador de acordo com sentido de giro 179 Figura 143 Acoplamento flexível para interligar eixos do tacogerador com motor 180 Figura 144 Encoder 180 Figura 145 Instalação física do 181 Figura 146 Discos de Encoders: incremental e absoluto 181 Figura 147 - Extensômetro de lâmina 183 Figura 148 - Extensômetros ligados em forma de ponte de Wheatstone 183 Figura 149 Fios de conexão em um modelo célula de carga 184 Figura 150 - Sensor de pressão piezoresistivo modelo Velki IT-TR-FL com conector DIN43650 185 Figura 151 Ligações do sensor de pressão com saída de 0 a 10V à entrada analógica 1 de um controlador programável 185 Figura 152 Pressostato e aplicação em compressor industrial 186 Figura 153 - Funcionamento de um pressostato industrial 187 Figura 154 - Sensor de medição de vazão por turbina 188 Figura 155 - Instalação de sensor de medição de vazão por turbina 188 Figura 156 - Componentes para instalação do sensor de nível tipo chave-boia 189 Figura 157 Sensor de nível por ultrassom, com cápsula apontada para o líquido 190 Figura 158 - Betoneira 194 Figura 159 - Gráfico da corrente do motor da betoneira 195 Figura 160 Comparativo entre conjugados e corrente na partida direta 196 Figura 161 - Comando de sistema de partida direta 198 Figura 162 - Fechamentos e diagrama de entrada e saída das bobinas de motor de seis pontas 200 Figura 163 - Fechamentos e diagrama de entrada e saída das bobinas de motor de 12 pontas 201 Figura 164 - Diagramas de partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (ligar) 203 Figura 165 - Diagramas de partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (ligar) 204 Figura 166 - Diagramas partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (desligar) 205 Figura 167 - Detalhes de um relé térmico 206 Figura 168 - Circuito elétrico para controle de nível de água com chave-boia e sinalizador sonoro 208</p><p>Figura 169 - Funcionamento do contato da chave-boia em decorrência do nível da água 208 Figura 170 - plana a rebolo equipada com mesa magnética 220 Figura 171 - Rotor do tipo gaiola de esquilo de motor de indução 221 Figura 172 - Estator de um motor trifásico de indução 222 Figura 173 Ligação interna de estator de um motor trifásico com fechamento triângulo 222 Figura 174 - Fases do sistema trifásico e relação com o campo girante formado 223 Figura 175 - Partida direta com reversão 225 Figura 176 Diagramas de acionamento de comandos (sentido de giro) 227 Figura 177 - Diagramas de acionamento de comandos (sentido inverso de giro) 229 Figura 178 - Contatores com intertravamento mecânico 230 Figura 179 Circuito de comando da retificadora plana de rebolo 232 Figura 180 - Sistema de exaustão industrial 242 Figura 181 - Correntes na partida direta e na partida 243 Figura 182 - Comparativo entre corrente e conjugado na partida direta e na partida 244 Figura 183 - Tensões de linha e de fase em um circuito com fechamento triângulo (A) 247 Figura 184 - Tensões de linha e de fase em um motor com fechamento em estrela (Y) 247 Figura 185 Correntes de linha e de fase em um motor com fechamento em estrela (Y) 248 Figura 186 - Correntes de linha e de fase em um motor com fechamento em triângulo (A) 249 Figura 187 - Fechamentos em estrela (Y) e em triângulo ou delta (A) 249 Figura 188 - Funcionamento de um temporizador 250 Figura 189 - Diagramas da partida 252 Figura 190 Sequência de funcionamento do comando de partida estrela 253 Figura 191 - Diagrama de potência (partida estrela) 254 Figura 192 - Sequência de funcionamento do comando (partida 256 Figura 193 Diagrama de potência (partida triângulo) 257 Figura 194 - Diagramas de partida 258 Figura 195 - Supressor de ruídos 260 Figura 196 Compressor de ar a pistão com motor trifásico (à direita) acionado por chave compensadora (à esquerda) 268 Figura 197 - Autotransformador (redutor) com tapes de tensão de 65% e 80% 269 Figura 198 Comparativo entre correntes e conjugado com autotransformador para 80% da tensão nominal 270 Figura 199 - Diagramas de circuito com chave compensadora 273 Figura 200 - Diagramas de sistema de partida com autotransformador 277 Figura 201 - Exemplos de transformadores de corrente 278 Figura 202 Símbolos do transformador de corrente e normas técnicas relacionadas 279 Figura 203 TC, e ligação de TC com amperimetro 280 Figura 204 Transformador de potencial (TP), voltímetro e ligação de TP com voltímetro 281 Figura 205 Módulo de relé de proteção térmica e do sensor de temperatura PTC 281 Figura 206 - Funcionamento do módulo de relé de proteção térmica 282 Figura 207 - Diagrama de potência e comando para partida de motor com autotransformador equipado com relé de proteção térmica por sensor PTC, TC e amperímetro de painel 284</p><p>Figura 208 - Torno convencional equipado com motor Dahlander 292 Figura 209 Motor Dahlander 293 Figura 210 - Formação de polos Norte (N) e Sul (S) magnéticos 293 Figura 211 - Formação de polos magnéticos ativos e consequentes 294 Figura 212 - Fechamento do motor Dahlander para quatro polos - velocidade baixa 296 Figura 213 - Estator do motor Dahlander fechado com quatro polos - velocidade baixa 297 Figura 214 - Fechamento do motor Dahlander para dois polos - velocidade alta 298 Figura 215 Estator do motor Dahlander fechado com dois polos velocidade alta 299 Figura 216 - Diagrama de potência e comando de partida do motor Dahlander 301 Figura 217 - Chave comutadora de velocidades em motor Dahlander 303 Figura 218 Diagrama elétrico de um torno convencional com comutação de velocidades por motor Dahlander 305 Figura 219 - Contato em bom estado 307 Figura 220 - Tacômetro digital ótico 308 Figura 221 - Relé de falta de fase e seu diagrama de instalação 309 Figura 222 - Ponte rolante em ambiente industrial 320 Figura 223 - Motor de rotor bobinado 322 Figura 224 Campos eletromagnéticos formados no interior do rotor em curto-circuito de um motor trifásico comum 323 Figura 225 - Motor de rotor bobinado ligado a reostato 324 Figura 226 Diagrama de potência do sistema de partida com aceleração rotórica automática 325 Figura 227 - Diagrama auxiliar para comando do sistema de partida de aceleração rotórica automática 327 Figura 228 Estágio 1: velocidade muito baixa 328 Figura 229 - Estágio 2: velocidade baixa 329 Figura 230 - Estágio 3: velocidade média 330 Figura 231 - Estágio 4, final: velocidade nominal 331 Figura 232 Layout do setor de descarga de placas 341 Figura 233 Inspeção visual do sistema em manutenção 345 Figura 234 - Variação aproximada da resistência de isolamento com a temperatura 350 Figura 235 - Gráfico de tendências de corrente do motor M1 353 Figura 236 Formulário de testes do motor M1 356 Figura 237 - Simulação da tela de software para o registro de manutenção 358 Figura 238 - Simulação da tela de software para encerramento de Ordem de Serviço (OS) 359 Figura 239 Disjuntor bloqueado para reenergização 362 Figura 240 Layout do setor de descarga de placas 370 Figura 241 - Exemplo de centro de controle de motores (CCM) 372 Figura 242 - Medição de corrente do motor com alicate-amperimetro 373 Figura 243 - Medição termográfica com termovisor 373 Figura 244 - Botões de teste no disjuntor-motor e relé térmico 380</p><p>Quadro 1 - Especificação técnica de um painel de comando 28 Quadro 2 - Tipos de trilhos 29 Quadro 3 - Valores padronizados de correntes e cores das espoletas dos tipo D 48 Quadro 4 - Símbolos e cores que indicam o acionamento dos disjuntores 55 Quadro 5 - Chave seccionadora geral com aterramento temporário 67 Quadro 6 - Tipos de botões 70 Quadro 7 Tipos de fins de curso 73 Quadro 8 - Sinalizadores sonoros 84 Quadro 9 - Sinalizadores luminosos 85 Quadro 10 Temporizadores 87 Quadro 11 - Simbologia para conexões elétricas 89 Quadro 12 Exemplos de fechamentos de transformador trifásico 122 Quadro 13 - Padrão de cor para identificação de fios em sensor de tensão contínua 156 Quadro 14 - Exemplos de termopar 171 Quadro 15 Diagrama de instalação de termorresistência PT-100 173 Quadro 16 - Codificação de cor do Conector DIN 186 Quadro 17 - Principais falhas nos componentes da potência e efeitos no circuito 209 Quadro 18- Alguns procedimentos de teste para diagnóstico de falha na potência 211 Quadro 19 - F alhas comuns nos componentes do comando e efeitos no circuito 213 Quadro 20 - Principais procedimentos de teste nos componentes do circuito de comando 215 Quadro 21 Principais falhas nos componentes de comando e potência em sistemas de partida direta de motores com reversão 234 Quadro 22 Principais procedimentos de teste para diagnóstico de falha nos componentes de comando e potência em sistemas de partida direta de motores com reversão 236 Quadro 23 Principais falhas nos componentes de comando e potência em sistemas de partida de motores 260 Quadro 24 - Principais procedimentos de teste para diagnóstico de falha nos componentes de comando e potência 262 Quadro 25 Principais falhas nos componentes de comando em sistemas de partida de motores 285 Quadro 26 - Principais procedimentos de teste para diagnóstico de falha nos componentes de potência 287 Quadro 27 - Relação entre número de polos e velocidade 295 Quadro 28 - Diagrama de fechamento de chave de comutação polar 304 Quadro 29 Principais falhas nos dispositivos de comando e potência em circuitos com motor Dahlander 310 Quadro 30 - Procedimentos de teste nos dispositivos de circuitos com motor Dahlander 312 Quadro 31 - Principais falhas nos dispositivos de comando e potência em circuitos de motor de aceleração rotórica 333 Quadro 32 Procedimentos de teste nos dispositivos de circuitos de motor de aceleração rotórica 335 Quadro 33 - Levantamento de hipóteses sobre a falha no motor M1 343 Quadro 34 - Verificação para comprovação das hipóteses 344</p><p>Quadro 35 - Comprovação de hipóteses pela inspeção visual 345 Quadro 36 - Teste de continuidade 347 Quadro 37 - Instrumento para teste de resistência de isolação 348 Quadro 38 - Medição de resistência de isolação do motor M1 a 40 °C 351 Quadro 39 - Exemplo do plano de inspeção do sistema de descarga de placas 375 Quadro 40 - Resultado da rotina de inspeção 376 Quadro 41 - Plano de manutenção preventiva do processo de descarga de placas 378 Quadro 42 - Plano de manutenção preditiva do motor M1 do setor de descarga de placas 381 Tabela 1 - Especificações das medidas de rebites 32 Tabela 2 - Tabela de seleção de prensa-cabos 42 Tabela 3 - Medidas de serra-copo 42 Tabela 4 - Faixas de corrente de cada tamanho de base NH de 52 Tabela 5 - Exemplo de especificações de conectores. 89 Tabela 6 - Exemplo de manual de motor para identificação das pontas. 138 Tabela 7 - Comparação da partida do motor com a decolagem de um avião 197 Tabela 8 - Dados de uma aplicação prática para análise 245 Tabela 9 - Comparativo entre sistema de partida direta e sistema de partida estrela-triängulo 246</p><p>Sumário 1 Introdução 19 2 Infraestrutura de Painel de Comando Elétrico Industrial 23 2.1 Painéis de comando 24 2.1.1 Caixa 25 2.1.2 Porta e tampa 25 2.1.3 Placa de montagem 25 2.2 Trilhos 28 2.2.1 Tipos de trilhos 29 2.2.2 Fixação de trilhos 30 2.3 Canaletas 35 2.4 Acessórios 38 2.4.1 Fechos de painéis 38 2.4.2 Cabo de aterramento elétrico 39 2.4.3 Prensa-cabos 40 3 Dispositivos de Proteção Eletroeletrônicos Industriais 45 3.1 Fusíveis 46 3.1.1 Tipo D 47 3.1.2 Tipo NH 50 3.2 Disjuntores 53 3.2.1 Disjuntores 53 3.2.2 Disjuntores Diferenciais Residuais (Disjuntores DR) 56 3.3 Relés Térmicos 58 3.4 Disjuntor-motor 60 4 Dispositivos de Comandos Eletroeletrônicos Industriais 65 Chaves Seccionadoras 66 4.2 Botões e chaves fim de curso 68 4.2.1 Botões 68 4.2.2 Chaves fim de curso 72 4.3 Contatores 74 4.3.1 Contatores principais ou de potência 74 4.3.2 Contatores auxiliares 78 Relés 80</p><p>4.5 Sinalizadores 83 4.5.1 Sinalizador Sonoro 83 4.5.2 Sinalizador Luminoso 84 4.6 Temporizadores 86 4.7 Conectores 88 4.8 Acessórios para régua de bornes 94 4.8.1 Tampa 94 4.8.2 Poste 95 4.8.3 Placas separadoras 95 4.8.4 Ponte Conectora 96 4.8.5 Identificadores para conectores 96 4.8.6 Identificadores para condutores 98 4.8.7 Acessórios para fixação dos condutores em painéis de comando 101 4.8.8 Terminais elétricos 104 5 Máquinas Elétricas Estáticas 113 5.1 dos transformadores 114 5.1.1 Núcleo 115 5.1.2 Bobinas 115 5.2 Tipos de transformadores 116 5.2.1 Transformadores monofásicos 116 5.2.2 Transformadores trifásicos 120 6 Máquinas Elétricas Rotativas 127 6.1 Motores elétricos de corrente alternada 128 6.1.1 Motor Elétrico Monofásico de fase auxiliar 128 6.1.2 Motores Elétricos Trifásicos 131 6.2 Motores elétricos de corrente contínua 142 6.2.1 Motores de Permanente 142 6.2.2 Motores de Estator Bobinado 144 7 Sensores Industriais 153 7.1 Sensores de proximidade 154 7.1.1 Instalação física 154 7.1.2 Instalação elétrica 156 7.1.3 Sensores de proximidade magnéticos 160 7.1.4 Sensores de proximidade indutivos 161 7.1.5 Sensor de proximidade capacitivo 162 7.1.6 Sensores de proximidade ópticos 163</p><p>7.2 Sensores de temperatura 170 7.2.1 Sensor termopar 170 7.2.2 Sensor PT-100 172 7.2.3 Sensores termistores PTC e NTC 174 7.2.4 Sensores por infravermelho 178 7.3 Sensores de velocidade e posição 178 7.3.1 Tacogerador 179 7.3.2 Encoder 180 Sensores de pressão 182 7.4.1 Sensores de pressão célula de carga 182 7.4.2 Sensor de pressão piezoresistivo 184 7.4.3 Sensor Pressostato 186 Sensor de vazão 187 Sensor de Nível 189 7.6.1 Sensor de nível por chave-boia 189 7.6.2 Sensor de nível por ultrassom 190 8 Sistema de Partida Direta de Motores Elétricos 193 8.1 Finalidade do sistema de partida direta 194 8.2 Funcionamento do sistema de partida direta 198 8.2.1 Componentes do circuito principal ou de potência 199 8.2.2 Componentes do circuito de comando 201 8.3 Manutenção no sistema de partida direta 209 9 Sistema de Partida Direta de Motores Elétricos com Reversão 219 9.1 Finalidade da partida direta com reversão 220 9.2 Características construtivas internas e princípio de funcionamento de motor trifásico de gaiola de esquilo 221 9.3 Funcionamento da partida direta com reversão 224 9.4 Manutenção do sistema de partida direta com reversão 233 10 Sistema de Partida de Motores Elétricos 241 10.1 Finalidade da partida 242 10.2 Funcionamento da partida estrela-triângulo 249 10.3 Manutenção do sistema de partida 260 11 Sistema de Partida de Motores Elétricos com Chave Compensadora 267 11.1 Finalidade da partida com chave compensadora 268 11.2 Funcionamento da partida com chave compensadora 271 11.3 Manutenção do sistema de partida com autotransformador 285</p><p>12 Sistema de Partida de Motores com Comutação de Velocidades 291 12.1 Finalidade da partida com motor Dahlander 292 Características construtivas internas e princípio de funcionamento de motor trifásico Dahlander 293 12.3 Funcionamento da partida com motor Dahlander 300 12.4 Manutenção do sistema de partida de motores Dahlander 306 13 Sistema de Partida de Motores com Aceleração Rotórica 319 13.1 Finalidade da partida do motor com aceleração rotórica 320 13.2 Características construtivas internas e princípio de funcionamento do motor de aceleração rotórica 321 13.3 Funcionamento da partida com o motor de aceleração rotórica 325 13.4 Manutenção do sistema de partida de motores com aceleração rotórica 333 14 Diagnóstico de Falhas e Defeitos em Sistemas Elétricos Industriais 339 14.1 Manutenção corretiva em sistemas elétricos industriais 340 14.2 Levantamento de hipóteses sobre a falha 343 14.3 Diagnóstico de falhas por software 352 14.4 Comparação com outro equipamento 354 14.5 Validação da manutenção corretiva 355 14.5.1 Validação da medição de grandezas envolvidas 355 14.5.2 Rotina para testes de funcionamento do sistema 357 14.5.3 Registro de informações de manutenção 357 14.5.4 Rotina de encerramento da Ordem de Serviço (OS) 359 14.6 Aspectos relacionados ao meio ambiente, à saúde e à segurança do trabalho em serviços de manutenção industrial 361 15 Manutenção Preventiva 369 15.1 Procedimentos para manutenção preventiva 370 15.1.1 Inspeção elétrica 371 15.1.2 Registro de anomalias 376 15.2 Plano de manutenção preventiva 377 15.2.1 Teste dos dispositivos de proteção (disjuntor-motor e relé térmico) 379 15.3 Planejamento da manutenção preditiva 381 Referências 387 dos autores 391 Índice 393</p><p>20 COMANDOS ELÉTRICOS d) esboçar circuitos elétricos de comando; e) implementar sistemas de comandos elétricos; f) reparar defeitos em comandos elétricos; g) aplicar normas e procedimentos de segurança e saúde no trabalho e de proteção ao meio ambiente. Nesta unidade, serão abordadas capacidades sociais, organizativas e metodo- lógicas de: a) trabalhar em equipe; b) prever c) manter-se atualizado tecnicamente; d) ter atenção a detalhes; e) ser organizado. Como eletricista industrial, você atuará na confeccção ou montagem e na instalação de elementos, como: a) painéis ou quadros de comandos para motores e geradores; b) sistemas de partida convencionais e eletrônicos de motores elétricos; e Para contribuir com os seus estudos, este livro está dividido em 15 capítulos. Nos capítulos 2, 3 e 4 apresentaremos a infraestrutura e os dispositivos de pro- teção e comando dos painéis de comando, parte integrante de todo equipamen- to ou máquina eletroeletrônica industrial. Nos capítulos 5 e 6 veremos as máquinas elétricas estáticas e rotativas. A parte eletrônica, responsável pelo sensoriamento, controle e acionamento de motores elétricos, você vai conhecer nos capítulos de 7 a 13. Nos capítulos 14 e 15 veremos procedimentos para a realização da manuten- ção de sistemas de industriais. Agora que você viu o que irá estudar neste livro, pode estar pensando no quanto esses temas são desafiadores. Mas fique tranquilo, pois com estudo e de- dicação, ao fim desta unidade, você terá adquirido os conhecimentos necessários para desenvolver as capacidades técnicas para atuar como eletricista industrial. Vamos começar mais este desafio?</p><p>1 INTRODUÇÃO 21 Anotações:</p><p>Infraestrutura de Painel de Comando Elétrico Industrial 2 que está se qualificando como eletricista, já se imaginou montando o painel de uma máquina de produção industrial? Pois bem, antes de instalar os dispositivos eletroeletrônicos presentes em uma máquina é necessário montar a infraestrutura do painel de comando que os receberá. Esta é a etapa inicial do seu trabalho como eletricista. Por isso, neste capítulo você vai apren- der a instalar os componentes básicos da infraestrutura dos painéis, e conhecer os procedi- mentos necessários para a instalação desses equipamentos, assim como as ferramentas elétri- cas e manuais envolvidas nessa atividade.</p><p>24 COMANDOS ELÉTRICOS 2.1 PAINÉIS DE COMANDO Qualquer tipo de máquina industrial que você imaginar, por exemplo, de en- vasar (engarrafar) refrigerantes, de tecer, de fabricar móveis, possui um painel de comando. painel de comando é um conjunto importante, porque contém os disposi- tivos eletroeletrônicos que controlam o funcionamento da máquina. Sua infraes- trutura é composta de: a) caixa; b) trilhos; c) canaletas; d) acessórios. caixa trilho porta ou canaleta tampa acessório Figura 2 Painel de comando Fonte: SENAI-SP (2013) Esses itens da infraestrutura dos painéis servem de suporte para os disposi- tivos da instalação elétrica, tais como: disjuntores, contatores (relé ele- tromagnético industrial), relés térmicos, disjuntores, motor, temporizadores, transformadores de comando, conectores, botões ou chaves de comando e sina- lizadores luminosos. A seguir, veremos cada um desses itens básicos da infraestrutura mais deta-</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 25 2.1.1 CAIXA As caixas são retangulares ou quadradas e possuem furos destinados à fixação da placa de montagem que será instalada em seu interior. Podem ser feitas de vários materiais. As mais comuns são: as metálicas (em aço, em alumínio ou em inox), as plásticas e as de fibra de vidro. A caixa contendo o comando elétrico de uma máquina também é conhecida por quadro de comando ou (para as de maior porte) armário elétrico. 2.1.2 PORTA E TAMPA As portas e as tampas servem para fechar a caixa ou painel de comando ele- troeletrônico e, nos casos de operação pelo usuário, também servem para acomo- dar a instalação de botões, chaves, sinalização e Interface Homem-Máquina (IHM). Para evitar a entrada de poeira e outras impurezas, normalmente as portas e as tampas possuem vedação de borracha e são acopladas à caixa por meio de dobradiças ou parafusos. Alguns profissionais diferenciam essa parte da caixa chamando-a de "porta" quando ela possui Quando há qualquer outro sistema de fixação, chamam-na de tampa. As portas ou tampas, assim como as caixas, são pintadas em tons de cinza ou bege, atendendo a dois padrões internacionais de cores: o padrão RAL ou padrão MUNSELL. Exemplos de cores: Cinza RAL 7032 e MUNSELL N6.5. o sistema de cores de Munsell foi criado nos Estados Unidos e leva em consideração três variáveis fundamentais para definição da cor: tonalidade, luminosidade e saturação. o sistema RAL foi criado na Alemanha, pela comissão Reichs SAIBA Ausschussfür Lieferbedingungen, e resultou em uma cole- MAIS ção de 40 tons, denominada RAL Para saber mais sobre esses padrões de cores, pesquise em sites de busca, digitan- do as padrão MUNSELL, padrão Você encontrará diversas empresas que fornecem informações a respeito desses 2.1.3 PLACA DE MONTAGEM A placa de montagem, também conhecida por chassi, bandeja ou almofada, é o suporte para a instalação dos elementos de comando que veremos adiante. Ela pos- sui quatro furos para fixação um em cada extremidade e é vista somente quando abrimos a porta do painel. No momento da montagem, o instalador solta os parafu- sos, ou as porcas, retira a placa de montagem e inicia a instalação dos componentes.</p><p>28 COMANDOS ELÉTRICOS Quadro 1 - Especificação técnica de um painel de comando FABRICANTE - PAINEL MODELO MÉDIO PORTE Código Altura (A) Largura (L) Profundidade (P) Peso (Kg) EE468 800mm 600 mm 400mm 34,0 Demais características técnicas importantes a serem especificadas: Caixa Monobloco em chapa de aço de 1,5 mm de espessura. Pintura eletrostática em pó poliéster cinza (RAL 7032). Placa de Montagem Em chapa de aço de 2,25 mm de espessura. Pintura eletrostática em pó poliéster laranja (RAL 2000). Porta Em chapa de aço de 1,5 mm de espessura. Pintura em pó poliéster cinza (RAL 7032). Abertura à esquerda ou à direita de Perfis verticais perfurados. Fecho Rápido com miolo Normatização IP 65 (NBR 6146, DIN 40050, IEC 529). Nota: o IP indica o grau de proteção que o produto possui contra entrada de água e poeira. Fonte: Dados obtidos em Observe que, de acordo com o quadro 1, você deve considerar as dimensões, a espessura e acabamento das chapas de aço, além do grau de proteção de acordo com o ambiente onde o painel será instalado e o tipo de fecho escolhido. Veremos adiante como definir essas características e as normas internacionais relacionadas. Apesar de existirem normas e padrões para as placas de montagem, algumas empresas ainda utilizam padrões antigos ou sistemas próprios de acabamento. 2.2 TRILHOS Os trilhos usados em painéis de comandos elétricos servem para fixar e manter os dispositivos elétricos alinhados em uma mesma posição. Eles são fabricados em material metálico, principalmente aço bicromatizado ou galvanizado. Podem também ser encontrados em alumínio ou cobre. Normal- mente, são fornecidos já perfurados para facilitar a instalação, mas também há a opção de não perfurados. Os fabricantes fornecem esses trilhos em barras de geralmente 2 m de comprimento. Existem alguns tipos e modelos. Vamos conhecer, agora, os principais.</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 29 2.2.1 TIPOS DE TRILHOS Você pode encontrar, basicamente, quatro padrões de trilho de fixação para a montagem de painéis: o padrão DIN 35 (que é o mais comum), o DIN 32, o DIN 15 e o DIN 35/15, como verá a seguir. Quadro 2 - Tipos de trilhos TRILHO FIGURA DIMENSÕES APLICAÇÃO 35 Usado na fixação de disposi- tivos eletroeletrônicos tais DIN 35 A altura pode ser de como contatores, 5 mm ou 7,5 mm relés temporizadores. Destinado essencialmente à DIN 32 32 mm (largura) fixação de bornes. Utilizado para dispositivos eletroeletrônicos de menor DIN 15 porte e pequenos equipa- (largura) mentos eletrônicos, tais como controladores de lubrificação. Empregado na fixação de dispositivos os, especialmente equipa- mentos que demandem 35 mm (largura) DIN 35/15 um trilho mais alto que o mm (altura) convencional, como é o caso de alguns Controladores Programáveis (CPs) com- pactos.</p><p>30 COMANDOS ELÉTRICOS PUNÇÃO DE BICO DIN significa Deutsches Institutfür Normung (Instituto É uma ferramenta Alemão de Podemos encontrar ainda pontiaguda feita de aço ? VOCÊ letras após a sigla DIN, na formação de um código. usada em conjunto com SABIA? Exemplos: DIN EN 50022 é uma norma europeia que es- o martelo para marcar, na pecifica o trilho DIN 35, norma DIN EN 50035 é do trilho placa de montagens, o local DIN 32, e norma DIN EN 50045 se refere ao DIN 15. que será Na prática, percebemos que cada fabricante de trilho procura formar sua pró- pria regra de especificação, colocando alguma(s) letra(s) antecedendo a parte nu- mérica do código DIN. Veja: o trilho NS35/15 é equivalente ao DIN 35/15, e o trilho TS 35 é o mesmo que o DIN 35. A primeira letra está relacionada a um código adotado pelo fabricante, enquanto que a segunda, normalmente, está associada ao tipo do trilho, nesse caso standard ou básico. Agora que você já conhece os principais trilhos, vamos ver como fixá-los na placa de montagem. 2.2.2 FIXAÇÃO DE TRILHOS Para fixar os alinhe seus furos em cima da placa de montagem na posição exata onde será instalado; marque as posições dos furos, usando uma caneta de ponta porosa; e depois use uma punção de bico4 e um martelo para facilitar a fura- ção, pois afundamento promovido pela ferramenta guia a broca no ponto exato. Há duas maneiras de fixar os trilhos na placa de montagens: usando rebite de repuxo (rebite POP) ou parafuso. Fixação de trilho por rebite de repuxo (POP) Proceda da seguinte forma: a) faça dois, três ou quatro furos, de acordo com o comprimento do trilho e da chapa metálica do painel, mantendo uma distância de 250 mm ou 300 mm entre os furos. Esses rebites podem ser encontrados com especificação das medidas em milímetros (mm) ou em polegadas ("); b) introduza o rebite POP na rebitadeira; c) encaixe esse conjunto no trilho e na placa de montagem na posição em que deverá ficar; e d) pressione várias vezes o gatilho da rebitadeira, até que as partes estejam bem fixadas, ou seja, rebitadas.</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 31 Veja exemplos de rebites e de rebitadeira POP. rebites de diversos rebiteira POP manual diâmetros e tamanhos tipo alicate Figura 4 Rebites e rebitadeira Fonte: SENAI-SP (2013) As rebitadeiras tipo alicate possuem quatro bicos de diâmetros diferentes, que devem ser trocados de acordo com o diâmetro do prego (d) do rebite Observe na figura 5 as partes de um rebite, além do diâmetro do prego, as medidas diâmetro (0) do corpo, 0 da cabeça e do comprimento do rebite, também variam. do corpo da cabeça comprimento do prego Figura 5 Identificação das medidas do rebite de repuxo Fonte: SENAI-SP (2013) No momento da instalação, você deve ajustar o bico da rebitadeira de acordo com o prego do rebite a ser usado, ou seja, fazer um teste prático na hora de re- bitar. Caso você tenha alguma dúvida sobre alguma medida do rebite, meça com um paquímetro. Porém, quando você for instalar algum trilho, precisará consultar tabelas para saber a medida da broca a ser selecionada em função do rebite escolhido. Tam- bém é importante saber a profundidade para escolher um rebite adequado. A seguir, veja um exemplo de parte de uma tabela com medidas de rebites. Nela, você vê que um rebite de comprimento de 8 mm atinge uma profundidade de 5 mm. também, outras medidas dos rebites de repuxo em alumínio de duas séries: a 200 e a 300, usadas por um fabricante do produto.</p><p>32 COMANDOS ELÉTRICOS Tabela 1 Especificações das medidas de rebites (0) BROCA A (0) ALCANCE DA SÉRIE COMPRIMENTO (0) DO SER USADA DA CABEÇA REBITAGEM (MM) CORPO (MM) (MM) (MM) (MM) 206 6,0 3,0 208 2,4 2,5 8,0 5,0 210 10,0 7,0 306 6,0 3,0 308 310 10,0 7,0 312 3,2 3,3 6,0 315 15,0 12,0 318 18,0 15,0 322 22,0 19,0 325 25,0 22,0 Fixação de trilhos por parafuso A fixação de trilhos e de alguns componentes do painel pode ser feita por pa- rafuso. Para isso, proceda da seguinte forma: a) localize e puncione a posição do furo na placa de montagem do painel; b) prenda a broca adequada à rosca do parafuso, conforme tabelas dos fabri- cantes (veja figura 6); c) utilize furadeira manual ou, em casos de grande produção, furadeiras de bancada; d) após a furação, abra a rosca por meio de um macho (ferramenta usada para abrir a rosca) e de um desandador manual (também conhecido como vira- -macho, usado para movimentar o macho dentro do furo); e) depois de abertas as roscas na placa de montagem, posicione e parafuse o trilho ou componente, fixando-o. Observe o preparo da furadeira na figura 6 a seguir.</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 33 furadeira manual tabela de brocas broca medida do diâmetro parafuso/macho da broca em mm em mm M3 2,5 M4 3,3 MS 4,2 M6 5,0 chave de mandril M8 6,8 Figura 6 Procedimento para prender broca na furadeira - brocas para parafusos mais usados Fonte: (2013) Na figura 7, apresentamos ferramentas para furação e rosca. Observe que os três machos da primeira imagem apresentam pontas com formatos diferentes. Use inicialmente a mais pontiaguda; em seguida, a intermediária; e, por fim, a me- nos pontiaguda, sempre mantendo o alinhamento perpendicular entre o macho e a placa. A cada volta do macho, retorne 1/4 de volta para quebrar o jogo de machos desandador manual abertura da rosca paralelo Figura 7 Ferramentas para furação e rosca SENAI-SP (2013)</p><p>34 COMANDOS ELÉTRICOS CASOS E RELATOS Na montagem de um painel elétrico de comando, Rodrigo, um montador de painel em início de carreira, foi abrir quatro roscas de 4 mm para fixar uma fonte de alimentação. Ele começou bem, consultou a tabela para ver qual broca (medida do diâmetro) deveria utilizar para fazer aquela rosca, traçou e marcou a posição dos furos com um punção de bico. Depois, pe- gou desandador tipo "T", encaixou o macho M4 e iniciou a abertura da Após algumas voltas na rosca, o macho se quebrou, ficando um pedaço dentro do furo. E agora, o que fazer? Ele tentou desrosqueá-lo com uma chave de fenda, mas não obteve sucesso. Aldo, um eletricista mais experiente, percebeu ocorrido e deu as seguin- tes recomendações: para retirar o pedaço do macho, você deve pegar o punção de bico e in batendo com o martelo lentamente no sentido de ros- quear o macho até que ele passe completamente para o outro Outra forma seria prender o pedaço do macho com um alicate e desrosquear. E complementou: para não haver mais quebras, use a sequência correta dos machos. jogo possuiu 3 machos: o 1 tem a entrada de rosca mais suave, ou seja, ele começa a rosca bem lentamente; o n° 2 tem a entrada da rosca não tão suave, ele já inicia a rosca na medida desde os primeiros file- n° 3 começa a rosca na medida correta desde seu início e é usado para acabamento. Se você observar, cada macho possui uma marcação ao seu redor: um risco significa 1° macho a ser utilizado, e assim sucessivamente. Ao seguir o procedimento correto, você não quebrará mais nenhum macho quando for abrir rosca. o montador agradeceu a orientação e pensou: assim fica bem mais fácil!</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 35 2.3 CANALETAS As canaletas servem para acondicionar os condutores elétricos de forma orga- nizada e estética em um painel de comando. São feitas de plástico PVC (cloreto de polivinila) com propriedade autoextiguível, ou seja, não propagam chamas. As canaletas podem possuir perfurações laterais transversais, destinadas à passagem dos condutores que vão para os dispositivos elétricos instalados na placa de montagem. Possuem tampa plástica que só deve ser encaixada após a instalação das canaletas e condutores (fiação) do painel. Encontramos canaletas de diversos tamanhos, com variação das medidas de largura (L) e altura (A). As larguras mais comuns, em mm, são: 15, 20, 30, 50, 60 e 80, e as alturas mais comuns, em mm, são: 20, 30, 50 e 80. Os fabricantes de cana- letas combinam essas medidas formando alguns padrões e modelos, como por exemplo: canaleta de 30 mm 50 mm o tamanho da canaleta é definido em função da quantidade de condutores e de sua bitola ou secção transversal. Quanto mais condutores passando nas cana- letas, ou quanto maior a bitola, maiores devem ser as canaletas. Em um painel que comanda potência baixa e que possui muitos componentes instalados, os condutores não são muito grossos, mas a quantidade de fios é gran- de. Nesses casos podemos utilizar canaletas baixas e de largura mediana. Em um painel que comanda potência elevada, os condutores devem ser bem gros- e devem dissipar bastante calor. Por isso, canaletas maiores são mais adequadas. As canaletas podem ser: a) fechadas - sem nenhuma abertura lateral; b) abertas - com as aberturas laterais abertas no encaixe da tampa; e c) semiabertas - com aberturas laterais incompletas, ou seja, as aberturas não atingem o encaixe da tampa da canaleta. Observe a seguir a vista lateral dos tipos de aberturas das canaletas.</p><p>36 COMANDOS ELÉTRICOS canaleta canaleta canaleta fechada aberta semiaberta Figura 8 Tipos de canaletas Fonte: SENAI-SP (2013) As canaletas abertas e semiabertas são muito utilizadas em painéis de coman- do São vendidas em barras de 2 m, mas elas podem ser facilmente corta- das na medida a qual você necessita. Para cortá-las, podemos usar dois tipos de ferramentas: o arco de serra e o esquadro 90° com diagonal de 45°, como você pode ver na figura 9. arco de serra esquadro 90° com convencional diagonal de 45° Figura 9 Ferramentas para trabalhos com canaletas Fonte: SENAI-SP (2013) Existem lâminas de serra com 24 ou 32 dentes por polegada, que são indicadas para o corte de materiais mais duros, como os trilhos de metal; e de 14 ou 18 dentes por polegada, indicadas para o corte de materiais menos duros, como as canaletas plásticas. Você pode montar as canaletas plásticas de duas formas: colocando tampas com acabamento reto (em ângulo de 90°) ou cortadas em ângulo de 45° nos can- tos externos do painel.</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 37 Observe nas figuras a seguir esses tipos de acabamento. acabamento 90° acabamento 45° Figura 10 Tipos de acabamentos das canaletas plásticas SENAI-SP (2013) Para facilitar e agilizar o trabalho, podemos utilizar ferramentas elétricas para o corte de canaletas e trilhos como, por exemplo, a esquadrejadeira elétrica ma- nual, também conhecida como serra esquadrejadeira manual. Essa ferramenta possui mesa para fixação, com esquadro e regulagem do ângulo de corte. Veja, na figura a seguir, um exemplo dessa ferramenta. Figura 11 Esquadrejadeira elétrica manual Fonte: SENAI-SP (2013) Ainda sobre a esquadrejadeira, saiba que existem discos específicos para o corte de materiais moles e duros. Utilizar um disco inadequado pode deformar o trilho, danificar o disco e até causar acidentes.</p><p>38 COMANDOS ELÉTRICOS Quando você estiver usando furadeira, esquadrejadeira ou outra ferramenta elétrica manual, é necessário utili- zar os Equipamentos de Proteção Individual (EPI), como FIQUE óculos de segurança e protetor auricular, e os Equipa- ALERTA mentos de Proteção Coletiva (EPC) do próprio equipa- mento, conforme discriminado no manual do fabricante. Além disso, certifique-se de que esteja utilizando o dis- CO apropriado para o material que será cortado. As canaletas são fixadas na placa de montagem da mesma forma que os tri- lhos: por rebites ou por parafusos. 2.4 ACESSÓRIOS São muitos os acessórios existentes em um painel de comandos. Por isso, vamos nos ater aos que são usados com maior frequência: fecho para portas, cabo de aterra- mento elétrico e prensa-cabos. Acompanhe as explicações acerca de cada um deles. 2.4.1 FECHOS DE PAINÉIS fecho é usualmente instalado nas portas para abertura e fechamento dos painéis de comando elétrico. Existem dois tipos: os de sobrepor e os de embutir. fecho de sobrepor mais utilizado é o tipo manopla, ilustrado a seguir, na figura 12. Figura 12 Fecho de sobrepor tipo manopla SENAI-SP (2013) Quanto ao fecho de embutir, os mais comuns são: universal, fenda, quadrado e Para cada tipo, temos uma chave própria. A figura 13 ilustra alguns exemplos de fechos de embutir, e algumas chaves</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 39 chaves e fechos de painéis quadrado triangular universal fenda Figura 13 Fechos de embutir e chaves para fechos Fonte: SENAI-SP (2013) Existem igualmente fechos que utilizam chave com segredo, semelhante las utilizadas em residências. Esses fechos também são conhecidos como Yale. 2.4.2 CABO DE ATERRAMENTO ELÉTRICO o cabo de aterramento é um item importante para garantir a segurança das pessoas contra choque elétrico. Serve para conectar a porta do painel com o pon- to de aterramento elétrico da caixa do painel, e deste para a placa de montagem. A figura 14 exibe um cabo de aterramento para painéis.</p><p>Figura 14 - Condutor de aterramento para uso em painel com terminais conectados (2013) 2.4.3 PRENSA-CABOS A função do prensa-cabos é prender o cabo elétrico que sai de um painel para um motor ou uma válvula. Os prensa-cabos são fabricados em diversas medidas para atender os variados diâmetros dos cabos elétricos. Veja exemplos nas figu- ras a seguir. Figura 15 Prensa-cabos diversos Fonte: SENAI-SP (2013)</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 41 Para instalar um prensa-cabos, é necessário utilizar uma ferramenta chamada de serra-copo, que serve para furar a caixa do painel. Veja a figura. Figura 16 Exemplos de serra-copos SENAI-SP (2013) As serra-copos possuem diversas medidas e podem ser acoplados em fura- deiras manuais ou de bancada. As menores podem ser usadas em furadeiras ma- nuais, porém as maiores devem ser utilizadas apenas em furadeiras de bancada, para evitar acidentes. o procedimento de instalação de um prensa-cabos consiste em: a) selecionar o prensa-cabo que se vai utilizar, de acordo com o diâmetro do cabo cabo) que vai prender; b) consultar o catálogo do fabricante para identificar o diâmetro do furo a ser feito no painel (tabela 2,0 da rosca do prensa-cabos); c) selecionar a serra-copo mais adequada para a furação, usando a tabela 3; e d) fazer o furo e fixar o prensa-cabo. Supondo que você precise instalar um cabo de 6 mm de diâmetro em um pai- nel de comando, qual medida de prensa-cabo você pode utilizar? Para obter essa informação, você deve consultar a tabela a seguir que apresenta algumas medi- das de prensa-cabos:</p><p>42 COMANDOS ELÉTRICOS Tabela 2 - Tabela de seleção de prensa-cabos cabo rosca (mm) 3,0-6,5 M12x1,5 4,0-8,0 M16x1,5 5,0-10,0 M18x1,5 6,0-12,0 M20x1,5 M22x1,5 13,0-18,0 Fonte: Adaptado de Consultando a tabela observe a coluna 0 CABO (mm). Veja que o segundo prensa-cabo serve para cabos de diâmetros desde 4 mm até 8 mm, e o terceiro serve para cabos desde 5 mm de diâmetro até 10 mm. Portanto, qualquer um dos dois prensa- cabos atende à necessidade. Agora é uma questão de escolha. Vamos escolher o de 4 mm a 8 mm. Consultando a segunda coluna, ROSCA você encontra a informação Significa que este prensa-cabo tem um diâmetro de 16 mm em sua parte de rosca. Se o prensa-cabo tem um diâmetro de 16 mm será necessário fazer um furo na caixa do painel com uma serra-copo com diâmetro ligeiramente maior que essa medida, para facilitar a montagem. Consultando uma tabela de um fabricante qualquer de serra-copos, encontra- mos que a serra-copo que deve ser utilizada é de 17 mm. Observe a tabela a seguir. Tabela - Medidas de serra-copo SERRA-COPO - MM POLEGADA 14 9/16" 16 5/8" 17 11/16" 19 3/4" 20</p><p>2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL 43 1" ou uma polegada é o mesmo que 25,4 mm. Se quiser ? VOCÊ saber quanto vale, por exemplo, três quartos de polega- SABIA? da ou 3/4", basta dividir 25,4 mm por 4 e multiplicar o re- sultado por três, fazendo uma regra de resultado é 19,0 mm. RECAPITULANDO Neste capítulo, você viu o que é um painel de comando elétrico e os com- ponentes que fazem parte de sua infraestrutura, tais como: placa de mon- tagem, trilhos e canaletas e seus acessórios, além de seus procedimentos de instalação Você também conheceu as ferramentas manuais e elétricas que são usadas para a fixação desses componentes e acessórios nos painéis, assim como procedimentos de Esses conhecimentos são importantes, pois constituem a primeira etapa da montagem dos painéis de comando dos sistemas a</p><p>Dispositivos de Proteção Eletroeletrônicos Industriais 3 Agora que você já tem os conhecimentos sobre a infraestrutura do painel de comando, vai conhecer a instalação dos dispositivos de proteção eletroeletrônicos industriais presentes em uma máquina. Esses dispositivos são responsáveis pela proteção dos circuitos e dos dispositivos eletroe- letrônicos, pois evitam que danos decorrentes de sobrecargas1 ou curtos-circuitos2 causem consequências maiores, tais como queima do equipamento ou até incêndio na instalação. Len- do essas informações, você já pode imaginar a importância deste capítulo. Então, prepare-se para estudar os seguintes dispositivos de proteção: disjuntores, disjuntor DR, relé térmico e disjuntor-motor.</p><p>46 COMANDOS ELÉTRICOS CURTO-CIRCUITO 3.1 FUSÍVEIS É uma ligação ou Os são dispositivos destinados à proteção elétrica. Servem para inter- até entre duas ou mais partes condutoras romper ou desligar circuito e proteger a instalação elétrica, no caso de curtos- energizadas, de modo que a corrente elétrica e de longa duração. Uma vez rompidos (queimados), não ultrapasse valores acima é possível reestabelecer novamente o funcionamento sem pois não do normal, em função de baixa impedância no são reaproveitáveis. circuito, dissipando grande quantidade de energia Os dispositivos são identificados por definidos por normas. Para representar todos os dispositivos apresentados neste livro, utiliza- remos as normas da ABNT e da IEC (International Electrotechnical Commission), ou Comissão Eletrotécnica Internacional). 2 SOBRECARGA Veja na figura 17 o símbolo do Sobrecarga é um aumento de corrente elétrica acima dos valores normais Simbologia Norma especificados para os circuitos, decorrente de acréscimo de carga ou de aumento do NBR 12523 A sobrecarga pode IEC 60617-7 comprometer a vida útil dos componentes Figura 17 Simbologia de fusivel Fonte: SENAI-SP (2013) 3 PICOS DE CORRENTE Os são classificados e especificados de acordo com a velocidade de As cargas indutivas são atuação, podendo ser de ação retardada, rápida ou A seguir, conheça aquelas formadas por indutores ou bobinas. esses fusíveis e suas aplicações mais usuais. como: motores elétricos, reatores a) Fusíveis de ação retardada (especificação "aM"): oferecem proteção con- elétricos para entre tra curtos-circuitos aos circuitos sujeitos a elevados de corrente, tais Essas cargas provocam como: circuitos que alimentam os primários de transformadores ou elevadas correntes no instante da energização. e circuitos de partida de motores Toleram esses picos de corrente durante a energização ou partida dessas cargas sem queimar, po- rém interrompem o circuito em casos de curto-circuito. Esses fusiveis são inadequados para proteção dos circuitos contra sobrecarga. b) Fusíveis de ação rápida (especificação "gG"): oferecem proteção contra curtos-circuitos nos circuitos que não estão sujeitos a picos de corrente consideráveis, tais como: circuitos resistivos de fornos elétricos e outros sistemas de aquecimento por resistência elétrica. Esse também pro- tege contra sobrecargas. Sua especificação antiga era gL, por isso encontra- mos ainda a especificação gL-gG indicada na face dos</p><p>3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO INDUSTRIAIS 47 c) Fusíveis de ação ultrarrápida (especificação "aR"): são destinados à proteção de circuitos com equipamentos eletrônicos como os circuitos de sistemas de controle de velocidade de motores elétricos. Os fusiveis utilizados em painéis de comando, quanto a sua forma construtiva, são de dois tipos: a) D - também conhecidos por Diametral ou Diazed; b) NH. Vamos conhecer melhor cada um deles. 3.1.1 FUSÍVEIS TIPO D São fusíveis de baixa tensão que abrangem a faixa de corrente de 2 A a 63 A que possuem capacidade de interromper de modo seguro (capacidade de correntes de até 70 kA, ou seja, 70.000 A. Observe um deles na figura 18. 9G-gL Figura 18 tipo D SENAI-SP (2013) Esses são muito utilizados para proteção do circuito de comando e de motores elétricos, devido à sua ação de efeito retardado que suporta o pico da corrente de partida. Observe no quadro 3 os valores de corrente dos tipo D, e as cores do indicador de queima (espoleta), correspondentes.</p><p>4 TIRISTORES Quadro 3 Valores padronizados de correntes e cores das espoletas dos fusíveis tipo D É o nome dado a uma família de componentes eletrônicos utilizados CORRENTE COR DA ESPOLETA E DO TAMANHO (PADRÃO DO ROSCA em equipamentos para NOMINAL PARAFUSO DE AJUSTE DO FUSÍVEL) DA BASE controle da velocidade de motores. parte 2 Rosa dessa família: os SCRs (retificadores controlados 4 Marrom de os TRIACs (triodo de corrente alternada), e os 6 Verde IGBTs (transistores bipolares de porta isolada). 10 Vermelho E27 16 Cinza 20 Azul CORRENTE NOMINAL (IN) 25 Amarelo É o valor da corrente 35 Preto especificada pelo fabricante para a operação normal 50 Branco Dill E33 de funcionamento de um equipamento 63 Cobre ou sistema elétrico. Os com corrente nominal de até 25 A têm um diâmetro que se encaixa CAPACIDADE DE na base com uma rosca E27, que é igual à dos receptáculos (soquetes) das lâm- RUPTURA padas comuns. Já os fusíveis com corrente nominal de 35 A a 63 A possuem um É a capacidade máxima de diâmetro maior, padrão e não se encaixam na base Padrão só se encaixam corrente presumida que dispositivo é capaz de nas bases com rosca E33. Essa rosca é igual à dos receptáculos de lâmpadas indus- interromper com segurança, triais tipo vapor de sódio alta pressão, por exemplo. ou seja, o não exercerá sua função, caso Os vêm acompanhados de um conjunto de componentes que pos- a corrente seja superior à especificada, em caso de sibilita sua instalação nos trilhos DIN dos painéis de comando. Esse conjunto é A capacidade de ruptura é expressa em composto de: base de porcelana, anel de porcelana, parafuso de ajuste, e quilo amperes (kA). tampa, conforme vemos na figura 19. anel de proteção fusível base parafuso de ajuste tampa Figura 19 Partes que compõem o conjunto do fusivel tipo D (2013)</p><p>3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO INDUSTRIAIS 49 Para montar esse conjunto, você deve seguir a sequência: a) conectar a base de porcelana ao trilho DIN do painel; b) rosquear o anel de porcelana, com a finalidade de proteger o usuário con- tra contato acidental com a parte metálica passível de estar energizada; c) rosquear o parafuso de ajuste na base, porém antes verifique se ele tem a medida correta de acordo com a corrente do que será instalado; d) colocar o conforme a corrente especificada no projeto; e e) rosquear a tampa de porcelana. Essa operação pode ser feita juntamente com a anterior, se o painel estiver energizado; nesse caso, encaixe o na tampa e depois leve os dois até a base e rosqueie, já com o acoplado. Para instalar o parafuso de ajuste na base de porcelana, você deve usar uma chave plástica específica para no fundo da base. Veja a figura 20. Figura 20 Chave para os parafusos de ajuste tamanhos padrão e Dill SENAI-SP (2013) Quanto à posição de instalação, normalmente a base do tipo D é ins- talada na vertical, sendo o terminal superior conectado à alimentação da rede elétrica e o terminal inferior conectado ao circuito da carga a ser protegida. Para fazer a conexão elétrica nos terminais da base, verifique qual condutor vem da rede elétrica e qual vai para a carga a ser acionada e instale o no caminho entre o condutor da rede e o da carga. Quando você for efetuar as ligações nas bases dos lembre-se que o fio da rede deve ser conectado ao terminal metálico que tem contato com a base do parafuso de ajuste; já o fio que vai para a carga deve ser conectado ao terminal que tem contato com a rosca metálica da base. Observe a figura 21.</p><p>50 COMANDOS ELÉTRICOS alimentação saída da rede (linha) para carga Figura 21 Conexões dos condutores linha (rede) e carga nos terminais da base de fusivel tipo D Fonte SENAI-5P (2013) o parafuso de ajuste é pintado com a mesma cor que a espoleta do e cada um tem um diâmetro diferente, de modo que só permite encaixar de valor igual ou menor que a corrente nominal. Isso ocorre para evitar que alguém coloque um de corrente maior que a nominal que foi dimensionada para aquele circuito. 3.1.2 FUSÍVEIS TIPO NH Os de tipo NH são usados em baixas tensões e possuem elevada capa- cidade de ruptura, podendo chegar até 120 kA. São indicados para circuitos aos quais o usuário comum não tenha acesso, porque contêm partes metálicas ex- postas energizadas que podem provocar acidentes graves. Por isso, só podem ser manipulados por pessoas qualificadas e dependem de ferramentas adequadas para sua instalação e manutenção. São mais robustos, pois abrangem uma faixa maior de corrente de 4 A a 1000 A. Esses possuem em seus dois extremos terminais tipo "faca" para serem encaixados na base NH. Acompanhe pela figura 22.</p><p>3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO INDUSTRIAIS 51 Figura 22 Exemplos de de tipo NH SENAI-SP (2013) Para encaixar ou retirar o fusível NH da base, você deve usar uma ferramenta apropriada chamada de "punho para NH". Esse punho possui um gatilho na parte superior que serve para engatar um Verifique os detalhes na figura 23. gatilho para sacar e instalar o NH proteção contra arco Figura 23 Punho para inserção e extração de fusivel NH SENAI-SP (2013) A base NH não possui encaixe para trilhos, ela deve ser presa na placa de mon- tagem por meio de parafusos, e não tem lado certo para a instalação. Quanto à posição de instalação, assim como o tipo D, a base do NH é instalada na vertical, sendo o terminal superior conectado à alimentação da rede elétrica, e o terminal inferior conectado ao circuito da carga a ser protegida. Os NH, assim como as bases NH, são fabricados em quatro tamanhos padronizados NH00, NH1, NH2 e NH3, cada um com sua faixa de corrente e de ta- manhos diferentes, sendo o NH00 o de menor tamanho, e o NH3 de maior corren- te. Acompanhe, pela tabela 4, os valores e as faixas de corrente de cada padrão.</p><p>52 COMANDOS ELÉTRICOS 7 DISJUNTOR Tabela 4 Faixas de corrente de cada tamanho de base NH de Dispositivo elétrico de FAIXA DE TAMANHO DO FUSÍVEL manobra manual é aquele CORRENTE (A) que pode ser manuseado para ligar ou desligar um 4 circuito elétrico. 6 10 16 20 25 35 NH00 50 63 80 100 125 NH1 160 200 224 250 NH2 300 315 355 400 NH3 425 500 630</p><p>3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO INDUSTRIAIS 53 Nunca retire um NH sob carga, ou seja, com o ! FIQUE circuito em Pois, se isto ocorrer, poderá ALERTA haver arco elétrico com risco de queimaduras, curto-circuito e 3.2 DISJUNTORES Os são elementos que muitas pessoas conhecem, independente- mente de serem da área técnica ou não. É bem provável que você já tenha visto um destes em sua casa, pois além de serem usados em instalações industriais, também são usados em instalações elétricas Esse dispositivo geral- mente fica no quadro de força. Os principais tipos são: e dife- renciais residuais. Vamos nos aprofundar um pouco mais nesse assunto? 3.2.1 DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS Os disjuntores são dispositivos eletromecânicos destinados a proteger as instalações elétricas contra curtos-circuitos e sobrecargas de longa duração. Ao contrário dos que podem ser utilizados apenas uma vez, os disjun- tores permitem o reestabelecimento do funcionamento do circuito após a ocor- rência de alguma falha elétrica. Veja o símbolo do disjuntor na figura 24. Simbologia Norma NBR 12523 IEC 60617-7 Figura 24 Simbologia de disjuntor (2013)</p><p>54 COMANDOS ELÉTRICOS Pela norma NBR IEC 60947-1 (2006, p. 14), a definição de disjuntor é: [...] dispositivo de manobra e de proteção capaz de estabelec- er, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito, assim como estabelecer, conduzir por tempo especifi- cado e interromper correntes em condições anormais especifi- cadas do circuito, tais como as de curto-circuito. Os disjuntores podem ser classificados de acordo com o número de polos, como: a) monopolares: para instalação em circuitos pois interrompem apenas uma fase; b) bipolares: para circuitos bifásicos, nos quais interrompem duas fases simul- taneamente; c) tripolares: para instalação em redes trifásicas, pois interrompem simulta- neamente as três fases; e d) tetrapolares: para circuitos trifásicos com neutro. Interrompem-se as três fases e o neutro, simultaneamente. A figura 25 apresenta alguns exemplos desses disjuntores. I-ON monopolar bipolar tripolar Figura 25 Exemplos disjuntores Fonte: SENAI-SP (2013) De acordo com a condição de corrente nominal e pico de corrente, os disjun- tores podem ser de quatro tipos de curvas: A, B, C e D, sendo que o disjuntor de curva A é indicado para cargas com características eletrônicas, como semicondu- tores, mas é pouco utilizado no país.</p><p>3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO INDUSTRIAIS 55 Para você fixar o disjuntor na placa de montagem, basta você encaixá-lo no trilho, pois ele já possui suporte para instalação. Os disjuntores possuem terminais de entrada de tensão da rede, que são os ter- minais identificados por rede ou linha, e os terminais de saída identificados como carga. Esses terminais possuem parafusos para fixação dos condutores do circuito. Observe, na figura 26, a ligação dos condutores em seus devidos terminais. Figura 26 Instalação dos disjuntores (2013) Os disjuntores possuem gravação, símbolos ou/e cores que indicam se estão fechados ou Quadro 4 - Símbolos e cores que indicam o acionamento dos disjuntores SÍMBOLO COR SIGNIFICADO Vermelha Indica circuito fechado, ligado ou energizado. 0 Verde Indica circuito aberto, desligado ou desenergizado. Quando você instalar um quadro de comando, por ! FIQUE questão de segurança, deixe todos os disjuntores ini- ALERTA cialmente abertos e desligados na primeira energização e vá ligando um a sequencialmente.</p><p>56 COMANDOS ELÉTRICOS a CORRENTE DIFERENCIAL 3.2.2 DISJUNTORES DIFERENCIAIS RESIDUAIS (DISJUNTORES DR) RESIDUAL Corrente diferencial Você já levou um choque alguma vez? Nunca é bom levar choque, não é? Ele também traz várias consequências ao ser humano e, inclusive, pode ser fatal. Mas como se conhecida como corrente de fuga, é aquela que proteger de choques elétricos? Essa e outras formas de proteção são o que vamos é conduzida de forma estudar a seguir. indesejável da fase para a internamente nos Os disjuntores DR são dispositivos que, além de ter a proteção contra curto-cir- equipamentos elétricos e Isso ocorre cuito, também possuem proteção contra choque elétrico, ou proteção dos equipa- em alguns equipamentos como, por exemplo, o mentos contra incêndio. A figura 27 apresenta esse dispositivo. chuveiro elétrico. SDR 4P 40A Figura 27 Disjuntor Diferencial Residual Fonte: SENAI-SP (2013) Para instalar um disjuntor DR você deve: a) conhecer valor de corrente em Amperes (A) do circuito a ser protegido pelo disjuntor; b) selecionar o tipo de curva de disparo do disjuntor, curva A, B, C ou D em função do tipo de carga a ser instalada; e c) selecionar o tipo de proteção em função do que se deseja proteger: para proteção de pessoas contra choque elétrico, a corrente diferencial do DR deve ser de no máximo 30 mA (alta sensibilidade); ou para proteção dos equipamentos contra incêndio, devido às pro- vocadas pelas correntes de fuga, ou proteção contra consumo excessivo de energia elétrica, a corrente diferencial residual do DR pode ser de: 100 mA, 300 mA ou 500 mA.</p><p>3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO INDUSTRIAIS 57 Veja, na figura 28, um exemplo de um diagrama de instalação de disjuntor DR em painéis para proteção do comando contra curtos-circuitos, e proteção das pessoas contra choques elétricos. L1 L2 L3 IN IR T N 1 3 5 E - T R N 2 4 6 PE bancada de testes de equipamentos Figura 28 Exemplo de aplicação de Disjuntor DR tetrapolar Fonte: SENAI-SP (2013) A representação T indica o botão de teste de corrente de fuga, que deverá ser usado após a instalação para testar o funcionamento da instalação elétrica e do mecanismo interno do disjuntor DR. Uma dica de instalação de dispositivos DR é nunca conectar o condutor de aterramento com o condutor neutro depois que este passou pelo disjuntor DR, pois se isto ocorrer, ao energizar o circuito, o DR se desligará imediatamente. Há dispositivo DR para atuar sobre as correntes resi- ? VOCÊ duais alternada, e Para corrente alternada, utilizamos tipo AC; para alternada com componente SABIA? contínua pulsante, utilizamos tipo A e para corrente tipo B.</p>