Soft Starter

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Maquinas Elétricas e Acionamentos
Chave de Parida Eletrônica
Professor: Rosivaldo
Estudante: Lucas dos Santos Medeiros
Estudante: Johnny Cleiton Silva do Nascimento
Soft Starter
Principais Funções da Soft Starter;
Proteções;
Discrição dos Parâmetros;
Formas de Ligação.
Introdução Eletrônica
O funcionamento básico de qualquer circuito eletrônico baseia-se no controle de tensão e intensidade de corrente elétrica, podendo ser moldadas de forma a que o projetista possa tirar proveito desses parâmetros e configurá-los em oscilação e amplificação até chegar ao resultado final.
Placa da Soft Starter
O que é a Soft Starter?
A Soft Starter é um dispositivo eletrônico que foi criado basicamente para reduzir todo e qualquer esforço mecânico gerado por atrito estático dos dispositivos transmissores e acoplamentos ou junções entre as partes que integram o rotor.
Princípios de Funcionamento
A soft starter funciona basicamente utilizando uma técnica que consiste no intervalo de tempo da partida do motor enquanto este esta recebendo tensão plena da rede através do soft starter.
Utilização Soft Starter
A Soft starter é utilizado basicamente para partida de motores de indução CA, em substituição aos métodos estrela-triângulo, chave compensadora ou partida direta.
Comparação dos Métodos de Partida Motor de Indução 
Partida Direta;
Partida Estrela-Triângulo.
Soft-Start;
Principais Funções da Soft Starter
Kick Start: é aplicado onde as cargas no momento de partida, exige um esforço extra, tendo que aplicar uma tensão maior do que aquela ajustada na rampa de tensão na aceleração;
Limitação da Corrente: SSW fornece ao motor somente a corrente necessária para a carga;
Pump Control: Trata-se de uma configuração pré-definida para sistemas de bombeamento, onde é necessário estabelecer uma rampa de tensão na aceleração e desaceleração.
Redução no Golpe de Ariete: Serve para fazer uma parada suave do motor (Pump Control), reduzindo as chances de ocorrer o Golpe de Ariete.
Principais Funções da Soft Starter
Economia de Energia: Quando ativada, reduz a tensão aplicada aos terminais do motor, ou seja, supre a proporção demanda da carga;
Rampa de Tensão na Aceleração: Através do controle da variação do ângulo de disparo do circuito de potência geram uma tensão gradual e continua na sua saída, crescendo até que chegue a tensão nominal;
Rampa de Tensão na Desaceleração: serve para, gradualmente reduzir a tensão de saída até um valor mínimo de tempo pré-definido;
Parada por Inércia: Levam a tensão de saída instantaneamente a zero fazendo com que o motor não produza nenhum conjugado na carga, que por sua vez, irá perdendo velocidade, até que a energia cinética seja dissipada completamente.
Recursos 
Proteção do Motor: O dispositivo pode dar proteção contra sobrecorrente e subcorrente, também possibilita o ajuste no torque do motor.
Sensibilidade a sequencia das fases: poderá ser configurado para operar somente com as sequencias de fases corretas., protegendo o motor para que não gire no sentido contrario. (por ex: bombas)
Plug-in: é um conjunto de dispositivos externos da soft-starter, como: módulos extras, parâmetros, relé eletrônico, ....
Economia de Energia: serve para fazer testes a vazio reduzindo a tensão, diminuindo as perdas no entreferro do motor, que é a maior perda no motor com baixa carga, tendo uma economia de 50% da potência do motor.
Vantagens X Desvantagens
Vantagens
Partida e parada suave;
Redução da corrente de partida em até 60%;
Proteção do motor contra sobrecarga sem acessórios adicionais;
Aumenta a vida útil dos redutores, correias e acoplamentos;
Redução da manutenção;
Permite a leitura de grandezas; (tensão,...)
Vantagens X Desvantagens
Desvantagens
Dissipação de potência;
Sensibilidade e surtos de tensão;
Possibilidade de Interferência magnética;
Produção de distúrbios harmônicos no momento da partida;
Necessita de proteção especial no alimentador;
Pouca resistência contra curto-circuito na carga acionada.
Características
Ajuste da tensão de partida por um tempo pré-definido;
Pulso de tensão na partida para cargas com alto conjugado de partida;
Redução rápida de tensão a um nível ajustável, (redução de choques hidráulicos em sistemas de bombeamento, como: Golpe de Ariete);
Proteção contra falta de fase, sobre-corrente e subcorrente, etc.
Proteções
Para que se possa proteger a soft starter de qualquer distúrbio ou falha, há a necessidade de que se faça o estudo das proteções necessárias. 
Fusíveis ultrarrápidos gR
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Categorias de Proteção
 Proteções programaveis de sobretensão e subtensão da rede, desbalancieamento de tensão entre as fases da alimentação;
 Proteções programáveis sobrecorrente e subcorrente do motor, desbalanceamento de corrente entre as fases do motor;
 Classes térmicas programáveis até classe 45 para motores de grande porte com salvamento em EEPROM mesmo com queda na alimentação da eletrônica.
1. Falta de Fase
Detecta falha e falta de fase na entrada. Quando atuada, acende o led correspondente, comuta o relé de falha e inibe-se o disparo dos tiristores. Sinaliza se ocorrer tanto falta de fase na entrada como na saída, como também falha interna que ocasione falta de corrente em uma das fases.
Em caso de motor sem carga, desacoplado, tanto no método de supervisão de tensão como no de corrente esta proteção pode não atuar, já que num caso o motor gera tensão nominal na fase faltante (sem carga) e no outro caso a corrente é muito baixa e a detecção é feita por comparação entre as fases. Sabendo disso, o motor não irá acionar.
2. Curto-Circuito 
Atua caso ocorra uma corrente instantânea de valor 8 vezes a nominal do soft starter. Neste caso, acende o LED correspondente, inibe-se os disparos e comuta-se o relê de indicação de falha. Esta proteção não dispensa o uso de fusíveis ultra-rápidos para proteção dos tiristores, já que as condições de curto-circuito variam, dependendo da impedância da rede, podendo atingir valores elevados de corrente. Neste caso, o fusível pode atuar primeiro, protegendo mais adequadamente os tiristores. 
3. Sobre Corrente
Esta proteção é ajustável, de 70 a 120% da corrente nominal. Atua após 10 segundos de sobrecarga, acendendo o LED correspondente, comutando o relé de falha e inibindo-se o disparo dos tiristores. Essa função, que deve estar presente em toda chave soft starter, sinaliza a ocorrência de sobrecarga acima dos níveis ajustados. 
4. Sobre Temperatura 
Uma chave bem projetada possui um sensor térmico nos dissipadores de calor dos tiristores. Caso ocorra elevação da temperatura, ocorrerá a indicação da falha no LED vermelho correspondente, inibição do disparo dos tiristores, e a comutação do relé de indicação de falha. 
Proteções
Proteção do Sistema Controle na Energização: 
As principais características do motor são monitoradas de acordo com a configuração do soft starter, essas características são monitoradas através da tensão de partida, caso exista algum problema, alguma alteração indesejada na corrente de cada fase, o soft starter interrompe a tensão, protegendo assim o motor.
Vn =Tensão nominal
Vp =Tensão de partida
Tr =Tempo de rampa de energização
Para que a partida do motor ocorra de modo suave, o usuário deve
parametrizar a tensão inicial (Vp) de modo que ela assuma o menos valor possível
suficiente para iniciar o movimento da carga. A partir daí, a tensão subirá linearmente
segundo um tempo também parametrizado (tr) até atingir o valor nominal.
Para que a partida do motor ocorra de modo suave, o usuário deve parametrizar a tensão inicial (Vp) de modo que ela assuma o menos valor possível e suficiente para iniciar o movimento da carga. A partir daí, a tensão subirá linearmente segundo um tempo também parametrizado (tr) até atingir o valor nominal. 
Vn =Tensão nominal
Vp =Tensão de partida
Tr =Tempo de rampa de energização
Proteções
Controle
de Desenergização
Ao contrário do controle de energização, esse controle administra, através do mesmo princípio do controle da energização, o tempo de desenergização. Esse tipo de controle visa sempre trabalhar com a melhor performance possível do equipamento a ser controlado.
Vn = Tensão nominal
Vt = Início da desenergização
Vz = Tensão de parada do motor
Tr = Rampa de desenergização
Na frenagem, a tensão deve ser reduzida instantaneamente a um valor
ajustável (Vt), que deve ser parametrizado no nível em que o motor inicia a redução da
rotação. A partir desse ponto, a tensão diminui linearmente (rampa ajustável (tr)) até a
tensão final Vz, quando o motor parar de girar. Nesse instante, a tensão é desligada.
Na frenagem, a tensão deve ser reduzida instantaneamente a um valor ajustável (Vt), que deve ser parametrizado no nível em que o motor inicia a redução da rotação. A partir desse ponto, a tensão diminui linearmente rampa ajustável (tr) até a tensão final Vz, quando o motor parar de girar. Nesse instante, a tensão é desligada. 
Vn = Tensão nominal
Vt = Início da desenergização
Vz = Tensão de parada do motor
Tr = Rampa de desenergização
Principais Características de Controle da Soft-start
Controle simples de um motor DC em ambos os sentidos de rotação;
Comutação confiável de cargas DC;
Corrente nominal de 10A, inrush 20A;
Aceleração e desaceleração ajustável ​​(0 … 4 s);
Proteção de saída robusta contra curto-circuito, sobretensão e superaquecimento;
Status e indicação de erro por LED;
Alimentação 12 – 24 V DC;
Design compacto e compatível com Trilho DIN.
Discrição Do Display
 Parâmetros
Visualização ou Alteração de Parâmetros
Todos os ajustes da Soft Starter podem ser feitos através de parâmetros. 
Os parâmetros são indicados no display através da letra P seguida de um número.
 Display piscante (situações): 
 -Tentativa de alteração de um parâmetro não permitido;
 -Soft-starter na situação de erro.
Discrições dos Parâmetros
Para facilitar a discrição os parâmetros foram agrupados por tipos.
Parâmetro de Leitura: Variações que podem ser visualizadas no display, mas não podem ser alteradas pelo usuário.
Parâmetro de Regulação: São os valores ajustáveis a serem utilizados pelas funções da soft-start. 
Parâmetro de Configuração: Definem as características da soft-start, ou seja, funções a serem executadas, bem como as funções da entrada e saída do cartão de controle.
Discrições dos Parâmetros
Parâmetro do Motor: São as especificações do motor;
Parâmetro das Funções Especiais: Inclui os parâmetros das funções especiais;
Parâmetro de proteção: São parâmetros relacionados com o tempo e o nível de atuação das proteções do motor.
PADRÃO DE FÁBRICA
 
Parâmetros padrão de fábrica são valores pré definidos com os quais a soft- starter sai programada de fábrica. O conjunto de valores é escolhido de modo a atender o maior número de aplicações , reduzindo ao máximo a necessidade de reprogramação durante a colocação em funcionamento. Caso necessário o usuário pode alterar individualmente cada parâmetro de acordo com a aplicação. Em qualquer momento o usuário pode retornar todos os parâmetros aos valores padrões de fábrica. 
Parâmetros
Formas de Ligação
Good job!
Tipos de Ligações da Soft Starter ao Motor
Padrão (3 Cabos)
Na ligação padrão (3 cabos) o motor pode ser conectado tanto em ligação (estrela) como em ligação (delta).
Formas de Ligação
Ligação Direta
Essa forma de ligação é feita em série entre a soft starter e a carga. A conexão pode variar, exigindo a instalação de contatores, fusíveis e relés de sobrecorrente, auxiliares na manutenção da segurança de um sistema com alta instabilidade.
Chave de partida soft-starter ligada diretamente a um motor
Ligação com Contator em Paralelo
O uso de contator em paralelo serve para redução de perdas que ocorrem no soft starter enquanto o motor a ele associado permanecer em funcionamento. Isso torna mais eficiente o dispositivo, evitando aumento no consumo de energia com sua utilização.
Ligação do soft starter com um contator em paralelo terá uma eficiência e consumo reduzido.
Formas de Ligação
Soft Starter dentro do Delta do Motor
Na ligação dentro do delta do motor (6 cabos), o motor somente pode ser conectado em delta.
Diagrama de Bloco Soft Start
Através do ângulo de condução dos tiristores, a tensão na partida é reduzida, diminuindo os picos de corrente gerados pela inércia da carga mecânica.
Um dos requisitos do soft-starter é controlar a potência do motor, sem alterar sua frequência. Para que isso ocorra, o controle de disparo dos SCRs atua em dois pontos: controle por tensão zero e controle de corrente zero.
O circuito de controle deve temporizar os pulsos de disparo a partir do último valor de zero da forma de onda, tanto da tensão como da corrente. O sensor pode ser um transformador de corrente que pode ser instalado em uma única fase ou um para cada fase.
Ligação de Tiristores (SCR)
Tiristor (SCR)
Aplicações da Soft Starter 
Químico e Petroquímico
Ventiladores / exaustores;
Bombas centrífugas;
Bombas dosadores / processo centrífugas;
Agitadores / misturadores;
Compressores;
Extrusoras de sabão.
Papel e Celulose
Bombas dosadoras;
Bombas de processo;
Ventiladores / exaustores;
Agitadores / misturadores;
Filtros rotativos;
Fornos rotativos;
Esteiras de cavaco.
Campo de Aplicação
Indústria;
Atuadores Lineares;
Automação de embalagem, por exemplo, transportadores;
Válvulas pneumáticas e hidráulicas;
Bombas de refrigeração;
Frigideiras basculantes na cozinha industrial;
Todo o tipo de crítica comutação DC load;
Automação predial;
Persianas com motores DC.
Inversor de Frequência
É um tipo de controlador que tem a função de acionar um motor elétrico e ao mesmo tempo variar a frequência e a tensão que é fornecida ao motor com o objetivo de controlar a sua velocidade e potência consumida.
Principio Básico do Inversor de Frequência
Os inversores utilizam a conversão CA-CC e por fim em CA novamente. Os inversores podem dividida em três partes, sendo a primeira para o tipo de retificação de entrada, a segunda para o tipo de controle do circuito intermediário e a terceira para a saída. Em uma segunda parte iremos comentar sobre esta divisão e suas siglas como: CSI, PAM, PWM/VVC e etc. Independentemente do tipo da pulsação, temos agora uma tensão CC em nosso circuito intermediário e deveremos transformar em tensão CA para acionar o motor AC. 
Soft-Start X Inversor de Frequência
 Soft Starter
Composto por Tiristores (SCRs);
Substitui partidas como estre triangulo, chave compensadora e partida direta;
Parida suave de motores (controle somente na partida do motor);
Proteção do sistema e contra choque elétrico;
Possibilita controlar a partida de mais de um motor.
 Inversor de Frequência
Composto por transistores (IGBTs);
Substitui o Soft Starter;
Usado para controlar a partida, aceleração, frenagem e a velocidade;
Proteção contra falta de fase e sobrecarga;
Possibilita controlar a partida de apenas um motor.
Fim do Jogo!
Agradecemos ao Professor e a Turma!