Livro Acionamentos Elétricos 63 a 120

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I
I
I
o numero de p6los e sempre urn multiplo de dois e considerando a 
frequencia de 60 Hz da rede, femos as seguintes numeros de rotayao para 
motores assincronos: 
Niimero de palos Rota~ao 
2 polos 3600 rpm 
4 p610s 1800 rpm 
6 p610s 1200 rpm 
8 p6los 900 rpm 
10 p610s 720 rpm 
Tabela 2.4 - Rotol;ao dos motores com re/al;QO ao n~mero de p%s. 
o usa de motores com mais de seis p6los e bastante raro, e a sua 
aquisiyao deve ser feita sob encomenda. Devido a produyao em um numero 
muito pequeno, quanto maior 0 numero de p6los do motor, maior e 0 seu 
pre<;:o. 
2.6.11 - Sentido de rota-;;:ao : 1 
I 
A mudanr;a no sentido de rotar;ao de motores trifasicos e bastante I 
simples. Basta inverter duas fases, como mostra a figura seguinte, nao 
importando qual das tases sera trocada. I 
1 
LlL2L3 LlL2L3 
Figura 2.23· Inversao do sent/do de rotal;ao de um motor de indw;ao trifasico. 
• "!:,.",.""" .. "" .. ", .. ". ~~~~r~~ ~r:f~~~c~~.".,."" .. ,., ... """.,. ,e.'.:, 
Jj~;c ... ~·'-"'- l,."'.:I:"i''''.-
_.. _-~ -- ......~,.,. .. 
~~---~ .....~~_., ..". <' -, - - - - -
'~~ . 
2.6.12 - Grau de prote~o de motores(IP) 
A carca<;:a faz 0 papel do involucra de prote<;:ao do motor ou, mais 
precisamente, do conjunto estator-rator. A exigencia do grau de (Prote~ao 
Intrinseca) (lntrisic Protection, em ingles = prote<;:ao propria do dispositivo) 
depende diretamente do ambiente no qual 0 motor e instalado. 
Urn motor instalado ao tempo, sujeito a sol e chuva, deve exigir urn grau 
de proteyao superior a urn motor instalado no interior de uma sala limpa e seca. 
Os ambientes considerados agressivos para motores sao aqueles com presen<;:a 
de po, poeira, fibras, particulados etc. Assim como os ambientes molhados ou 
sujeitos a jato de agua sao considerados agressivos. 
A carcaya, como involucro, deve oferecer eficaz prote<;:ao ao motor no 
meio em que ele opera. A NBR 6146 estabelece diversos graus de proteyao 
para os involucros eletricos. Em geral, 0 grau de prote<;:ao dos motores eletricos 
e normalmente expresso em dois digitos. 0 primeiro indica prote<;ao contra 
corpos s6lidos; 0 segundo digito indica prote<;ao contra agua. 
:i Digito Indica~ao do primeiro digito 
H 
Nao e protegidoI
I
I 
° 
1 Protegido contra objetos s6lidos maiores que 50 mml: 
r 
,; 
2 Protegido contra objetos s6lidos maiores que 12 mm 
3 Protegido contra objetos s6lidos maiores que 2,5 mm 
4 Protegido contra objetos s61idos maiores que 1,0 mm 
5 Protegido contra poeira prejudicial <10 motor 
6 Totalmente protegido contra poeira 
Tabela 2.5 - Primeiro dfgito do grau de prote<;ao dos motores. 
~ . 
1:, .1:1 
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I
Digito Indica~ao do segundo digito 
o Nao protegido 
1 Protegido contra quedas verticais de gotas de agua 
2 Protegido contra queda de gotas de agua para uma inclina<;ao maxima de 150 
3 Protegido contra agua aspergida de um anguJo de 60 0 na vertical (chuva) 
4 Protegido contra proje<;6es de agua de qualquer dire<;f\O 
5 Protegido contra jatos de agua de qualquer dire<;ao 
6 Protegido contra ondas do mar ou de agua projetada em jatos potentes 
7 Protegido contra imersao em agua, sob condi<;6es definidas de tempo e pressao 
8 Protegido contra submersao continua em agua, nas condi<;6es especificadas pelo 
fabricante 
Tabela 2.6 - Segundo digito do grau de protec;ao dos motores. 
Os motores de indw;:ao tnfasicos totalmente fechados para aplica<;:ao 
normal sao fabricados, normalmente, com os seguintes graus de prote<;:2to: 
•� IP54 - prote<;:ao completa contra toque e contra acumulo de poeiras 
nocivas. ProteyaO contra respingos de todas as direyoes. Sao 
utilizados em ambientes muito empoeirados. 
•� IP55 - proteyaO completa contra toque e acumulo de poeiras nocivas. 
Prote<;:ao contra jatos de agua em todas as dire<;:oes. Sao utilizados nos 
casos em que os equipamentos sao lavados periodicamente com 
mangueiras. 
•� IP(W)55 - identico ao IP 55, porem sao protegidos contra intem-
penes, chuva e maresia. Sao utilizados ao ar livre. Tambem denomi-
nados motor de uso naval. 
Os motores de tnduc;:ao trlfaslcos abertos para apllca91!'\o normal sao 
fabrlcados, quase sempre, com grau de prote9ilo IP 21. Sl!'\o protegldQ5 contra 
toque com os dedos e contra corpos estranhos s611dos com dlmensao aclma de 
12 mm (2). Tambem apresentam protec;:ao contra pingos na vertical (1). 
A NBR 5410 considera que os motores para aplicayoes normais devem 
operar adequadamente em temperatura ambiente de ate 40° C e em altitudes de 
ate 1000 m. 
A seguir veja uma placa de um motor com todas as suas caracteristicas: 
II � Motores Trifasicos e·:.�
•................................................................................. � 
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RENDiMENTO ' tJIlRrn4I 
- '3 90l 03/99 FB90702I 
I ;gE~~ool~ :-60-· 'loJ N kl~.CV) - 2.2(3:0)I::t I730 I~ 115 I~B tit 'K "p,~, t>:7 lip!)&;j 220/380/440 V I 8,40/4.86/4,20 A! 
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"h6 4 ~4 96 6\.4 y6i'6~4! O';8)9y O"8X9~7 ~ "~6~9~7. '.6b9 '\7 ~ ~2 ,3 1 ~->2,3 1 '<f 1)2,3>''' r.'2?.J ~1 . 
LlL2U lIl2U LlL2l.) LlL2l.3 
. yc..~. '(y :~ 
,Y·.ONlY~f ~1'AA1l)I. 
f~l - 6205·ZZ A BASE DE uno 1
'Ill ' Kg
e':J- 6204-ZZ, 
::J 
,.. PNCEE 
T) 
.Ji.... REND.%= 85.5% C€
::.5J '"IJ.-li'n;::l cosq> 0.81 
Figura 2.24 - Dados de placa de um motor trifasico. 
2.6.13 - Motores a prova de explosao 
(
,
, Devem ser utilizaclos ern areas classificaclas, onde se trabalha com 
, 
materiais inflamaveis de alto risco, como combustiveis, ou locais onde haja 
perigo de explosao devido a presen<;:a de gases altamente inflamaveis, como 
tuneis de armazens. Esses motores devem suportar esforc;:os mecanicos, pois 
qualquer dano na isolac;:ao pode ocasionar acidentes de grandes propon;6es. 
Sao dimensionados com carcac;:a e estrutura altamente robustas, juntamente 
com todos os elementos: parafusos, juntas etc., compativeis com os esfor<;:os 
, i 
, ' aplicados. As vedac;:6es devem ser impecaveis, pois uma pequena faisea pade 
detonar uma explosao. Sao fechados com ventila<;:ao extelJ1a, com tampas e eaixa 
de ligac;:ao refon;:adas. Seu controle de produc;:ao e qualidade e muito rigoroso. ' 
2.6.14 - Formas construtivas 
Para a eonstruc;:ao de um motor, um dos itens mais importantes e a 
maneira de fixac;:ao, que e feita de acordo com 0 projeto mecanico da maquina 
a ser acionada. A norma brasileira, baseada na lEe, define as seguintes formas, 
identificadas pelas letras 1M (de International Mounting System), seguidas de 
uma letra e um ou dois numeros caracteristicos. A figura 2.25 apresenta as 
principais formas construtivas dos motores: 
.::.G ~~i~~~~~~t~~ .~I:~r~~~s ~ 
Fonnas construtivas NBR 5031 / DIN lEe 34 a 
u ~ ~ ~ ~ ~ 
IMB3 IMB6 1MB? IMB8 IMV5 IMV6 
1[] ~ ~ =tnQ g� 
1M 135 IMVl IMV3 IMB9 IMV8 IMV9 
IMBl4 IMV18 IMV19 IMB35 1MB34� 
Figura 2.25 - Formas construtivQs dos motores.� 
2.7 - Perdas no motor 
As perdas que ocorrem num motor dividem-se em quatro diferentes tipos: 
• Perdas eletricas 
• Perdas magneticas 
• Perdas medmicas 
• Perdas parasitas 
Perdas eletricas sao do tipo {R}, aumentam acentuadamente com a 
carga aplicada ao motor. Essas perdas, por efeito Joule, podem ser reduzidas, 
aumentando a se<;:ao do estator e dos condutores do rotor. 
II Motores Trifasicos e·:.III . 
As perdas magneticas ocorrem nas laminas de ferro do estator e do 
rotor devido ao efeito de histerese e as correntes induzidas (neste caso, 
correntes de Foucault), e variam com a densidade do £luxo e a freqUencia. 
Podem ser reduzidas por meio do aumentoda sec;:ao do ferro no estator e rotor, 
com 0 usc de laminas delgadas e 0 melhoramento dos materiais magneticos. 
As perdas medinicas ocorrem devido a fricc;ao dos rolamentos, 
ventilac;:ao e perdas pela oposic;:ao do ar. Podem ser reduzidas, usando rolamen-
tos com baixa fricc;:ao e com 0 aperfeic;:oamento do sistema de ventilac;:ao. 
As perdas parasitas sao resultado das fugas do fluxo, distribuic;ao de 
corrente nao-uniforme, imperfei<;:6es medmicas nas aberturas para escoamento 
do ar e irregularidades na densidade do fluxo do ar ao ser escoada pelas 
aberturas. Podem ser reduzidas com a otimizac;ao do projeto do motor e ainda 
de uma produc;:ao ou fabrico cuidadoso. . 
Apresentamos seguidamente a distribuic;:ao das perdas no motor. As 
perdas parasitas nao sao representadas por terem urn valor insignificante. 
I.I'i Perdas 
7% mecanicas 
I:l Perdas 
magmHicas 
o Perdas 
eletricas no 
estator 
o� Perdas 
eletricas no 48% 
rotor 
Figura 2.26 - Distribuir;QO das perdas nos motores. 
2.8 - Conexao dos enrolamentos 
Nos circuitos trifasicos existem dois tipos de configura<;:ao (ligac;:ao) tanto 
para geradores e transformadores como para cargas: ligac;:6es em estrela (Y) e 
em triangulo ou delta (.6..) . 
.:e ~~i~~~~~~t~~ .~I:~r~~~s	 ~
 
)� 2.8.1 - Configura<;ao em estrela (Y) 
Nesse tipo de liga<;:ao, as terminais Fl> F2 e F3 sao ligados em um ponto 
interno eomum (0 - tambem denominado de neutro) e os terminais 1, 2 e 3 das 
partes iniciais 51, 52 e 53 dos enrolamentos Hearn aeessiveis para a eonexao da 
earga (3 ¢ - 3 Hos). 
1 
3 2� 
Figura 2.27 - Liga~ao dos enrolamentos em estrela.� 
Mais eomumente, essa liga<;:ao pode ser representada por (3 ¢ - 4 Has): 
A 
N� 
B� 
c 
VUnha (VL au VAU) = v3 . V FdSC (VF au VAN)� 
IUllhn (ILl ~, 11'0'" (Id� 
Figura 2.28 - Liga~ao dos enrolamentos em estrela com quatro fios. 
•� A eonexao estrela se earacteriza por ter tens6es de fase diferentes das 
de linha. 
•� As tens6es entre os terminais 1, 2 e 3 em relac;ao ao neutro 
correspondem as tens6es de fase do gerador (VFou VAN), au seja, VFl> 
VF2 e VF3 . As tens6es entre dois terminais 1-2, 2-3 e 3-1 eorrespondem 
as tens6es de linha (VL ou VAS) do gerador, ou seja, VU2 , VL23 e VL31 . 
II � Motores Trifflsicos e :..
•................................................................................. � 
--
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j� til! 
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I� 
•
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,i \, Vp1 
I
i , 
I,� 
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III
" ~	 -VF3 
, I 
, I 
\ I 
, I 
\ I 
, I 
\ I 
\ 
Vl23 
I� 
..
..•
Figura 2.29 - Representa<;do gr6.fica das tensoes no enrolamento. 
..
till
.. 
VU2 = VF1 - VF2 = .J3 VF L. 30° 
•~ 
VL23 = VF2 - VF3 = .J3 VF L. -90° 
VL31 = VF3 - Vn = .J3 VF L.150° 
2.8.1.1 - Vantagens da liga~ao estrela 
•� Duas tens6es diferentes para a carga 0lLeVF)j 
•� A corrente no condutor neutro ea soma fasorial das correntes de linha: 
se a carga e equilibrada (tres impedancias iguais), a corrente no neutro 
e nula (neste caso em particular nao e necessaria instalar a neutro, 
porem e recomendado devido a sua fun<;:ao ser de prote<;:ao a cargas 
desequilibradas). Caso contnlrio, 0 neutro e necessario para cargas 
desequilibradas (e usualmente ligado ao terra), ou seja, conectando urn 
dos cabos de cada sistema monofasico a urn ponto comum aos tres, as 
fres fios restantes formam urn sistema trifasico em estrela, como na 
figura 2.30, ondetemos urn quarto cabo ligado ao ponto comum das 
tres fases. ! 
·::.8� ~~i~~~~~~t~~.~I~~r~~~s •.•..•.••••.••..•••...•••.. ~ 
v 
(a) (b) (c) 
Figura 2.30 - Conexiio dos enrolamentos em estrela. 
Analisando a ligac;ao anterior, verificamos que: 
•� A corrente de cada fio da linha e a mesma corrente da fase que esta 
ligada, ou seja, IL==IF. 
•� A tensao entre dois cabos quaisquer do sistema trifasico e a soma 
grafica das tensoes das duas fases as quais estao ligadas, ou seja: 
VL = Vf. .J3 
2.8.2 - l..iga~ao em triangulo 
Nesse tipo de ligac;:.ao, sempre e ligado 0 princlplo de um enrolamento 
com 0 final do enrolamento subseqi.iente, conforme a figura 2.31. 
A 
IL:i 
_B__-7I<----=,=""'>__3L-_-+'OTlI06't-_--'\ 1 
Figura 2,31 . Liga~iio dos enrolamcntos em triCingulo. 
A partir dessa liga<;a.o podemos descrever graficamente as tensoes 
aplicadas nos enrolamentos. 
•~	 ~~:~r~~ .~r:f~~~c~.s e.·.:' ,� 
.~ ~I 
"-"4 
.. ;z<: 
1L3 
I ,� 
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I 
I 
Figura 2.32 - Representac;do grafica das tensoes nos enrolamentos dos motores. 
Assim teremos: 
Se a carga for desequilibrada, as correntes de Iinha serao diferentes em 
modulo e/ou em fase, ou seja: 
Considerando tensoes/correntes de fase, as tens6es e correntes de cada 
um .dos tres sistemas monofasicos considerados sao indicadas por Vf e If. Se 
Iigarmos os tres sistemas monofasicos entre si, como indica a figura seguinte, 
podemos eliminar tres [jos, deixando apenas um em cada ponto de liga9ao e 0 
sistema trifasico fica reduzido a tn3s condutores; U,V e W. 
A tensao entre dois quaisquer desses tres Has chama-se tensao de linha 
(VI) que e a tensao nominal do sistema trifasico. A corrente em qualquer um dos 
tios chama-se corrente de Iinha (II). 
(a) (b) (e) 
I!! Figura 2.33 - Conexdo dos enrolamentos em tridngulo. 
i ~ 
j' : 
! ii . 
1'1,. Examinando a liga<;ao, observamos que: 
.: ..e IIAcionamentos Eletrieos .
.................................................................................• � 
• A cada carga e aplicada a tensao de linha VI que e a propria tensao do 
sistema monofasico, ou seja, V1=Vf. 
•� A corrente em cada cabo de linha, ou corrente de linha, e a soma das 
correntes das duas fases ligadas a esse cabo, ou seja, IL=IFI +IF3, 
como as correntes estao defasadas graficamente IL=IF x .J3 . 
Tambem existem outros tipos de conexoes de enrolamento estudados em 
seguida: 
2.8.3 - Partida serle paralelo 
Nessa partida, 0 motor parte com tensao reduzida em suas bobinas. A 
chave serie paralelo proporciona uma reduyao de corrente de 25% do seu valor. 
Sua aplicar;::ao e em partidas a vazio, pois 0 conjugado de partida fica reduzido 
em um quarto de seu valor de tensao nominal. Esse tipo de partida pode ser 
feito em motores de quatro tensoes e no minimo nove cabos, e sao divididas 
em: 
•� Triangulo serie paralelo (A-AA.): chave para motor com enrola-
mento nas tensoes 220/380/440/660 V ou 220/440 V. Para esses 
casas a tensao da rede deve ser 220 V. Na partida, faz-se a ligac;ao 
triangulo serle (6) que estarla pronta a receber 440 V e Se aplica a 
tensao de trlangulo paralelo 220 V. Ap6s partir, 0 motor e ligado em 
triangulo paralelo (~~) e suas bobinas recebem a tensao de 220 V da 
rede. As figuras 2.34 e 2.35 a seguir ilustram essas ligar;::oes. 
R 
2 
8 5 
3 <---e==}-----[==::J---> 2 s 
T/ 1'4 220V .1 ~s T 220V 
Figura 2.34.. Liga!;Qo triangulo serie. Figura 2.35 . Liga!;Qo triQngulo paralelo. 
-
-" .._--..-_.-_.._-.-- ..--.. 
-� ":. -- --.....- __~ 1 _ ,bUO ~ ,~ ~._;''':;;l~_,,_,.~
_._-_. " "_-,.".;",,". >,...:.:.::..__.~ __ .. _::~:u·f"i;::;'i'::-: ;t:r''';<';;;;'';,~ 
.. 
~ 
fI 
•� Estrela serle paralelo (Y-YY): chave de partida para motores com 
•
t!
enrolamentos em 220/380/440/760 V ou 380/760 V. A tensao da 
rede deve ser de 380 V. 
••
•I 
~ 
No momento da partida, 0 motor esta ligado em estrela para receber 
760 V e aplica-se uma tensao de estrela paralelo 380 V. Ap6s a partida 0 
motor deve ser ligado em estrela paralelo (YV), assim, as bobinas recebem a . 
tensao nominal cia rede de 380 V. As Ciguras 2.36 e 2.37 mostram essas 
liga<;6es. I 
.. 
R� ,...__~3",,8::e.OV:L-__-+~1ii
s .. 
fi 
".;69 6 
3 
3 
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9� 
:; 
Figura 2.36 - Ligaqao estrela serie. Figura 2.37 - LigaqCio estrela serie parale/o. j~
.. ~2.9 - Identifica~ao das bobinas de urn motor de :~1 
indu~ao trifasico 
Ao se deparar com motor sem identifica<;ao dos seus terminais, nao S8 
!] � pode ligar as bobinas aleatoriamente, correndo 0 risco de danificar 0 motor~ 
Assim, cleve-5e fazer testes de continuidade para identificar as bobinas e 
polaridacle para liga-las. 
As bobinas de um motor trifasico sao repre5entadas da seguinte maneira: 
1 2 3 
1 2 3 
456 
Figura 2.38 - Bobinas de um motor trif6.sico. 
.:...eo.. 00 •• 0 •••••• 0 • 0 0 •• 0 0 0 • 0 ~~i~~~~~~t~~ .~l:~~~~s.. 00 •••• 0 0 o' 0 0 • 0 • 0 0 •• 0 0 •••• ~ 
1m� Primeiramente e precise fazer urn teste de continuidade, ligando uma das 
:Ia� pontas do ohmimetro a urn dos terminais do motor e testar nos outros terminais 
ate encontrar a continuidade. Com isse, define-se a primeira bobina como 1 e 
4, como mostra a figura 2.39. 
er 
o ~
 a� r'~t'·tl 
1S 
I '------, 1 x x 
Ohmfmetro ~! 
,; 2j 3 
'---------'4 x x 
Figura 2.39 - Identificat;ao das bobinas do motor trifasico. 
Para determinar� as outras bobinas, deve-se repetir os procedimentos 
numero 2 e 5 para a segunda bobina e 3 e 6 para a terceira bobina, conforme a 
figura 2.40. 
3 
3 
6 
-
Figura 2.40 - Identificat;ao das bobinas do motor trifasico. 
o pr6xlmo passo e verlflcar a polariza9~o das bobinas do motor. 
Prlmelramente verlflca-se a polarlza9~o das boblnas 1 e 2. Liga-se a bC)blna 1 
(terminal 1 e 4) em serle com a bobina 2 (terminals 2 e 5) e Iiga-se uma 
lampada aos terminais 3 e 6. A figura 2.41 mostra essa ligac;:ao. 
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Motores Trifasicos 
" .. " " 
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_, . ---.,.,>.,.-~..--.---.-- .~",,' ._, ..I.......,."'..,i.....···~lIII
 
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1 
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1 
I 1 5 2 j 
220V 2I 
i 
I 
I Figura 2.41 - Verificar;oo da polarizar;oo das bobinas do motor. 
Se a lampada ligada nos terminais da bobina 3 acender, a bobina 1 esta 
com a polaridade invertida. Nesse caso, deve-se trocar 1 por 4. Se a lampada 
permanecer apagada, as bobinas 1 e 2 estao polarizadas corretamente. 
Agora, deve-se verificar a polaridade da bobina 3. E preciso interligar.as 
bobinas 2 e 3 em serle com a fonte de 220 V e tigar uma la.mpada na bobina 1 
(terminais 1 e 4). A figura 2.42 exibe as Iiga<;:oes. ' 
6 
3 
5 
2 
3 {}220V 2 
Figura 2.42 - Verificar;iio da polarizQI;iio das bobinas do motor. 
Se a lampada que esta colocada nos terminais da bobina 1 acender, a 
polariza<;:ao esta invertida. Assim, deve-se trocar 3 por 6 e verificar se· a 
12lmpada continua apagada. Em caso afirmaUvo, conflrmar a numerCH;~o das 
bobinas do motor. 
i: 
\' 
'II, 
t:::\
'I'I v:.Y . 
I: .: ~~ ~~i~~~~~~t~~ .~l:~~~~s ~ 
2.10 - Tabela de Caracteristicas Eletricas de� 
Motores Trifasicos� 
A seguir temos uma tabela com as principais caractensticas de motores 
trifasicos de quatro polos, 60HZ, IP 55 cia WEG: 
c-...,.'-'-~-;:~', 
01 1&, 
0.16 0.12 GJ lr~ 0,8(1 4~ 0.07 3~ 3,4 45,0 52,0 ~7,0 0,46 0,55 Oi'll 1,1~ O,IIDIS 31 <8� 
0,25 0.18 63 1110 1,14 4,5 0.10 2.8 3,0 53,0 W,O 64,0 0.41 O/'il 0,65 1,15 0,0C056 18 <8� 
O;JJ 0.25 63 1110 1,« 4~ 0.14 29 29 59,0 64,0 filP 0,<8 0$ O,ffi 1,15 0,WJ:il 21 <8� 
0.50 0.37 71 lr.;Q 2.01 5.0 0,21 1.1 3,0 !;6,O 64.0 W,O 0,48 0,59 OlD 1,15 o,OOJnt 10 41 10 i--=o.ni::'+O:::,!>5+-:';',,-f-'.:.'700='+":~=,!Xl:-1'--'::~,5'---t--0:::,3':'" -r--"3,':"V-I 3,2 W,O WI) II/.) 0,<1 0.00 o:ro 1,1~ O,(Jx/X> 10 47 11 
1.0 0,15 00 1nJ J.<l2 1;l. 0,42 ~.$ 2.9 n.o n~ 79,5 o.~ 0,74 0,82 1,15 0.00294 6 48 15 
I~ 1,1 t<l '123 4,43 7» 0,62 2.8 3~ 720 771l 79~ 0,(l3 0,7:3 Oi'll 1,15 0,= 5 <8 10 
20 1$ 9:t5 1740 6,12 6.< 01'11 25 3,0 77,0 81,0 82.5 O,W 0,72 0,78 1,15 0,OC6(JJ 7 51 
3,0 22 OC\. 1725 8,70 08 ',25 26 28 79,0 820 83,0 0,64 0,75 0,110 1,15 0{r£/2 0 51 Zl 
4,0 3,0 10Ct. 1725 11» 7$ 1.00 ~,G 2.8 820 83,0 83~ 0,61 0,7:3 0.00 1,15 0,00018 7 5< 31 
5,0 3,7 1()0.. 1115 14,0 lfj 2J1J 29 3,1 82.5 64.3 85,5 0,63 0,75 0»1 1,15 O,rnY./; 7 5< 33 
6,0 4~ 112M 1745 16,1 7,4 246 22 29 85P a6,0 86~ o,a; 0,77 Oi'll 1,15 0,01741 11 58 
7~ 5,5 112M 1740 2),0 7,0 3,W 22 2.8 88,6 87$ 88,0 0,63 0.74 Oi'll 1,15 0,017<1 11 58 
10 7$ ,32$ 176):E.0 8,0 4/Jl 22 3,0 86P 88,0 89P o,a; 0,77 o.8J 1.15 0,04652 5 61 62 
125 9~ 132M ,755 33.3 8,7 5,10 25 29 86,3 87» 88$ 0,62 0,7:3 Oi'll 1,15 0,0;427 5 61 
'5 11 '32M 1755:13.3 8.3 6,12 2,:l 2.8 a6,8 88~ 88~ O,ffi 0,110 0,110 1,15 0iJ5815 5 61 72 
2J 15 lEm 176J 526 6.J 8.14 2,:l 22 68,0 89.3 OO~ 0.69 0,79 0,110 1,15 0,W535 ,3 69 114 
25 18$ ltD.. 1755 64~ 6.J 10,2 2,3 24 89,0 00,0 91,0 0,70 0,79 0,110 1,15 0,11542 15 69 128 
JO 22 IOCM '755 75$ 7$ ,22 2.8 28 89~ 00,0 91,0 0,70 0,110 0»4 1,15 0,16145 12 ffi 158 
40 JO 2JO,\ '770 101 6,6 1~ 2,3 25 89$ 00$ 91,7 0,72 01'11 0,85 1,15 0;0579 19 71 216 
50 '5l an. 1770 122 6,6 2l~ 2,3 2,3 OO~ 91,5 !l2.4 0,75 0,110 0,86 1.15 o;mgs '6 71 252 
W 45 225S'>1 ,775 '46 7~ 24~ 2,3 27 91,0!l22 93,0 0,75 0,64 0»7 1m 0,69987 2J 75 
75 55 225S~ 1775 176 7.4 JO~ 22 27 OO~ 920 93,0 0.76 0»4 OjIB 1m 0.B0485 ,5 75 
,00 75 25::&J 17flJ 242 8» 40~ 22 22 920 93,0 93$ 0,74 0,110 0»7 1,15 1,15<78 12 75 
,25 00 200MJ 17flJ 2S3 7.3 ~ 22 2.8 91~!l29 93,8 0,75 0,110 0,110 1m 1,92710 2S lil 658 
150 110 200MJ 1785 J5J 8,0 W~ 26 27 91,5 93,5 91,1 0,78 0,64 0»7 1,00 2.869<l 2J lil 75J 
'75 ,32 31s&M '785 4JJ 7,5 7O~ 25 25 !llll 931l 91,1 0,79 0,110 0,85 1m 2.81()); 14 82 659 
924 
1010 ~ 
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1544 
40) 9ll ~:l;l;M\.~ I il1ll \IE SA ,(1) 1.1 21 oo~ 91.7 00.3 0»1 0,00 0,110 1m 9.3'D7'J '5l 8J 1723 
4!ll JJO $,t '100 1000 7.1 lill 21 2.1 9J,8 94,8 95,4 0,77 0,85 0,88 I.W 10,2Slll7 :11 llJ 18'57 
501' :iJIJ :lWo<\ 1100 11Bl 6,6 :DJ 2.1 22 9J,9 95.0 95,4 0,19 0,85 OjIB 1,Q) 11,IBe ~1 83 1!lZJ 
Tabela 2.7 - Caracterfsticas etetricas dos motores trifasicos IP55 WEG. 
.~ ~~~~r~~ .~~f~~~c~.s e :.� 
---~--~ 
.. -----~..
EXERCicIOS PROPOSTOS 
1.� Relacione as vantagens e desvantagens de urn motor de induc;:ao 
gaiola de esquilo. 
2.� Quais sao as principais caractensticas de urn motor de rotor bobi-
nado? 
3.� 0 que e urn motofreio trifasico? Quais sao os tres tipos de freio 
existentes? 
4.� 0 que e urn motor de alto rendimento? Quais sao as suas principais 
caractensticas? 
5.� Defina rendimento de urn motor trifasico. 
6.� Como varia 0 rendimento em func;:ao da potencia nominal? E com 
relac;:ao a potencia no eixo? 
7.� Defina escorregamento. 
8.� Descreva a curva de operac;:ao torque x velocidade para urn motor de 
indw;:ao trifasico. 
9.� Segundo a NBR 7094, quais sao as cinco categorias de conjugado! 
existentes? De as suas caracteristicas. 
10.� Defina classe de isolamento. 
~:, i 11. Quais sao os dois tipos de ventila~ao que podem existir em motores: 
eletricos? 
12. Defina regime de servic;:o. 
13. 0 que e fator de servic;:o? 
14. Como e calculado 0 numero de rotac;:oes em urn motor trifasico? 
15. Conceitue grau de protec;:ao de motores trifasicos. 
16. Quais sao os tipos de perda que podem ocorrer em urn motor? 
17. Por meio de diagramas, represente� as ligac;:oes tri~mgulo e estrela,: 
enumerando suas caractensticas. 
'::.8 ~~i~~~~~~t~~ .~I~~~~:s	 ~ 
----,._ _----
) 
DEFINIc;OES DE POTENCIA ELETRICA� 
Sempre que for ligada uma carga a um dado circuito eletrico, hit tres tipos 
de potencia a serem considerados: potencia ativa, reativa e potencia aparente. 
3.1 - Potencia ativa 
E a transforrnac;ao da energia eletrica ern qualqucr forma de energia lItil, 
como, por exemplo: luminosa, termica, entre Qutras, sem a necessidade de uma 
transformac;ao intermediaria de energia.Exemplos de potencia ativa: 
• Chuveiros 
• H.esistores 
• Aquecedores� 
A potencia ativa em corrente altemada e dada pelas seguintes equac;oes:� 
Circuito monofitsico:� 
P = V.LCos <p 
Circuito trifasico: 
P = 1,73.v.LCos<p 
Unidade: watt (W) 
II Definic;6es de Potencia Eletrica e :..
.. .. ...... ........... .. ....., '" '" .. '" " .. '� 
· ~ 
J"� .. 
I;';· 
{" : ~ 
"'-!'
-:.". 
i:fd� 
'·:·1:
1
, 
; . 
",i' 
I� I :}Ii' 
; hil 
3.2 - Potencia reativa� 
E a energia intermediaria necessaria para qualquer equipamento, como, 
pOl' exemplo: motores, transformadores, reatores, capacitores, entre outros. Ela 
e indispensavel para que esses equipamentos possam excitar 0 seu campo 
magnetico ou eletrico, tomando possivel a utilizac;ao da energia que efeti-
vamente realiza 0 trabalho, a energia ativa. 
A potencia reativa e trocada entre 0 gerador e a carga, nao sendo 
consumida efetivamente. as consumidores de corrente reativa sao: transfor-
madores, reatores, motores de indw;ao, motores sincronos subexcltados. 
Tambem sao fomecedores de corrente reativa: capacitores e motores sincronos 
superexcitados, sendo 0 capacitor 0 elemento mais utilizado para esta 
finalidade. . 
Exemplos de equipamentos consumidores de potencia reativa indutiva: 
• Motores d~ induc;ao 
• Transformadores 
• Maquinas de solda 
• Lampadas de descarga 
A potencia reativa em corrente altemada e representada pelas seguintes 
equac;oes: 
Circuito monofasico: 
Q = V.I.sen <p 
Circuito trifasico: 
Q = 1,73.V.I.sen<p 
Unidade: volt ampere reativo (VAl') 
.: ..e� IIAcionamentos Eletricos 
................................................................................• � 
-�
3.3 - Potencia aparente 
E a soma vetorial da potencia ativa com a potencia reativa. Em fun<;ao 
dessa potenda sao dimensionados os equipamentos, como: transfonnadores, 
condutores, entre outros. . 
A potencia aparente em corrente altemada e representada pelas seguintes 
equac;:6es: 
Circuito monofasico: 
s = V.I 
Circuito trifasico: 
S::::: 1,73V.I 
Unidade: volt ampere (VA) 
Antes de iniciar 0 estudo sobre fator de potencia, e necessaria fazer uma 
revisao dos conceitos fundamentais da trigonometria, em que temos as seguintes 
relac;:6es entre os lados e as angulos do triangulo retangulo, como mostra a 
figura seguinte: 
Cateto 
oposto 
o 
Cateto 
adjacente 
Figura 3.1 - Triangulo retangulo. 
Sendo: 
H = hipotenusa 
Co = cateto oposto 
Ca ::::: cateto adjacente 
Pelo Teorema de Pitagoras define-se que a hipotenusa ao quadrado 
representa 0 quadrado da soma dos quadrados dos catetos segundo a equac;ao 
seguinte: 
--- ---.------- -----====.......~==~~----------
Ternos as seguintes razoes trigonornetricas, que relacionam os angulos do 
triangulo retangulo, sendo caraeterizadas pelas rela<;:oes de seno, cosseno e 
tangente, como a seguir: 
Sen8= Co/h (seno do angulo 8) 
CosO = Ca/h (cosseno do angulo e) 
TgEl = Co/Ca (tangente do angulo 0) 
Podemos fazer uma representac;ao grafica das 
triangulo das potencias, representado a seguir: 
pot~ncias no chamado 
(kVA) 
Aparente 
S Q Reativa 
(kVAr) 
p 
Ativa (kW) 
Figura 3.2· Representac;oo do tritingulo das potencias. 
A potCncla aparente Sea soma geomctrica da pot~ncla ativa P com a 
potencia reativa Q, caracterizando 0 trii.'l.l1gulo reti.'mgulo com Q, sendo 0 cateto 
oposto a <p e P 0 cateto adjacente a <po 
Desta forma, temos a relac;ao entre as potencias, dada pelo Teorema de 
Pitagoras, em que: 
'1'11' 
: 
. ~ ; 
Com isso, obtemos as cqua<;:6es das potencias por meio dos conceitos de 
trigonom~tria, em que: 
Sen<p = KVAr/KVA sendo KVAr = KVA.sen<p (potencia reativa) 
Cos<p = KW/KVA sendo KVA = KW/cos<p (potencia aparente) 
Tg<p = KVAr/KW sendo KW = Kvar/tg<p (potencia ativa) 
': 8 ~~j~~~~~~t~~ .~I::r:~~s ~ 
Podemos definir 0 fator de potencia (cos<p) como 0 cosseno do angulo de 
defasagem entre a corrente e a tensao. 5e 0 circuito for indutivo, ou seja, 
consumidor de energia reativa, com a tensao pdiantada da corrente, 0 fator de 
potencia e considerado em atraso. Na figura seguinte ha urn exemplo de uma 
carga aplicada a urn circuito puramente indutivo, em que a tensao esta 
adiantada em 900 da corrente: 
Figura 3.3 - Circuito puramente indutivo. 
5e 0 circuito for capacitivo, ou seja, fomecedor de energia reativa, e 
consideraclo em avanc;:o. A seguir, observe urn exemplo de uma carga aplicada a. 
urn circuito puramente capacitivo, em que a tensao esta atrasada em 90° da 
corrente: 
Figura 3.4 - Circuito puramente capacitivo. 
Observaciio: Em um circuito puramente resistivo, a tensao esta em Jase com a corrente, 
assim noo existe deJasagem entre tensoo e corrente. 
8endo: 
rp= 0° e Cosrp= 1 
p = V. I. Cosrp 
P = V.I 
Como: 
S = V.I 
p=s 
Conclufmos que a potencia aparente (8) e igua] d potencia ativa (W) em um circuito 
puramente resistivo. 
II e :..Defini<;oes de Potencia Eletrica 
•................................................................................. � 
3.4 - Fator de potencia 
Eindispensavel que uma deterrninada industria tire 0 maior ganho possivel 
por determinado custo de energia. Por interrnedio da analise do fator de 
potencia de uma deterrninada instalayao de forya e luz e possivel saber se ele 
esta sendo utilizado de forma eficiente para que se tenha maior viabilidade 
economica, evitando desperdicio e gastos desnecessarios de energia eletrica. 
Urn baixo fator de potencia causa grandes problemas a instalayao eletrica, 
como: sobrecarga nos cabos e transforrnadores, aumento da queda de tensao, 
alem do aumento do valor a ser pago na conta de energia eletrica. 
De acordo com 0 estabelecido pela Agenda Nacional de Energia Eletrica 
(ANEEL) reiterou-se a obrigatoriedade de se manter 0 fator de potencia 0 mais 
proximo possivel da unidade (1,00), tanto pelas concessionarias quanto pelos 
consumidores, recomendando, ainda, 0 estabelecimento do limite de referenda 
para 0 tator de potencia indutivo e capacitivo, bern como a forma de avaliayao e 
de criterio de faturamento da energia reativa excedente a esse limite. A 
legislayaa pertinente, estabelecida pela ANEEL, determina os seguintes aspectos 
relevantes: 
Limite minima do fatar de potencia de 0,92; das 6 as 24 horas, 0 tator de 
potencia deve ser, n6 minimo, 0,92 para a energia e demanda de potencia 
reativa indutiva fomecida, e das 24 ate as 6 horas no minimo 0,92 para energia 
e demanda de potencia reativa capacitiva recebida. 
A ANEEL tambern determina que a ocorrencia de excedente de reativo 
seja verlficada pela concessionarla por melo do fator de potencla mensal ou do 
f9tor c\e potencia horario. 0 fator de potencia mensal e calculado com base nos 
va!ores mensais de energia ativa ("kWh") e energia reativa ("kvarh"). 0 fatar de 
potencia horario e calculado com base nos valores de energia ativa ("kWh") e de 
energia reativa ("kvarh") medidos de hora em hora. 
3.4.1 - Causas do baixo fator de potencia 
As principais causas do baixo fator de potencia estao enumeradas a 
seguir: I 
• Motores superdimensionados ou com pouca cargaj I 
Lampadas de descarga: fluorescentes, vapor de sodio, vapor de I 
mercuric e (:>utras (com reatores de baixo fator de potencia); I 
• Instala<;:6es de ar condicionadoj I 
I 
I'::.0 ~~i~~~~~~t~~ .~I:~r~~~s ~ I 
I 
I 
I 
II 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I 
I
I
I
'hi' 
. \ 
• Maquinas de solda; 
• Equipamentos eletronicos; 
• Transformadores superdimensionados. 
3.4.2 - Vantagens da corre~ao do fator de potencia. 
Melhoria da tensao: a corrente relativa a potencia reativa aparece 
somente na reatancia indutiva. Como essa corrente e reduzida pelos 
capacitores, a queda de tensao total e reduzida a um valor igual a correntkdo 
capacitor multiplicada pela reatancia. Portanto, e necessario apenas conhecer a 
potencia nominal do capacitor e a reatancia do sistema para se conhecer a 
elevayao de tensao ocasionada pelos capacitores, que e, na ordem de 4 a :5%. 
Embora os capacitores elevem os niveis de tensao, e inviavel instala-los em 
estabelecimentos industriais apenas para esse tim. A melhoria da tensao deve 
ser considerada urn beneficio adicional dos capacitores. 
Reducyao das perdas: as perdas RI2(efeito Joule) variam de 2,5 a 7~5% 
dos kWh da carga, dependendo das horas de trabalho a plena carga, bitola!dos
I I 
condutores e comprimento dos alimentadores e. circuitos de distribuiyao. As'! 
Iperdas sao proporcionais 210 quadrado da corrente e, como a corrente e 
reduzida na razao direta da melharia do fator de potencia, as perdas sao I 
inversamente proporcionais 210 quadrado do fator de potencia. I 
Devido a melhoria dos fatores citados, teremos as seguintes vantagens: 
• Redw;:ao significativa do custo de energia eletricaj 
• Aumento da eficiencia energetica da empresaj 
• Aumento da capacidade dos equipamentos de manobra; 
• Aumento da vida uti! das instalayoes e equipamentos; 
• Reduyao do efeito Joule; 
• Redw;:ao da corrente reativa na rede eletrica. 
Alem dessas vantagens para a empresa, para a concessionaria de energia 
eletrica existem as seguintes beneficios: potencia reativa deixa de circular no 
sistema de transmissao e distribui<;ao, redu<;ao das perdas pelo efeito Joule, 
aumento da capacidade do sistema de transmissao e distribuic;ao de potentia 
ativa, que e a que realmente gera trabalho, diminuic;ao dos custos de gera<;ao. 
r� 3.4.3 - Metodos para 0 melhoramento do fator de 
potencia 
I� A compensac;:ao da energia reativa em uma instalac;:ao deve ser analisada I� com 0 devido cuidado, evitando-se solw;:6es imediatistas que podem conduzir a 
resultados tecnicos e/ou economicos nao-satisfat6rios. E necessario criterio eI� 
experiencia para efetuar uma compensac;:ao adequada, analisando individual-
mente cada caso, lima vez que nao hil uma soluc;:ao padronizada. Em princlpio, 
o aumento do fator de potencia pode ser conseguido: 
• Por meio do aumento do consumo de energia ativa; 
• Utilizando maquinas sincronas; 
• Por meio de capacitores. 
Independentemente do metodo a ser utilizado, 0 fator de potencia ideal, 
tanto para a instalac;:ao (isto e, para 0 consumidor) como para a concessionaria, 
seria 0 unitario, 0 que significa a inexistencia de potencia reativa na instalac;:ao. 
No entanto, essa condic;:ao geralmente e inviavel do ponto de vista economico e 
o valor (0,95) e considerado satisfat6rio. 
.~ j,. o aumento do consumo de energia ativa, isto e, da demanda ativa media 
'.� da instalac;:ao, pode ser conseguido pela adic;:ao de novas cargas com alto fator 
de potencia ou pelo aumento do ,periodo de cargas cujos fatores de potencia 
sejam elevados. 
Esse metodo e recomendado para instalac;:6es que tenham jomada de 
trabalho fora do periodo de ponta de carga (aproximadamente de 18 a 20 
horas) do sistema eletrico. 
Alem de atender as necessidades de produc;:ao da industria, a carga ativa 
que vai aumentar 0 consumo de energia ativa deve ser cuidadosamente 
escolhida para nao ultrapassar a demanda maxima contratada, 0 que acarretaria 
urn aumento na conta da energia eletrica. 
POl" outro lado, n~o se pode e~quecer que essa solw;:rto nao deve choc;ar-
-se com a necessidade de conserva9ao de energia eletrica. Assim,' POl" exemplo, 
nao e conveniente substituir urn fomo a 6leo par urn fomo eletrico (cujo cos<p e 
praticamente iguaI a 1) apenas para aumentar 0 fator de potencia. No entanto, 
se a industria possuir dois fomos, urn eletrico e outro a 61eo, funcionando 
altemadamente, ampliar os periodos de uso do fomo eletrico pode ser uma boa 
opc;:ao para carrigir 0 fator de potencia cia industria, desde que se obtenha 
beneficio economico. 
.:8� ~~i~~~~~~t~~ .~I:~r~~~s ~ 
! 
i 
As maquinas sincronas tambem podem funcionar como "geradores" de 
potencia reativa, seja acionando cargas medmicas, seja funcionando em :vazio 
(nesse caso, chamadas de "compensadores sincronos"). Essa propriedade e 
controlada pela excita<;:ao. Quando subexcitados, eles nao geram potencia 
la reativa suficiente para suprir suas proprias necessidades e, conseqUentemente, 
a devem receber do sistema uma potencia reativa adicional. Quando 
~ superexcitados (funcionamento normal) suprem suas proprias necessidades de 
1- reativos e tambem fomecem reativos ao sistema. 
E precise considerar que a compensa<;:ll.O por esse metoda nem sempre e 
compensadora do ponto de vista economico, sendo apenas recomendada 
quando sao acionadas cargas mecanicas de grande porte, com potencias 
superiores a 200 CV (caso, por exemplo, de grandes compressores) e 
funcionando por periodos longos (superiores a oito horas por dia). Nesses casas, 
o motor sincrono exerce a dupla fun<;:ao de acionar a carga e aumentar 0 fator 
de potencia da instala<;:ao. 
Os "compensadores sincronos" nao sao utilizados em instalac;oes 
industriais, sendo, geralmente, usados par concessionarias em subesta<;6es. 
o m~todo dos capacitores e a mais utilizado nas instala<;:6es industriais, 
sendo, em geral, a mais economico 12 a que permite maior flexibilidade de 
aplica<;ao. Os capacitores usados, chamados de "capacitores de potencia", sao 
caracterizados par sua potencia nominal, sendo fabricados em unidades 
monofilsicas e triftlsicas, para alta e baixa tensao, com valores padronizados de 
potencia, tensao e freqUencia, ligados intemgmente em delta e com potencias 
de, no maximo, 50 kVAr. 
Os capacitores de alta tensao sao monofasicos com potencias nao 
superiores a 100 kVAr e, em suas aplicac;6es, sao ligados externamenteem 
estrela, quando a neLitre e aterrado e em triangulo para as demais aplicar;:6es. 
Nas figuras 3.5 e 3.6 temos a represent8<;ao de alguns tipos de llga<;oes de 
capacitores utilizados na industria. 
r---------A 
~-B 
11c I I I Capacitor 
LfJ 
Figura 3.5 - LigaC;Qo de capacitores estrela-serie. 
,----------A 
,--------8 
~. £CC.t�V:!j;Y .POO, 0' 
Figura 3.6 - Liga<;Qo de capacitores estrela-paralelo. 
, 
,I 
3.4.3.1 - Parametros dos capacitores 
o capacitor e urn dispositivo eletrico utilizado para introduzir capacitancia 
em urn circuito. E constituido por urn sistema de condutores e dieletricos que 
tern a propriedade de armazenar energia eletrica quando submetidos a urn 
campo eletrico. Urn capacitor e caracterizado por: 
Capacitancia nominal: valor da capacitancia atribuido pelo fabricante 
(I!F). 
Tensao nominal: valor eficaz da tensao senoidal entre os seus terminais, 
para a qual urn capacitor e projetado (V, kV). 
Corrente nominal: valor eficaz da corrente correspondente a sua 
potencia nominal, quando aplicada ao capacitor a sua tensao nominal sob 
freqilencia nomil)al. 
Potencia nominal: potencia reativa sob tensao e freqilencia nominais, 
para a qual 0 capacitor e projetado (kVAr). 
Carga de urn capacitor: e 0 acumulo de cargas eletricas no dispositivo, 
resultando em eleva<;ao da tensao entre suas placasj por extensao, 0 termo 
tambern significa 0 valor de carga eletrica acumulada. 
Os capacitores possuem urn dispositivo de descarga que e eletrico 
(basicamente urn resistor) ligado entre os terminais do capacitor ou a ele 
incorporado, ou ligado entre os condutores de alimenta~ao. Eles reduzem 
praticamente a zero a tensao entre os seus terminais, quando 0 capacitor e 
desligado da fonte de alimenta~ao. A figura a seguir mostra urn capacitor 
utilizado para a corre~ao do fator de potencia: 
': 8 ~~i~~~~~~t~~ .~l::r~~~s ~ 
--
-....-...:..._-�
Figura 3.7- Capacitor utilizado para carrer;aa do Jatar de patencia. (cartesia WEG) 
Urn banco de capacitores e urn conjunto de capacitores de potencia, 
estruturasde suporte e com os necessarios dispositivos de manobra, controle e 
proteyaO, montado de modo a constituir urn equipamento completo, como e 
ilustrado na figura 3.8. 
Figura 3.8 - Banco de capacitares utilizada para correr;aa da Jatar de palencia. (cortesia W~G) 
Os capacitores sao normalmente determinados pela sua potencia nominal 
reativa dada em Var (volt amperereativo). 
A potencia nominal de urn capacitor e absorvida do sistema quando e ele 
subrnetido a tensaoe freqUencias nominais a umatemperatura ambiente igual a 
20°C. Assim, por meio da equa9ao seguinte podemos determinar a capaci-
tfmcia: 
c = 1.000xPc 
2x1txFxV! 
. Sendo: 
Pc = potencia nominal do capacitor em Kvar 
F = freqUencia nominal em HZ 
.
II Defini~6es de PatEmcia Eletrica e :.. 
' , , ' 
Vn = tensao nominal em KV; 
C = capacitancia em ~F. 
A tabela seguinte mostra as caraetensticas eletricas basicas de capacitores: 
Corrente nominal CondutorTensao Potencia (kvar) FusivelCapacitancia (A) dede linha NHou
nominal(fl. F) liga<;:ao(V) DZ (A)50Hz 60 Hz 50Hz 60 Hz mm2 
2,1 2,5 137 9,5 11,4 20 2,5 
2,5 3,0 165 11,4 13,6 25 2,5 
4,2 . 5,0 274 19, ], 22,7 32 6 
5,0 6,0 329 22,7 27,3 50 10 
220 6,3 7,5 411 28,6 34,1 63 10 
8,3 10,0 548 37,7 45,5 80 16 
10,0 12,0 657 45,5 54,5 100 25 
12,5 15,0 822 56,8 68,2 125 35 
16,6 20,0 1096 75,S 90,1 160 70 
2,1 2,5 46 5,5 6,6 10 2,5 
2,5 3,0 55 6,6 7,9 16 2,5 
4,2 5,0 92 11,1 13,2 25 2,5 
5,0 6,0 110 13,2 15,8 32 4 
8,3 10,0 184 21,8 26,3 50 10 
10,0 12,0 220 26;3 31,6 50 10380 12,5 15,0 276 32,9 39,5 63 16 
15,0 18,0 330 39,5 47,4 80 25 
16,6 20,0 367 43,7 52,6 100 25 
20,0 24,0 440 52,6 63,2 200 35 
20,8 25,0 460 54,7 65,8 125 35 
25,0 30,0 551 65,8 78,9 160 50 
4,2 5,0 68 9,5 11,4 20 2,5 
5,0 6,0 82 11,4 13,6 25 2,5 
8,3 10,0 137 18,9 22,7 32 6 
10,0 12,0 164 22,7 27,3 50 10440 12,5 15,0 206 28,4 24,1 63 10 
16,6 20,0 274 37,7 45,5 80 16 
20,8 25,0 34:3 47,3 56,8 100 25 
25,0 30,0 'Ill ~}G,8 68,2 125 :l() 
4,2 5,0 58 8,7 10,4 20 2,5 
5,0 6,0 69 10,4 12,5 20 2,5 
8,3 10,0 115 17,3 20,8 32 6 
10,0 12,0 138 20,8 25,0 50 6480 12,5 15,0 173 26,0 31,3 50 10 
16,6 20,0 230 34,6 41,7 80 16 
20,8 25,0 288 43,3 52,1 100 25 
25,0 30,0 345 52,1 62,5 100 36 
Tabela 3.1 - Caracterfsticas eIetricas dos capacitores. 
:..e . Acionamentos Eletricos. .. 
................................................ "." "" ~--~.11
 
Para tensOes de ate 660 V a potencianominal norrnalmente nao e 
superior aos 50 kVAr em unidades trifasicas e 30 kVAr em unidades 
monofasicas. 
3.4.3.2 - Compensa~ao do fator de potencia 
Como foi citado anteriorrnente, a utiIizayao de capacitor tern como fun<;ao 
a melhoria do fator de potencia, pois todas as instalayoes que possuem 
motores, transformadores etc., possuem uma potencia reativa que nao realiza 
trabalho. 0 capacitor tern por finalidade diminuir a quantidade de potencia 
reativa que os geradores precisam fomecer. 
Temos como exemplo uma instala<;ao em que se deseja melhorar 0 fator 
de potencia de cos 'PI para COS'P2 , ou seja, reduzir a quantidade de potencia 
reativa indutiva de KVAr l para KVAr2' Nesse caso, temos: 
KVARI = KW. Tg<pl 
KVAR2 = KW. Tg<p2 
A diferenya entre as duas potencias da: 
KVARI - KVAR2 = KW(tg<pl - tg<p2 ) 
o que ira resultar no seguinte diagrama de corre<;ao de fator de potencia 
ilustrado a seguir: 
kW 
kVAr2 
kVAr l 
Figura 3.9- Diagrama de representa<;Qo da corre<;Qo do Jator de potencia. 
• ~ ...••................•. ~~f~~i~~~ ~~.~~~e.n.c~~·~~:t~.c~ e.'.:.� 
Desta forma, temos a quantidade de potencia reativa necessaria para 
corrigir a instalac;ao dada por: 
,CkVAr = KW. Ll.tgcp j 
3.4.4 - Medi~ao do fator de potencia 
A medic;:ao do fator de potencia pode ser feita direta ou indiretamente. 0 
cossenoflmetro e 0 instrumento responsavel pela leitura direta do fator de 
potencia. 0 metoda de leitura indireta e 0 mais utilizado pelas concessionarias e 
pode ser feita por meio de um wattimetro + KVAr-metro ou vanmetro, sendo a 
ultima opc;ao a mais utilizada. Assim, 0 fator de potencia e obtido pelas 
seguintes equac;oes de acordo com 0 tipo de instrumento' utilizado: 
Lp = KW/KVA 
tg6 = KVAr/KW 
3.4.5 - Ponto de localiza~ao dos capacitores 
Os capacitores podem estar localizados em quatro posi<;:oes mostradas a 
seguir: 
• Correc;ao na entrada da energia de aita tensaoj 
Correc;ao na entrada da energia de baixa tensaoj 
• Correc;:ao localizada; 
Correc;ao mista. 
Na figura 3.10 temos a representac;ao da localizayao dos capacitores, 
sendo: 
Cl: capacitor instalado diretamente na carga (correc;~o individual de fator 
de potencial; 
C2: capacitor instalado no quadro principal de baixa tensaoj , , 
, " 
C3: capacitor instalado em um quadro secundario de baixa tensao; 
C4: capacitor instalado na entrada de alta tensao . 
.:8 ~~i~~~~~~t~~ .~l~~r:~~s. ' ~ 
i f'fj'i;I(.....'~,' , 
.. 
,ra 
) 
; 
, I,� 
,0 metodo mais eficaz de corre<;ao do fator de potencia e a instala~ao de 
capacitores junto com cada equipamento, fazendo a corre~ao do fator de 
potencia Jocalizada, pois com esse tipo de corre~ao teriamos: 
• Reduyao das perdas por efeito Joule em toda a instalac;:ao; 
• Diminui<;ao da carga nos circuitos de alimenta<;ao dos equipamentos; 
• Unico acionamento para 0 equipamento e 0 capacitor; 
• Gerayao de energia reativa capacitiva somente quando for necessario. 
Figura 3.10 - Localiza<;Qo dos capacitores. 
De acordo com 0 tipo de instalayao, esse metodo toma-se economi-
camente inviavel. 
A corre<;:ao do fator' de potencia na entrada de alta tensao corrige 
somente 0 fator de potencia visto pela concessionaria, permanecendo intema-
.~ ......•................ ~~f~~i~~~~~~.~~~e~.c~~ ~~~t~~c~......•.............•..e:.:·� 
---
mentetodos os inconvenientes citados anteriormente. Alem disso, no momento 
em que ocorrem manobras, surge uma serie de problemas com 0 cente-
Ihamento e grande probabilidade de sobretensao, pois e inviavel a instala<;:ao de 
capacitores variaveis. Portanto, a instala<;:ao de banco de capacitores de alta 
tensao somente e recomendavel em grandes unidades consumidoras, pois alem 
de todos os problemas citados 0 custo e elevado. 
A melhor solu<;:ao tecnica e economica e a corre<;:ao na entrada da energia 
de baixa tensao, aliada a corre<;:ao localizada, caracterizando a corre<;:ao mista. 
Na corre<;:ao mista, faz-5e uso de urn banco automatico de capacitores que 
insere capacitores no sistema somente quando houver necessidade, pois como 
foi citado anteriormente, urn fator de potencia baixo pode causar sobretensao e 
multas da concessionaria de energia eletrica. 
Tambem sao instalados capacitores fixos no secunda~io do transformador 
para fazer a corre<;:ao do fator de potencia quando ele estiver vazio ou com 
pouca carga, conforme a tabela seguinte: 
; f Transformador Corrente de kvar� 
kVA Excita~ao io%� Calculado Nominal 
... ; 15 5,7 0,81 0,75l'·'.!1 
" i 30 4,8 1,37 1,25 
:t~ 45 4,3 1,84 1,75 
~ l: 3,6 2,57:~ 75 2,5 
112,5 3,2 3,42 3,5.; fi ~ J f 
r
, ~! 
. ~ 150 3,0 4,28 4,0 
225 2,7 5,77 5,0 
300 2,5 7,13 7,5 
500 1,5 7,13 7,5 
750 1,1 9,98 10,0 
1000 1,3 12,35 12,5 
1500 1,0 14,25 15,0 
Nota: 0 valor calculado e para F.P. = 0,95 indutivo. 
Tabe/a 3.2 - Va/ores tipicos de capacitores a serem insta/ados no secund6rio do 
transformador. 
Capacitores tambem sao instalados junto com os equipamentos para 
efetuar a corre<;:ao pontual do fator de potencia, quando temos motores 
trabalhando a vazio ou com carga reduzida. Assim, motor e capacitor sao 
.::.e ~~i~~~~~~t~~ .~I:~r~~~s ~• 
.'I·e 
-""'.~.~ .
)� comandadas pelo mesmo dispositivo, evitando 0 excesso ou falta de energia 
reativa em determinados momentos, havendo uma redw;:ao de perdas em toda a 
instala<;:ao. 
Nessa corre<;:ao individual,devem ser levados em conta alguns fatores 
como 0 aparecimento de harmonicos durante a partida dos motores e a 
corrente do capacitor, que deve ser inferior a corrente de magnetiza<;:ao do 
motor, em que a potencia do capacitor com tensao nominal nao deve ser su-
perior a 90% da polencia absorvida pelo motor vazio, como indica a tabela 3.3. 
Velocidade sincrona do motor em rota~oes por minuto (rpm) .Potencia 
do'motor 3.600 1.800 1.200 900 720 600 
(cv) kVAr kVAr kVAr kVAr kVAr kVAr 
5 2 2 2 3 4 4,5 
7,5 2,5 2,5 3 4 5,5 6 
10 3 3 3,5 5 6,5 7,5 
15 4 4 5 6,5 8 9;5 
20 5 5 6,5 7,5 9 12 
25 6 6 7,5 9 11 14 
30 7 7 9 10 12 16 
40 9 9 11 12 15 20 
50 12 11 13 15 19 24 
60 14 14 15 18 22 27 
75 17 16. 18 21 26 32,5 
100 22 21 25 27 32,5 40 
125 27 26 30 32,5 40 47,5 
150 32,5 30 35 37,5 47,5 52,5 
200 40 37,5 42,5 47,5 60 65 
250 50 45 52,5 57,5 70 77,5 
300 57,5 52,5 60 65 80 87,5 
400 70 65 75 85 95 105 
500 77,5 72,5 82,5 97,5 107,5 115 
Tabe/a 3.3 - Valores tfpicos de capacitores a serem instalados para compensar;50 individual. 
(Fonte: Instalar;oes Eletricas Industriais: Jo50 Mamedc Filho) 
, 
Deve-se ter 0 cuidado de evitar 0 usa de capacitores para corre<;ao de 
fator de potencia em motores nos seguintes casas: 
• Motores sujeitos a reversao de rota<;ao; 
• Sujeito a partidas excessivas; 
Acionamento de elevadores ou gUindastes; 
• Que trabalhem em mais de uma velocidade. 
3.5 - Potencia do transformador em fun~ao do 
fator de potencia 
A potencia ativa de um transformador esta diretamente ligada ao seu fator 
de potencia, pois a energia reativa, ao sobrecarregar uma instalayao eletrica, 
nao utiliza toda a capacidade disponivel do transformador, impossibilitando a 
instala<;:ao de novas cargas. Os investimentos em ampliac;:ao das instalay6es 
estao relacionados, principalmente, aos transformadores e condutores neces-
sarios. 
o transformador a ser instalado deve atender a potencia total dos 
equipamentos utilizados, mas devido a grande quantidade de potencia reativa, a 
sua capacidade fica bastante reduzida. A tabeJa 3.4 mostra ,a potencia total que 
cleve ter 0 transformador, para atender a uma carga util em kW para fatores de 
potencia crescentes. 
Potencia nominal do transformador (kVA) 
tg~ cos~ 
15 30 45 75 112,5 150 225 300 500 750 1.000 
2,29 0,40 6 12 18 30 45 60 90 120 200 300 400 
1,99 0,45 6,8 13,5 20,3 33,8 50,6 67,5 101,3 135 225 337,5 450 
1,73 0,50 7,5 15 22,5 37,5 56,3 75 112,5 150 250 375 500 
1,52 0,55 8,3 16,5 24,8 41,3 61,8 82,5 123,8 165 275 412,5 550 
1,33 0,60 9 18 27 45 67,5 90 13E) 180 300 450 600 
1,17 0,65 9,8 19,5 29,3 48,8 73,1 97,5 146,3 195 325 487,5 650 
1,02 0,70 10,5 21 31,5 52,S 78,8 105 157,5 210 350 525 700 
0,88 0,75 11,3 22,5 33,8. 56,3 84,4 112,5 168,8 225 375 562,5 750 
0,75 0,80 12 24 36 60 90 120 180 240 400 600 800 
0,70 0,82 12,3 24,6 36,9 61,5 92,3 123 184,5 246 410 615 820 
0,64 0,84 12,6 25,2 37,8 63 94,S 126 189 252 420 630 840 
0,62 0,85 12,8 25,5 38,3 63,8 95,6 ]27,5 ]91,3 255 425 637,5 850 
0,54 0,88 13,2 26,4 39,6 66 99 132 198 264 440 660 880 
0,48 0,90 13,1) 27 40,5 67,6 101,3 lSS Z02.g 270 460 (\75 90Q 
0,42 0,92 13,13 2'7,0 41,4 69 103,5 13S 207 2re, 460 690 920 
0,36 0,94 14,1 28,2 42,3 70,5 105,8 141 211,5 282 470 705 940 
0,33 0,95 14,3 28,5 42,8 71,3 106,9 142,5 213,8 285 475 712,5 950 
0,29 0,90 14,4 28,8 43,2 72 108 141 216 288 480 720 960 
0,21 0,98 14,7 29,4 44,1 73,5 110,3 147 220,5 294 490 735 980 
Tabela 3.4 - Potencia ativa de um transJormador de cicordo com a varia{:Qo do� 
Jator de potencia.� 
Com base nesta tabela podemos concluir.que, quanto mais baixo 0 fator 
de potencia, menor a sua capacidade de liberac;ao de potencia ativa. Amedida 
que aumentamos 0 fator de potencia, temos urn acrescimo proporcional de 
potenda ativa sem efetuar a troca do transformador. 
\. ': 8 ~~i~~~~~~t~~ .~l~~~~~s ~• 
. -:- -.~ 
~ ~"_ ~o~~:~~~~~~~'~' r.'~r!:~:~~~t.' ~--'~~ ., _~~ -~.:i~·';·:J;_.:::~~'~_M~4~ht~--'-'-----" 
.",."~~ -_ .. -~---~ -----_.......-..,~.....~~~'--_. ~..... ,--'-
3.6 - Potencia de motores trifasicos� 
A potencia realmente absorvida pelo motor trifasico esta representada a 
seguir, independente do esquema de ligac;:ao do motor: 
or 
a, Pn = LVI COS<j>.1l.1,73
a 
~s Sendo: 
s-
Pn = potencia nominal do motor em watts 
IS VI = tensao entre duas fases em volts 
a 
e I = corrente em cada linha do motor em amper?s 
2 Cos<p = Fator de potencia 
11 = rendimento 
3.7 - Fator de potencia dos motores 
Assim como qualquer carga ligada a rede eletrica, os motores de induc;ao 
trifasicos possuem urn fator de potencia caracteristico. A tendencia do fator de 
potencia e ser maior a medida que a potencia nominal da maquina aumenta. 0 
grafico seguinte apresenta esta relac;ao entre cos<p x potencia nominal: 
cos<p 
------------------------------------t------
0,9 =======================::,:::.-:.-;.-.:.-=--t- - - - -
.... -
0,8 ---------------.}-,.
;' 
/ 
/ 
0,7 I 
----------J 
r, 
I 
0,6 : 
I 
I 
0,1 1 10 100 1000 
Figurel 3.11 - Curua Jator de potencia x potencia nominal. 
(Fonte: M6quinas de Induc;ao TriJ6sicas: Gilio Aluisio Simone) . 
II Definic;6es'de Potencia Eletrica 8:.:.
.. . . . . . . .. . . . ... .. .. . . ........ .....". - .�" 
-i·. IJ:;: ,� 
, 3 
A medida que se aplica carga ao rotor da maquina, a corrente da 
arrnadura cresce e a defasagem entre a tensao aplicada nos terminais e a 
corrente que circula na armadura diminui. Assim, conforme 0 motor recebe 
carga, 0 seu fator de potencia aumenta, como indica 0 grafico seguinte: 
cos <p 
I,D 
-------------------------:.;~-----~-.::..;-:..: 
".-- 1---.. 
.". I -.. ...0,8 
: ", .,.- I 
-----------~..... : 
0,6 "" : I 
I I 
I I 
I I 
0,4 II II 
I I 
I I 
0,2 I I I I 
I I 
I I 
I I 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 P/PN 
Figura 3,12 - Curva Jator de potencia x potencia solicitadci ao rotor. 
(Fonte: M6qllinas de lndw;oo TriJ6sicas: Gilio Alllisio Simone) 
A tendencia de 0 fator de potencia aumentar com 0 acrescimo da carga 
no eixo do motor obselVa-se praticamente em todos os motores trifasicos. Ela e 
mais acentuada nos motores de pequenissimas potencias e menos acentuada 
nos motores de maior potencia. 
3.8 -. Exemplo para determina~ao das caracte-
risticas de potencia de um motor trifasico 
Determlnar a corrente que circula pela rede que alimenta um motor de 20 
CV, 220V, Ip/In =6,3 ligado em t! com rendimento de 89,3% e fator de 
potencia de 0,79, com uma carga de 75%. 
Primeiramente e necessario converter a potencia em CV na potencia em 
watts: 
P(w) = P(Cv) x 736 
P(w) = 20 x 736 = 14720 W 
Esta e a potencia de saida do motor disponivel no eixo do motor. 
Levando em considerayao 0 rendimerito do motor, temos a seguinte 
potencia eletrica: 
.::.61 ~~i~~~~~~t~~ .~l~~r~~~s ~
 
'~r~f~~.~~:;-rr""·c~":·"';~'.~:~"~~~7:_;'--:~-,, -, _~~ _~_ 
- :._---~. ~ ~-_'::_-:L.~.· .... " --ot_",,«~,~~,~ h!Jjij~_,'_*,,:;lJoj:"_~"""""__I'" ~-.... -,~ ,r.~~.~\~_ ·""""", .• '>·•••••"c•• ·.·.,,';'.·.,, 
---... 1W:iiC4......... ; ":O<.""-i-~~~I7"0.."1",~:<;"'-'"
 
,'ill .,,,,,,,,,-,,,".),."";'; <~,~:",;"F "O-~-~~ ;;i;;.~<\b~,~;!.L"'!0, ,~_."""- '~i""i' .'i 
_. .~_'--- , .. .......-'__._..,.'....~.._....._-----~~~.- ........--..l.� 
a 11 = P(w)/Pa 
a 
Sendo: 
P(W) = potEmcia disponibilizada no eixo do motor 
PEL = potencia eletrica consumida da rede 
11 = rendimento do motor 
PEL= P(w} /11= 14720/0.893 = 15827,95 W 
A potencia aparente nos terminais do motor e dada por: Fp = PEJS� 
Sendo:� 
Fp = fator de potencia� 
PEL = potencia eletrica consumida (potencia ativa)� 
S = potencia aparente (VA)� 
Assim:� 
S =Pal 0,79 = 20035,38 VA 
Corrente nominal do motor: S = 1,73. VI.II 
Sendo: 
VI = tensao de linha de alimenta~ao ~ Il = corrente de linha de alimenta<;:ao~ Entao, temos: 
..II = 20035,38/(1,73 x 220) = 52,64 A 
.. 
~
E a sua corrente de partida (Jp) sera: ~ ,.
Ip = II x Ip/In III 
Assim: @II
,. 
Ip = 52,64 x 6,3 = 331,64 A 
..
411
..� 
{III
•
•� 
·,
::$ ~;, EXERCicIOS PROPOSTOS 
l. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. 
9. 
-, 10. 
·i! 
t...1 II. 
~ 
..'.' - 12; 
Defina potencia ativa, reativa e aparente. 
Construa 0 triangulo das potencias e demonstre as relac;:6es entre as 
potendas ativa, reativa e aparente. 
Defina fator de potencia. 
Quais sao as causas de urn baixo fator de potencia? 
Quais as vantagens da correc;:ao do fator de potencia? 
Quais sao os metodos para a melhoria do fator de potencia? 
De que forma podem ser ligados os capacitores e quais parametros� 
dos capacitores devem ser levados em considerac;:a.o?� 
Como e feita a medic;:a.odo fator de potencia?� 
Cite e descreva os poss[veis pontos de localizac;:a.o dos capacitores� 
para correc;:ao do fator de poLencia.� 
Relacione a potencia de um transformador em func;:a.o de seu fator de� 
potencia.� 
Como varia 0 fator de potencia de urn motor em func;a.o de sua� 
potencia nominal?� 
Descreva 0 comportamento do fator de potencia em um motor com� 
relac;a.o avariac;a.o da potencia em seu eixo.� 
I 
I 
i 
I 
I 
-- -~"-j 
DIAGRAMAS DE COMANDO
 
4.1 - Dispositivos eletricos 
Os dispositivos eletricos sao componentes de urn sistema automatizado 
que recebem os comandos do circuito eletrico acionandq,as maquinas eletricas. 
! 
As. chuvcs uuxilinrcs bolociras silo cornnncladas manua!mente e t'~m a 
finalidade de interromper ou estabelecer momentaneamente, por pulso, um 
circuito de comando para iniciar, interromper ou comandar urn processo de 
automac;:ao. 
As botoeiras possuem cores definidas por normas de acordo com a sua 
funC;ao: 
• Vermelho = parar, desligar ou botao de emergenda; 
• Amarelo = iniciar um retorno, eliminar uma condiC;ao perigosa; 
• Verde ou preto = Iigar, partida; 
• Branco ou azul = qualquer funC;ao diferente das anteriores. 
Quanto a insLalat;ilo, devem estar dispostas com espac;:amento correto e 
padrao, e 0 botao "desliga" deve ficar sob 0 botao "liga" na posiC;ao vertical. Na 
posi9ao horizontal, 0 botao "desliga" geralmente.esta adireita do botao"liga". 
Dispositivos de comando: elementos de comutac;.ao que permitem ou 
nao a passagem da corrente eletrica entre urn ou mais pontos do circuito. 
Chave impulso(ou sem retenc;ao}: 56 permanece acionada mediante 
aplicaC;ao de fon;:a externa. Cessada a fon;:a, 0 dispositivo volta aposic;ao inicial. 
Oentro das chaves existem dois. tipos· de ,contato: normalmente aberto. e 
normalmente fechado. 
II Diagramas deComando e :..
•.............................................................................. .. '
 
Contato nonnalmente aberto (NA): sua posi<;:ao original e aberta, ou 
seja, permanece aberto ate que seja aplicada uma for<;:a extema. Tambem e 
frequentemente chamado, na maioria das aplica<;:6es industriais, de contato NO 
(do Ingles: normally open). 
Contatos de alta capacidade de corrente de comuta<;:ao sao chamados de 
contatos de carga, contatos de for<;:a ou contatos principais. Sao destinados a 
aplicayao em ramais de motores au de carga, onde existem altas intensidades de 
corrente eletrica. 
Os contatos a serem usados nos proprios comandos sao chamados 
auxiliares. Eles suportam baixas intensidades de corrente, e nao podem ser 
aplicados <;!m circuitos de carga. A sua marca9ao e feita por meio de dois 
digitos. 0 primeiro digito representa 0 numero seqUencial do contato, 0 
segundo representa 0 c6digo de funyao, que no caso dos contatos auxiliares NA 
sao 3 e 4. 
Contato normalmente fechado (NF): sua posiyao original e fechada, 
ou seja, permanete fechado ate que seja aplicada uma for9a externa. Tambem e 
freqUentemente denominado na maioria das aplicay6es industriais de contato 
NC (do Ingles : normally closed). No caso dos cantatos NF, a marcac;:ao e feita 
por dois digitos ..O primeiro digito representa 0 numero sequencial do contato, 
o segundo representa 0 c6digo de funyao, que no caso dos contatos auxiliares 
NF sao 1 e 2. 
-
Chave de impulso Desligado Acionado 
""'"I INA 
-/0-- ~ 
""'"I TNF 
-o-l-o-- ~o--
Figura 4.1 - Cantatas: Norma/mente aberto (NA) e Norma/mente fechado (NF) sem reten~ao. 
Chave com retens-ao (OU trava): uma vez acionada, seu retorno a 
situayao anterior somente acontece com urn novo acionamento, como e 
ilustrado na figura 4.2: 
Jo-- -L­
NA NF 
Figura 4.2· Cantatas: Norma/mente oberto (NA) e Norma/mente fechado (NF) com retenqao. 
.:..8 IIAcionamentos Eletricos 
... ~ .II 
Seguranva: desliga equipamentos quando hit abertura de porta ou 
equipamento e alarme. 
4.2 -Dispositivos de comando e de prote~ao 
Dentro de um dispositivo de partida de um motor ficam todos os 
componentes necessarios ao comando e protec;ao de um motor eletrico. A 
seleC;ao dos componentes para constituir um dispositivo esta diretamente 
relacionada com 0 desempenho da instalaC;ao. 
Dispositivos de comando (manobra) e de prote<;ao podem ser classificados 
em: 
, 
Dispositivo de baixa tensao (BT): empregado em circuitos cuja tensao 
da linha e ~ lOOOV. 
Dispositivo de alta tensao (AT): empregado em circuitos cUja tensao 
da linha e > 1OOOV. 
Desses dispositivos, distinguem-se tres tipos de circuito: 
. .·.~f.:, 
; 
, Circuito principal: constitui 0 conjunto de todos os circuitos associados , 
" 
.:1 I' em que os dispositivos de comando ou protec;ao tem a funC;ao de fechar ou 
; 
II 
abrir. 
Circuito de comando: comanda a operaC;ao de fechamento, abertura 
ou ambas". 
Circuito .auxiliar: diferente dos dois primeiros, usado tambem para 
outras finalidades, tais como sinaliza<;:ao, intertravamento etc. 
" Polo: e um,a parte do circuito principal de um dispositive de manobra 
associada apenas a uma fase de circuito. 
Operas::ao: e 0 movimento dos contatos m6veis do circuito principal do 
dispositivo de manobra, de uma 1'051<;210 para outra. 
Operas::ao do dispositivo - ponto de vista eletrico: estabelecer ou 
interromper corrente. 
Operas::ao do dispositivo - ponto de vista medinico: abrir ou fechar 
os contatos'. 
.:.. 8 IIAcionamentos Eletricos 
...................................................................................... � 
-- .... 
ou 
DS 
A 
te 
)s 
D 
) 
CicIo· de opera£ao: sucessao de opera~oes de uma posi~ao a outra e a 
volta a posi~ao inicial. 
Sequencia de opera£oes: sucessao de opera~oes especificadas em 
determinados intervalos.de tempo. 
4.2.1� -··Classifica~aodos dispositivos eletricos 
utilizados em baixa tensao 
As funyoes de um dispositivo de partida de motor sao classificadas dentro 
das seguintes categorias: 
• Seccionamento; 
• Protec;ao contra curtos-circuitos e contra sobrecargas; 
• Comutac;ao. 
4.2.1.1 - Seccionamento 
Para intervir com toda a seguranya nas instalac;oes, ou nas maquinas e 
nos equipamentos eletricos, e necessario dispor de meios para isolar 
eletricamente os· circuitos de potencia e de comando da alimentac;ao geral. 0 
seccionamento consiste em isolar eletricamente uma instalac;ao da rede que a 
alimenta, de acordo com os criterios de seguranc;a definidos pelas normas. 
Em urn equipamento que inclua diversos. dispositivos de partida de 
motor, como e 0 caso de urn CCM (C~ntro' de Comando de Motores), nem 
sempre e necessilrio equipar cada urn dos dispositivos com urn seccionador. 
Deve-se preyer urn isolamento geral para que seja possivel desligar totalm~nte 0 
equipamento da energia eletrica. Pode-se, enta.o, considerar dois grandes 
grupos de equipamentos responsaveis pelo seccionamento: 
Seccionadores: sao constituidos fundamentalmentepor. urn bloco de 
contatos e por um dispositivode comando frontal ou lateral, seil.do 0 
fechamento e a abertura comandados manualmente par manopla. 
A velocidade de fechamento e abertura depende" da a~ao db operador. A 
seccionadora nunca dev~ ser manobrada com carga e a corrente deve ser 
interrompida previamente no circuito de uliliza<;:ao pdo apurelho de comutac;ao 
previsto para esse efeita (contatar au disjuntor). " 
II� Diagramas de Comando 8 .:.11.� , 1. •••••••••••••••••••••••••••••••• " •••• ' 
Como prote<;:ao, os seccionadores podem possuir urn contato auxHiar de 
pre-fechamento ligado em serle com a bobina do contator. Abre antes e fecha 
depois dos palos do seccionador. Em caso de manobra acidental em carga, 
interrompe a alimenta<;:ao da bobina do contator antes que os palos do 
seccionador abram. 0 estado dos contatos deve ser indicado claramente pela 
posi<;:ao do dispositivo de comando, por urn indicador medmico independente 
(interrup<;:ao aparente), ou pela visibilidade dos contatos (interrup<;:ao vislvel). 
Nao deve ser possivel, de forma nenhuma, efetuar 0 travamento com cadeado 
do seccionador na posi<;:ao "fechado". 
Interrruptor: conforme a norma intemacional IEC, "0 interruptor e um 
aparelho mecanico de manobra <lapaz de estabelecer, suportar e interromper 
correntes nas condi<;:oes normais do circuito, inclusive nas condi<;:oes 
especificadas de sobrecarga em servi<;:o, e de suportar, durante urn tempo de-
terminado, correntes em condi<;:oes anormais especificadas do circuito, tais 
como as de curto-circuito". 
A abertura e 0 fechamento f<lpido do interruptor sao assegurados por urn 
mecanisme ligado ao dispositivo de comando manual, garantindo 0 fechamento 
e a abertura brusca dos contatos independentemente da velocidade da manobra 
do operador. 0 interruptor e, portanto, urn aparelho concebido para ser 
manobrado em· carga com toda a seguran<;:a. As suas caracteristicas sao dadas 
em fun<;:ao de categorias de emprego, que indicam os circuitos cuja alimentayao 
e mais facH ou mais dificil de estabelecer e interromper, conforme a categoria 
das cargas que alimentam. 
Assim como 0 seccionador, 0 interruptor pode ser equipado com 'um 
dispositivo de cadeados para travas e com fuslveis. 
Dentro dos interruptores tarnbern existe a possibilidade de se acrescentar 
blocos adicionais a um aparelho de base. Assim, e possivel completar ou 
modificar a composi<;:ao de urn aparelho para adapta-Io exatamente a uma 
necessidade operacional. 
4.2.1.2 - Prote~ao 
Todos os equipamentos que estao conectados a uma rede eletrica est~o 
sujeitos a alguma falha eletrica ou de circunstancia que acarreta problemas na 
rede eletrica. A seguir, temos enumerados alguns tipos de falha que podem 
ocorrer: 
• Sobretensao, queda de tensao, desequilibrio ou falta de fases: 
causam urn aumento da corrente absorvida pelo circuito. 
.:8 - ~~i~~~~~~t~~ .~l:~r~~~s ~
 
c_: __ ~ ~'~~ ..-~&~ ~~~~~'<~:"-~:'lir)-~_~~,-._ '~~_.>:~-~.I~-d;_:~~:~:"~ 
__ '''~'_'_4 • ·_-~'·'''''''''''~---~·---
!e 
a 
l, 
a 
a 
) 
•� Curtos-circuitos: podem ser de intensidade muito elevada e devem 
ser controlados a tempo para evitar graves avarias nos componentes 
do circuito. 
•� Rotor bloqueado: sobrecarga momentanea ou prolongada de origem 
mecanica que provoca urn aumento da corrente absorvida pelo motor e 
urn aquecimento perigoso nos enrolamentos. . 
Para evitar que esses incidentes causem avarias nos componentes e 
perturbayoes na rede de alimentayao, as dispositivos de partida dos motores 
devem ser providos de: 
•� Prote~ao contra curtos-circuitos: para detectar e interromper a 
mais rapida possivel correntes anormais inferiores a dez vezes a 
corrente nominal (In). 
•� Prote~ao contra sobrecargas: para detectar aumentos da corrente 
ate lOIn e interromper a partida antes que 0 aquecimento do motor e 
dos condutores provoque a deteriora<;ao dos isolantes. 
De acordo com a tipo de circuito, podem ser previstas prote<;oes 
complementares, tais como: controle de defeito de isola<;ao, de inversao de 
fases, falta de fases, de temperatura dos enrolamentos,' entre outras. As 
prote<;oes sao feitas pelos seguintes equipamentos: fusiveis, disjuntores, reles de 
proteyao termica, reles de proteyao eletronica, reles de mediyao ou aparelhos 
que integrem multiplas funyoes. 
4.2.1.3 - Comuta~ao 
A comutayao consiste em estabelecer, interromper e, no caso da varia<;ao 
de velocidade, regular 0 valor da corrente absorvida por urn motor. 
Conforme as necessidades, essa funyao e assegurada pelos seguintes 
componentes: 
•� Eletromedinicos: contatores, disjuntores-motor; 
'Eletronicos: reles e contatores estaticos, partidas progressivas, 
conversores de freqUencia. 
II � Diagramas de Comando ' @.:. 
•................................................................................. � 
,, . 4.3 - Fusiveis 
Sao componentes de circuito de alimentac;:ao, que tern como func;:ao a 
prote~ao. contra curto-circuito. Alem de protegerem as linhas alimen-
tadoras, protegem osproprios dispositivos de comando em caso de urn curto-
-circuito interno, atuando tarnbem como Iimitadores das correntes de curto-
-circuito. Sua operac;:ao e baseada em urn elemento fusivel devidamente 
projetado que abre 0 circuito, interrompendo-o na ocorrencia de uma falha. 
o curto-circuito e caracterizado como uma ligac;ao de baixa impedEmcia 
entre duas potencias eletricas diferentes, e em corrente alternada pode ser entre 
fases, entre fase e neutro ou entre fase e terra. Pode ser originado par diversos 
fatores, como: falta de aperto de componentes, ruptura ou falha de isolac;:ao de 
candutores ou cabos, penetrac;:ao de agua ou outros liquidos condutores, entre 
outros. 
o elemento fusivel e basicamente urn fio ou uma lamina, geralmente de 
cobre, prata, estanho, chumbo ou liga, alocado no interior do corpo do fusiveI, 
em geral, de porcelana e hermeticamente fechado. A maioria dos fusiveis possui 
urn indicador que permite verificar a integridade do elo fusivel, sendo composto 
por urn fio, geralmente de ac;o, ligado em paralelo com 0 elemento fusivel e que 
libera uma molaapos sua operac;ao, liberando urn sinalizador externo presQ ao 
corpo do fusivel. 
No seu interior, os fusiveis possuem urn material granulado chamado 
extintor, onde geralmente se usa areia de quartzo de granulometria conveniente. 
~ 
.~ .. Na figura 4.5 ha uma representac;ao de urn fusivel generico: 
1 4 2 3 
~~=-i===l:/==='!=J Legenda: . 1 • Elemenlo fusfvel 2-Coipo 3 - lndlcador de interruplf30 
4 - Melo exlinlor 
5 - Tenninal 
Figura 4.5 - Elementos deul11 Jusfu.el. 
(Fonte Instala<;oes Eletricas: Ademaro Cotrim) 
o elemento fusivel pode assumir diversas fqrmas, de. acordo com a sua 
corrente nominal, e pode ser composto por urn ou mais' fios de laminas em 
paralelo, com trechos de secyao reduzida. No fusivel htl. urn ponto de solda em 
que a temperatura de fusao e menor que a do elemento fusivel. 
'::.8 ~~i~~~~~~t~~ .~l~~~~~s ~
 
.. .. . 
~ '.'~~:\~~'.1"!'''' 
. -'-'-'I"-"""'~'''~''''':''''''''''''''''>--~~.-,..,..-....-...., ~: 
,; 
---- - -- -------
,~"",... 't~""-'Iiii"*,,,,'~~" 
--- -,._-- ~__"':'''''~:<;''<llj,;'~;~~¥;~;;;:(;;;''''-:''c ~. -:.~~ -
Quando 0 fusivel esta operando em regime permanente, 0 condutor e 0 
elemento fusivel sao percorridos por uma mesma corrente que produz 
: aquecimento.A temperatura do condutor atinge urn valor de al . Por possuirI a 
uma alta resistencia eletrica, 0 fusivel tern urn aquecimento maior O2 , resultando m-
em uma alta temperatura no ponto medio do elemento fusivel, como mostra a 
:0- figura4.6.
:0-
\te Temperatura mais elevada 
°2
--...,--....-....-------- ~
 
ia I Fluxo de calor� 
_--""'.7 
~e 
)s 
I:e 
I 
e Ok ~~~\~~'''' ~ 
:Corrente Fusfvel Ponto de Condutor ~ de carga (1) solda 
Figura 4.6· Caracterfstica de temperatura no interior de um Jusfvel.,( (Fonte Instalar;6es Efetricas: Ademaro Cotrim) 
A temperatura decresce desde 0 ponto medio ate as extremidades do 
elemento fusivel. as pontos de conexao nao estao submetidos a mesma 
temperatura do ponto medio, entretanto possuem uma temperatura maior que a 
dos condutores. A temperatura 0A nao deve ultrapassar urn valor determinado 
por norma para nao prejudicar a vida uti! da isola9ao dos condutores. A 
corrente que pode percorrer 0 fusivel sem que esse valor seja ultrapassado 
chama-se corrente nominal do jusflJel. Urn valor acima do nominal causa um 
rompimento do elemento fusivel de acordo com a sua curva de atuar;:ao, 
ocasionando a abertura do circuito. 
Quando a corrente que percorre 0 fusivel fi -muito superior a-nominal, 
como, par exemplo, dez vezes, 0 trecho de set;aO reduzida do elo fusivel funcle 
antes do ponto de solda em razao da alta corrente que 0 percorre. 
Quando ocorre a fusao, 0 elemento fusivel esta interrompido mecani-
camente, porem a corrente nao e interrompida plenamente,sendomantida pqr 
urn arco eletrico. A fusao eo arco eletrico provocam a evapora<;ao do material 
metalico do elo. a arco e envolvido pelo elemento extintor, vaporiza e 0 vapor 
do metale empurrado contra aareia, onde a grande parte do arco e extinta. A 
areia penetra e retira a energia calorifica do arco, extinguindo-o. 
• ~ ~~~~r~~~~ ~~ .~~~a.~d.~ e.'.:' 
4
•4 
4 
4 
------~
 
, 
; , 
-'f 
i 
.• J. 
4.3.1 - Aspectos construtivos dos fusiveis . 
Para especificar corretamente urn fusivel, deve-se fundamentar a escolha 
nil d<!scric.,:ao de cadil UllI dos seus cOlllponentes: 
Base: nos desenhos podemos notar que a corrente circulante entra pela 
base e circula _ate 0 contato extemo do fusivel atraves de uma superflcie de 
contato entre os mctais do contato da base e do contato extemo do fusivel. 
Deve-se ter urn cuidado especial com essas superficies no que diz respeito a 
oXidac;:ao, pois se assim estiverem, a corrente que circula par elas acarreta uma 
elevac;:ao de temperatura 'que mascara a curva tempo x corrente que, 
obrigatoriamente, caracteriza urn fusivel. 
E fundamental a escolha de urn metal ou liga metalica utilizada na 
construc;:ao dos respectivos contatos, de modo que e precise usar metais que 
nao oxidem, ou que oxidem muito lentamente. Uma das soluc;:6es e a da 
pratea~ao das pec;:as de contato, pois sabemos que a prata e 0 melhor 
condutor eletrico e que sua oXidac;:ao e lenta. 
Elemento fusivel: para evitar a alterac;:ao do seu valor nominal, esse 
elemento e encapsulado, sendo garantida a seguranc;:a de sua atuac;:ao conforme 
previsto em projeto. Para isso, 0 fusivel e todo envolvido por urn corpo extemo 
ceramico, com fechamento metalico nas suas duas extremidades. 
Quando a circulac;:ao da corrente de curto-circuito (cujo valor, como vimos, 
e 10 a 15 vezes superior a In), atraves do elemento fusivel, atinge uma 
temperatura de fusao superior a do metal utilizado na construc;:ao desse 
componente, ato em que se abre urn arco eletrico com uma temperatura 
superior a 5000°C, precisa ser rapidamente extinto. '0 elemento fusivel, para 
desempenhar sua ac;:ao de interrupc;:ao de acordo com uma caracteristica de 
fusao tempo x corrente perfeitamente definida, deve ser fabricado de urn metal 
que permita a sua calibrac;:ao com alta precisao. 
o metal deve ser homogeneo, de elevada pureza e de dureza apropriada. 
Corpo ceramico: e responsavel pelo envolvimento de todas as partes 
intemas do fusivel. Como tal, fica sujeito ao aquecimento que oCorre no instante 
da fusao. 
o material usado no corpo ceramico deve ser isolante e permanecer 
isolante apos a fusao do elemento fusivelj caso contrario, pode 5e formar 
urn novo circuito condutor de corrente, apos a fusao do elemento fusivel. 0 
material tambem deve suportar elevadas temperaturas, sem alterar as suas 
propriedades isolantes, pois alguns materiais, quando submetidos a altas 
.: e ~~i~~~~~~t~~ .~l~~r~~~s.•......................... ~
 
"'''','1,,,,,,,,,,- ;,~ ..... .....'1 
c <.,-.~..' ". ,.... -:. -. 
temperaturas, perdem as suas caracteristicas isolantes. Tambem deve suportar 
bem as pressoes de dentro para fora, que aparecem no ato da fusao j do 
elemento fusivel proveniente da dilata<;:ao do meio extintor e de gases internos, 
sendo recomendilVel ceramicas isolantes do tipo porcelana ou esteatita. 
4.4 - Caracteristicas dos fusiveis 
Alem da corrente nominal, os fusiveis tem como classifica<;:ao a faixa de 
interrup<;:ao au classe de fun<;:ao representadas pelas letras minusculas g e a 
(categoria de utiliza<;:5.o representada por letras maiusculas). As classes de fun<;:5.o 
sao descritas a seguir: . 
•� g: fusiveis que suportam a corrente nominal por tempo indeterminado 
e sao capazes de operar a partir do menor valor de sobrecorrente ate a 
corrente nominal de desligamento. Eles atuam na menor intensidade de 
sobrecorrente, sendo considerados fusiveis de faixa completa. 
•� a: fusiveis que suportam a corrente nominal por tempo indeterminado 
e sao capazes de desligar a partir de um determinado multiplo do valor 
da corrente nominal ate a corrente nominal de desligamento. Esse tipo 
de fusivel reage a partir de um valor elevado de sobrecorrente, sendo 
: 1� considerado fusivel de faixa parcial. 
As classes de objetos protegidos sao: 
•� L-G - cabos e linhas/ prote<yao geral 
•� M - equipamentos eletromedmicos� 
R - semicondutores� 
•� B - instala<;:oes em condi<;:oes pesadas (minas) . 
Os fusiveis devem ser especificados por classes de servi'ro, que· sao 
compostas de classe de fun<;:ao e classe de objeto protegido e sao representados 
por duas letras: 
gL: prote<;:ao total de cabos e linhas; 
•� aM: prote<;:ao parcial de equipamentos eletromecanicos; 
•� aR: prote<;:ao parcial de equipamentos eletronicos; 
II . Diagramas de Comando� e :.. 
...................................................................................� 
• gR:protec;ao total de equipamentos eletr6nicos; 
• gB: protec;ao total de equipamentos em minas. 
Geralmente se empregam fusiveis da classe de servic;o aM, pois a 
caractenstica dessa protec;ao e ter urn efeito atrasado ja que a corrente de 
partida de urn motor e diversas vezes a corrente nominal. 
i. 4.4.1 - Tipo D 
o di9metral (DiazecVSimens) e utilizedo em residencies ou ne industria. E 
indicado pare correntes nominais de 2 a 63 A, capacidade de rupture de 50kA 
e tensao maxima-de 500 V. 
Na figura 4.7 temos a representac;ao de urn fusivel diametral. 
o;:"';:7=R---- Sinalizador 
EIo fusfvcl --V-'7"\ 
Corpo do fusfvel--tL-,/] \¥-A--Areia de 
(cerfunica) quartzo 
1",--- Contato inferior 
interne 
Contata inferior ~ 
externo L.....;--J 
Figura 4.7- Representac;oo de um jusiuel diametral, 
4.4.1.1 - Partes constituintes do fusivel tipo D 
Fusivel: parte substituivel apos a sua opera<;:ao que contem 0 clo fusivel 
que se funde quando percorrido por uma corrente maior que urn valor de 
referenda durante urn tempo especificado. 0 fusivel tambem possui 'extremi-
dades metalicas em uma das quais esta localizada a espoleta que indica que 
ocorreu a fusao. 
Base: parte fixa do dispositivo constituida de porcelana em que e 
conectada a entrada/saida de energia por meio de contatos e terminais e aloja 
todos os componentes da seguranc;a D. 
': 8 ~~i~~~~~~t~~ .~[:~~~~s ~ 
,~_~".__. -'_.,;;;~;a,J.~,·.·~
-"",,-""-, ""-.-, 
I� 
Tampa: de porcelana com urn corpo metillico roscado. Sua fun~ao e 
fixar 0 fusivel a base. 
Anelde prote£ao: elemento de porcelana num formato de anel que tem 
por fun~ao evitar a possibilidade de um contato acidental na troca do fusivel. 
Parafuso de ajuste: dispositivo de porcelana com parafuso metillico que 
faz a uniao de entrada de energia eletrica para 0 fusivel e tern como fun~ao 
impedir 0 uso de fusivel de capacidade