Aula 8 Dimensionamento de Circuitos para Motores

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Unidade 5 
Dimensionamento de circuitos para 
motores 
Circuitos de Motores 
• Tipo 1: Circuitos terminais individuais partindo de um quadro de 
distribuição. 
 
 
 
 
 
 
 
Circuitos de Motores 
• Tipo 2: Circuito de distribuição contendo derivações em pontos 
determinados, com circuitos terminais individuais. 
 
 
 
 
 
Circuitos de Motores 
• Tipo 3: Circuito terminal único, servindo a vários equipamentos. 
 
 
 
 
 
Dimensionamento 
• Elementos de um circuito motor: 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento 
• Funções e dispositivos: 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento dos Condutores 
• Fatores relevantes: 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento dos Condutores 
• Critérios de dimensionamento: 
 
– Capacidade de condução de corrente. 
 
– Limites de queda de tensão. 
 
– Capacidade de condução de corrente de curto circuito por tempo limitado. 
 
• Os condutores são inicialmente dimensionados pelos dois primeiros critérios e 
quando do dimensionamento das proteções baseado nas intensidades das 
correntes de falta, é necessário confrontar os valores destas e os respectivos 
tempos de atuação da proteção para eliminação da falta, com os valores admitidos 
pelo isolamento dos condutores. 
 
• A seção do condutor é escolhida como a maior entre os três critérios. 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de Condutores 
• Exemplo: Dimensionar os cabos de cobre com isolação PVC para alimentar 
um motor elétrico trifásico WEG modelo W21, de 2 polos, 10 cv em 220 V. 
Os condutores são instalados em eletroduto de PVC embutido em 
alvenaria. A temperatura ambiente é de 30oC e há somente um circuito no 
eletroduto. A queda de tensão máxima em regime nominal entre o CCM e 
o motor deve ser de 4%, e durante a partida é permitida uma queda de 
tensão de 10% no mesmo trecho. O comprimento do circuito é de 40 m. 
 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de 
Corrente 
• Passo 1: Obtenção da corrente de linha 
– Para instalação de um motor: 
 
 
 
 
 
– Instalação de agrupamento de motores (CCM) 
 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de 
Corrente 
• Passo 2: Método de instalação (item 6.2.5.1.2 da NBR 5410 – 2005) 
 
– A1: condutores isolados em eletroduto de seção circular embutido em parede 
termicamente isolante; 
– A2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular embutido em parede 
termicamente isolante; 
– B1: condutores isolados em eletroduto de seção circular sobre parede de 
madeira; 
– B2: cabo multipolar em eletroduto de seção circular sobre parede de madeira; 
– C: cabos unipolares ou cabo multipolar sobre parede de madeira; 
– D: cabo multipolar em eletroduto enterrado no solo; 
– E: cabo multipolar ao ar livre; 
– F: cabos unipolares justapostos (na horizontal, na vertical ou em trifólio) ao ar 
livre; 
– G: cabos unipolares espaçados ao ar livre. 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 2: Método de Instalação 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 2: Método de Instalação 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 2: Método de Instalação 
 
 
 
 
 
Capacidade de 
Condução de 
Corrente 
• Passo 3: Fatores de correção 
 
1. Temperatura ambiente 
(tabela ao lado) 
 
2. Resistividade do solo (não 
iremos considerar para os 
cálculos) 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 3: Fatores de correção 
 
3. Agrupamento de circuitos 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 3: Fatores de correção 
 
3. Agrupamento de circuitos 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 3: Fatores de correção 
3. Agrupamento de circuitos 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 3: Fatores de correção 
3. Agrupamento de circuitos 
 
 
 
 
 
Capacidade de 
Condução de 
Corrente 
• Passo 4: Definição da 
capacidade máxima de 
condução de corrente a 
partir do método de 
instalação e do tipo de 
isolação 
 
 
 
 
 
Capacidade de 
Condução de 
Corrente 
• Passo 4: Definição da 
capacidade máxima de 
condução de corrente a 
partir do método de 
instalação e do tipo de 
isolação 
 
 
 
 
 
Capacidade de 
Condução de 
Corrente 
• Passo 4: Definição da 
capacidade máxima de 
condução de corrente a 
partir do método de 
instalação e do tipo de 
isolação 
 
 
 
 
 
Capacidade de 
Condução de 
Corrente 
• Passo 4: Definição da 
capacidade máxima de 
condução de corrente a 
partir do método de 
instalação e do tipo de 
isolação 
 
 
 
 
 
Capacidade de 
Condução de 
Corrente 
• Passo 4: Definição da 
capacidade máxima de 
condução de corrente a 
partir do método de 
instalação e do tipo de 
isolação 
 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de Corrente 
• Passo 5: Seção mínima dos condutores 
 
 
 
 
 
Limite da Queda de Tensão 
• Para instalações atendidas em baixa tensão: 
 
 
 
 
Limite da Queda de Tensão 
• Para instalações com transformador dedicado ou com geradores próprios: 
 
 
 
 
Limite da Queda de Tensão 
• Durante a partida de motores: a queda de tensão no dispositivo de partida do 
motor não deve ser superior a 10% da tensão nominal. 
• O cálculo da queda de tensão durante a partida do motor deve ser feito utilizando 
a corrente de partida e um fator de potência de 0,3. 
 
 
 
 
 
Limite da Queda de Tensão 
• Seção mínima do condutor: 
 
– Circuitos monofásicos ou bifásicos: (Considerar tensão fase-fase para bifásico) 
 
 
 
 
 
– Circuitos trifásicos: 
 
 
 
 
Limite da Queda de Tensão 
• Queda de tensão (percentual): 
 
 
 
 
 
 %
cos3
1000
100
ffcp
cc
c
VN
senXRLI
V




Limite da 
Queda de 
Tensão 
• Resistência e reatância 
indutiva em condutores 
(valores médios). 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de 
Corrente de Curto Circuito 
• Limitação da seção do condutor: 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de 
Corrente de Curto Circuito 
• Proteção deve atuar antes da capacidade máxima: 
 
 
 
 
Capacidade de Condução de 
Corrente de Curto Circuito 
• Proteção deve atuar antes da capacidade máxima: 
 
 
 
 
Condutor Neutro 
• Circuitos terminais para alimentação de motores são 
compostos somente por fases. 
 
• O dimensionamento de condutor neutro deve ser aplicado a 
situações onde há cargas que demandam o seu uso. 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Se o tempo de atuação da proteção for inferior a 5 s: 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Se o tempo de atuação da proteção for inferior a 5 s: 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Se o tempo de atuação da proteção for inferior a 5 s: 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Se o tempo de atuação da proteção for inferior a 5 s: 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Se o tempo de atuação da proteção for inferior a 5 s: 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Se o tempo de atuação da proteção for inferior a 5 s: 
 
 
 
 
Seção Mínima do Condutor de 
Proteção 
• Seção mínima: 
 
 
 
 
Dimensionamento de Fusíveis 
• Dois métodos: 
 
– Quando se tem conhecimentodo tempo de partida. 
 
 
– Quando não há conhecimento do tempo de partida. 
 
 
 
Dimensionamento de Fusíveis 
• Tempo de partida do motor é conhecido: 
 
– Tempo de fusão virtual (tempo e corrente de partida): Os fusíveis 
devem suportar, sem fundir, o pico de corrente de partida (Ip) durante 
o tempo de partida do motor (Tp). Com os valores de Ip e Tp entramos 
na curva para dimensionar o fusível. 
 
– Ifusivel>=1,2xIc: deve-se dimensionar para uma corrente no mínimo 
20% superior a corrente (Ic) do motor. 
 
 
 
Dimensionamento de Fusíveis 
• Tempo de partida do motor é desconhecido: 
 
 
 
 
 
• Para motores que operam em regime contínuo (S1), a corrente 
nominal do fusível deve ser igual ou inferior ao produto de corrente 
de rotor bloqueado do motor por um fator de multiplicação: 
 
 
 
– : corrente nominal do fusível; 
– : corrente de rotor bloqueado ou corrente de partida; 
– : fator de multiplicação 
 
 
KII rbnf 
nfI
rbI
K
Dimensionamento de Fusíveis 
• Curva tempo X corrente para fusíveis Diazed: 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de Fusíveis 
• Curva tempo X corrente para fusíveis NH: 
 
 
 
 
 
Catálogo WEG – W21 – 2 polos 
 
Catálogo WEG – W21 – 4 polos 
 
Fusíveis Diazed – WEG 
• Consultar catálogo para especificar também: 
– Tampa; 
– Anel de Proteção; 
– Parafuso; 
– Base. 
Fusíveis NH – WEG 
• Consultar catálogo para especificar também a base e o punho. 
Fusíveis NH – WEG - Continuação 
• Consultar catálogo para especificar também a base e o punho. 
Dimensionamento de Relés de 
Sobrecarga 
• Os relés devem ser dimensionados de forma que contenham em sua faixa 
de ajuste a corrente nominal (In) que circula pelo trecho onde está ligado. 
 
• Para motores com fator de serviço (FS) >= 1,15: 
 
 Ir = 1,25*In 
 
• Para motores com fator de serviço (FS) < 1,15: 
 
 Ir = 1,15*In 
 
 
 
Codificação – Relés de Sobrecarga - 
WEG 
 
Relés de Sobrecarga – RW27 - WEG 
 
Relés de Sobrecarga – RW67 - WEG 
 
Relés de Sobrecarga – RW117-1D –
WEG 
 
Relés de Sobrecarga – RW117-2D e 
RW317 - WEG 
 
Dimensionamento de Contatores 
• Para especificar um contator é necessário relacionar além da corrente 
elétrica dos contatos principais: 
– Tensão da bobina ( 24 Vcc ou 24 - 110 – 220 - 380 Vca); 
– Números de contatos auxiliares, especificando contatos NA e NF; 
– Compatibilidade com o relé de sobrecarga; 
– Categoria de utilização. 
– Tensão de isolação. 
 
• Também são encontrados no comércio os seguintes itens de reposição: 
– Bobina; 
– Contatos principais; 
– Bloco de contatos auxiliares. 
 
 
 
Dimensionamento de Contatores 
• Partida direta: 
 
– Com margem de segurança de 15%. 
 
 
 
– Considerar corrente nominal para a 
definição do relé térmico OU do disjuntor 
motor; 
 
 
 
 
 
 
 
ck II 15,11 
Dimensionamento de Contatores 
• Partida estrela - triângulo: 
 
– Com margem de segurança de 15%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
   ckk III 58,015,121 
 ck II 33,015,13 
Dimensionamento de Contatores 
• Partida estrela - triângulo: 
– Para ajuste do relé térmico: 
 
 
– Para ajuste do disjuntor motor: 
 
 
– Dimensionamento do fusível: 
 
 
 
 
 
 
 
diretann II _58,0
3
_diretap
p
I
I 
diretann II _
Dimensionamento de Contatores 
• Partida chave compensadora: 
 
– Com margem de segurança de 15%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ck II 15,11 
ck II  23,015,13
ck II  64,015,12
Dimensionamento de Contatores 
• Partida chave compensadora: 
 
– Para ajuste do relé térmico ou do 
disjuntor motor: 
 
 
 
– Para dimensionamento do fusível: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
diretann II _
2
_ tapII diretapp 
Codificação de Contatores – WEG 
Dimensionamento de Disjuntor 
• Região Térmica: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
– As seguintes condições devem ser satisfeitas: 
 
 
 
 
– é a corrente de projeto do circuito; 
– é a corrente nominal do dispositivo de proteção; 
– capacidade de condução de corrente de condutores energizados, 
conforme condição de instalação (ver norma NBR 5410); 
 
 
 
 
 
  ZN
NB
II
II


2
1
NI
BI
ZI
Dimensionamento de Disjuntor 
• Região Magnética: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
– Para disjuntor com magnético fixo, a 
corrente de atuação do curto 
circuito deve ser superior à corrente 
de partida. 
 
 
 
 
Dimensionamento de Disjuntor 
• Região Magnética: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
– Para disjuntor com magnético ajustável: 
 
 
 
 
nommagnéticoajustepartida III  12_
Dimensionamento de Condutos 
• A taxa máxima de ocupação de um conduto com relação a sua seção 
transversal deve ser de 40% para instalações com 3 ou mais 
condutores carregados. 
 
• Em outra palavras, o somatório das seções transversais dos cabos 
que serão instalados no mesmo conduto deve corresponder, no 
máximo, a 40% da seção transversal do mesmo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de Condutos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de Condutos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de Condutos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercícios 
1. Dimensionar os cabos de cobre com isolação EPR para alimentar 
um motor elétrico trifásico WEG W21,de 50 cv, 220 V, 4 polos. Os 
condutores são instalados em eletrocalha suspensa (método 31). A 
temperatura ambiente é de 40oC e há somente um circuito na 
eletrocalha. A queda de tensão do CCM ao motor na partida é de, 
no máximo, 10% e na operação de 4%. O comprimento do circuito 
é de 90 m. Realizar análise com partida estrela – triângulo e com 
chave compensadora tap 65%. 
 
 
 
Exercícios 
2. Especificar fusíveis e relés de sobrecarga para: 
 
– Motor trifásico W21 de 1cv, 220V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo de 
partida seja de 1s (partida direta). 
 
– Motor trifásico W21 de 10cv, 220V/60Hz, IV pólos, supondo que o seu tempo 
de partida seja de 5s (partida estrela-triângulo). 
 
– Motor trifásico W21 de 100cv, 380V/60Hz, II pólos, supondo que o seu tempo 
de partida seja de 5s (partida compensadora).