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UFAC - UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE CCET – CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS BACHARELADO EM ENGEHARIA ELÉTRICA LAB. DE MÁQUINAS ELÉTRICAS RIO BRANCO - AC DICENTES: Jadson Santos Silva Estudante de Eng. Elétrica oitavo período. João Paulo Silva Wiciuk Estudante de Eng. Elétrica oitavo período. Josilence Claret Ramos Arancibaia Estudante de Eng. Elétrica oitavo período. Lucas Costa Vichinsky Estudante de Eng. Elétrica oitavo período. DOCENTE: Prof.º Dr. º Diodomiro Baldomero Luque Carcasi Prof.º efetivo do curso de Eng. Elétrica -UFAC com pós- doutorado e doutorado em máquinas elétricas. MONITORES: Vitor Onofre Monitor da disciplina Waldemar (?) Monitor da disciplina Relatório referente ao experimento de ligação direta da disciplina de laboratório de máquinas elétricas. SUMÁRIO: Resumo...................................................................................................1 Abstract...................................................................................................1 1. Marco teórico...................................................................................1 1.1. Motor Trifásico........................................................................1 1.2. Técnicas de Controle................................................................1 1.2.1. Controle Linear...............................................................1 1.3. Balanço de potência para um motor............................................2 2. Marco Técnico..................................................................................2 2.1. Componentes.........................................................................2 2.1.1. Disjuntores....................................................................2 2.1.2. Contactores...................................................................2 2.1.3. Outros Dispositivos.........................................................2 2.2. Partida direta..........................................................................3 3. Experimentação...............................................................................4 3.1. Sobre a montagem..................................................................4 4. Referências Bibliográficas..................................................................4 5. Anexos de Imagens..........................................................................4 Resumo: Motores de corrente contínua são utilizados com frequência no cotidiano de muitas pessoas, entender o seu funcionamento e como realizar sua partida é fundamental para o âmbito da Engenharia Elétrica. Este relatório está direcionado à mais básica das partidas do motor elétrico trifásico: a partida direta. Abstract:DC current motors are used frequently in peoples routine, understand how it works and how we make it works its essential for Eletrical Engineering. This study is direct to the most basic of the motor starts: the direct start. 1-MARCO TEÓRICO 1.1 – Motor Trifásico Os motores trifásicos de indução são amplamente utilizados na indústria. A construção dessas máquinas possibilita que os enrolamentos do estator sejam conectados em ligação Δ ou ligação Y. Cada uma destas ligações apresenta diferentes características de tensão e corrente que podem ser melhor aproveitadas em cada etapa do funcionamento de um motor, controlando melhor parâmetros como potência consumida ou injeção de harmônicas na rede elétrica. Este trabalho faz parte de um conjunto de relatórios que trata das técnicas de chaveamento que possibilitam a mudança de ligação Δ para Y, com interesse principal no controle de potência consumida por motores elétricos trifásicos de indução. Aqui é discutida a primeira e mais básica técnica de chaveamento: partida simples com conexão estrela. 1.2 – Técnicas de controle Controlar os motores no começo do século XIX era algo muito complicado. Devido aos avanços da eletrônica e a adoção de técnicas de controle mais robustas, o controle dele se tornou mais simples e mais completo. A técnica de controle utilizada para este caso se chama de técnica de controle linear. 1.2.1 – Controle Linear A maior dificuldade existente hoje em dia no âmbito da engenharia é definir a maneira que as coisas devem trabalhar, para isso é necessária uma matemática mais avançada e técnicas de filtragem mais robustas. O controle linear ou também chamado de controle analógico interveio nessa área com os filtros analógicos. As técnicas de controle mais robustas permitiram que em casos mais específicos os motores pudessem ser utilizados de forma mais sensata, como por exemplo, em uma esteira que faz o carregamento da bagagem de um avião, existe um motor trifásico que provavelmente está ligado a um filtro passivo com o intuito de manter a velocidade constante. Essas técnicas são mais elaboradas, porém ainda não são as mais eficientes. Em casos mais onde é exigida uma eficiência maior, ainda são necessárias técnicas de controle mais robustas. 1 1.3 – Balanço de potência de um motor O balanço de potência para todo motor é igual, seja ele monofásico, de gaiola, de indução ou trifásico. Portanto, podemos definir o balanço de potência como sendo: Fig. 1 – Balanço de potência para o motor. (Fonte: Acervo pessoal.) I. Da linha pontilhada para a esquerda as grandezas são elétricas, isso significa que neste ramo, são caracterizadas perdas elétricas; II. II. Da linha pontilhada para a direita as grandezas são mecânicas, assim interpretando que suas perdas também são mecânicas; III. No centro da linha pontilhada é exatamente onde as grandezas mecânicas e elétricas atingem o mesmo valor. 2 – Marco Técnico Até aqui já foi explicado e definida muita coisa, porém ainda existe a parte técnica a ser abordada. Dentro da parte técnica nós vamos abordar como é feita a ligação e o por que é feita a ligação. E o que são alguns dos componentes que nós utilizaremos. 2.1 – Componentes A ligação depende de alguns componentes fundamentais: vamos dividi-los em dois: os disjuntores e os contatores. Também podemos citar alguns elementos adicionais na ligação, porém não tão fundamentais quanto esses. 2.1.1 – Disjuntores Os disjuntores possuem como função chavear o circuito, ou seja, definir quando ele irá ligar ou não. Segundo a lógica, o disjuntor é uma chave de segurança, que serve como proteção para o circuito caso alguma outra coisa não seja ligada de maneira correta. 2.1.2 – Contatores Os contatores são elementos utilizados para tornar mais prática a ligação entreas entradas do motor e o comando do mesmo. É importante ressaltar que os contatores possuem um elemento de segurança, um botão no centro que quando pressionado solta o circuito dos contatores, deixando o circuito aberto. Ele também possui uma entrada normalmente aberta que é utilizada para ligar os elementos adicionais de controle. 2.1.3 – Elementos adicionais Agora vamos falar de alguns elementos que utilizamos no laboratório, mas que na vida real podem ou não ser utilizados. 2 Os botões de controle são utilizados para definir quando o motor é ligado ou desligado. Em aplicações industriais este elemento é interessante, pois decide quando a máquina deve operar ou não. O botão de emergência serve para caso a pessoa que esteja operando a caixa de comandos tome um choque possa desligar. De maneira resumida é uma medida de segurança. As lâmpadas coloridas têm como função principal definir quando o motor está ligado ou não. Caso o montador queira uma maior segurança ainda ele pode colocar Todos esses elementos estão relacionados a parte de controle do motor e em aplicações mais técnicas são fundamentais. 2.2 – Partida direta Na partida direta o motor recebe a alimentação trifásica diretamente da rede sofrendo interferência somente dos dispositivos de secionamento (disjuntores e contatores). Ela deve ser utilizada nos seguintes casos: baixa potência do motor, para evitar perturbações extremas na rede devido ao pico de corrente, quando não necessita de aceleração nem de frenagem e em uma partida com baixo custo. Essa ligação é considerada a ligação mais simples dentro do nosso estudo. Seu funcionamento é descrito nos diagramas abaixo. Fig. 2 – Diagrama de Ligação de potência simplificado da ligação direta. (Fonte: Acervo Pessoal) Tensão Trifásica Entrada da Caixa de comando Disjuntor Entrada da Caixa de comando Contactor Disjuntor Entrada da Caixa de comando Motor Trifásico Carga 3 3 – Experimentação Durante a experimentação os integrantes do grupo se utilizaram ferramentas básicas junto com a bancada de potência para realizar a montagem do quadro de força. Utilizamos alguns materiais básicos como os bornes e os fios para realizar a montagem, junto com uma fita isolante para manter os fios unidos. Como ferramentas de trabalho utilizamos as chaves de fenda e os alicates. 3.1 – Sobre a montagem A montagem foi de fato divertida e se mostrou interessante. Apesar de obtermos um erro na hora de ligar a parte de comando do circuito, o motor ligou normalmente, o que denota que devemos ter uma maior atenção quanto as ligações de controle. 4 – Conclusão Para entrar de cabeça na área de motores é interessante saber o básico sobre ligações de motores e como implementar fisicamente. As aulas de laboratório são importantes por causa desse aspecto. Apesar dos erros obtidos durante a montagem, o crescimento profissional dos alunos perante ao meio só tende a aumentar, experimentos assim nos aproximam do âmbito da engenharia elétrica e fortalecem nosso amor pela área. Erros fortalecem nosso aprendizado, estamos aqui para errar é pior errar dentro do mercado de trabalho. 5 – Referências Bibliográficas [1] P.P.M. Everton, 10 Tipos de Partida de Motores Elétricos; 6 - Anexo de Imagens Fig. 3 – Quadro montado para a ligação direta (relé térmico incluso) Fig. 4 – Quadro montado com diagrama de controle para o motor trifásico. 4 Fig. 5 – Quadro pronto e em funcionamento. Fig. 7 – Diagrama de potência e comando para a ligação direta. Fig. 6 – Alunos montando o quadro. 5
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