Estrela Triangulo Omar AV2

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Trabalho AV2
Partida Estrela Triângulo
Alunos: 
Curso: Engenharia
Disciplina: Maquinas Elétricas e Acionamentos 
Professor: Omar 
Rio de Janeiro
16/11/2017
Introdução
O modelo partida estrela triangulo consiste no start de motores elétricos trifásicos, isto significa que ele precisa de uma chave de uma mesma nomenclatura para que possa ser acionado. A partida desses motores por intermédio dessa chave pode ser tanto manual quanto automática, tudo vai depender do sistema em que está ligado e a necessidade da empresa, mas o que é igual em todas as ligações é que essa chave estrela triangulo é interligada aos enrolamentos do motor que por sua vez estão acessíveis com 6 terminais.
O funcionamento da partida estrela triangulo, o motor inicia em sua configuração estrela e dessa forma proporciona uma impedância mais elevada com uma menor tensão em suas bobinas, deste modo, ela faz com que a corrente tenha uma queda em suas eventuais paradas, e assim, resultando em uma perda considerável do toque na partida desse motor.
Essa eventual manobra faz com que o motor faça uma parada mais suave, ela também consegue reduzir a sua corrente de partida utilizando 1/3 da corrente que ela utilizaria normalmente em uma parada mais direta.
Essa manobra faz com que o motor use uma partida visa a diminuição do pico de corrente na partida do motor, porém lembramos que você nunca deve tomar essa configuração de ligação como um padrão, sempre que for utilizar este recurso, procure analisar se este é realmente o seu problema principal, isso porque as chaves estrela triangulo são muito caras, por causa disso, o mais viável seria utiliza-las em motores superiores a 20 HP de potência, explicando de um outro jeito, se você por exemplo, tiver um motor de 10 HP não vantagem utilizar a chave estrela triangulo, isto é, caso não tenha nem um empecilho, caso não tiver algum impedimento, opte pelo uso do método de parada direta.
Desenvolvimento 
Aspectos de ligação de força:
Triangulo
A definição deste eventual fechamento, é fazer com que o motor receba uma um nível menor de tensão em seu projeto elétrico, veja o exemplo a seguir.
Vamos supor que você tenha um motor com uma tensão de 220/380 V, caso esse motor esteja em fechamento em triangulo, ele terá uma inserção da tensão  220 V.
Veja como fazer o ligamento de seus terminais.
1-6 (rede R)
3-5 (rede S)
4-2 (rede T)
 
Estrela
O motor que possui o fechamento das suas bobinas tem como principal finalidade ter uma tensão de alto nível em sua partida de acordo com o projetado, deste modo, os motores que possuem uma alimentação 220/380 V, com o fechamento estrela será permitido que você atue com uma tensão de 380 V. Veja a seguir como fazer o ligamento de seus terminais.
4 – 5 – 6 (união)
1 (rede R)
2 (rede S)
3 (rede T)
O aspecto mais importante que deve ter total atenção é a questão de quando o sistema triangulo deverá entrar em ação. Isto é, esta ligação sé deve ser acionada quando o motor estiver no mínimo em 80% de sua rotação nominal, deste modo a chave estrela triangulo deverá ser executada neste parâmetro de referência.
Dimensionamento:
“Diferente da partida direta, a partida estrela triângulo será dimensionada tomando como referência as características individuais de cada componente do circuito separadamente, uma vez que a corrente que circula em cada componente do circuito é diferente uma da outra”.
Contatores K1 e K2
Para melhor exemplificarmos, vou adotar o exemplo do dimensionamento da partida estrela triângulo de um motor elétrico trifásico com os seguintes dados:
Motor: 7,5CV
Corrente nominal: IN = 20,2A
Fator de serviço: 1,15
Corrente de pico/corrente nominal: Ip/IN = 6,3
Tp = 5s
“Consideraremos que este motor trabalha em regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e desligamento em regime, por fim, possui tempo de partida de 5 segundos.”
O primeiro passo é realizar o dimensionamento dos contatores K1 e K2 que serão idênticos, pois a corrente por eles conduzida será de mesma intensidade, lembrando que estes dois trabalharão juntos no segundo estágio do sistema de partida estrela triângulo, quando o sistema assumir o fechamento triângulo. Para começarmos o dimensionamento destes contatores iremos determinar a corrente do fechamento em triângulo, ou melhor, a “Corrente de Fase” que representa a corrente que circula em cada uma das bobinas do motor elétrico trifásico.
Para realizarmos o dimensionamento dos contatores K1 e K2 deveremos compreender que a corrente elétrica que circulará pelos contatos principais (contatos de potência) será de fundamental importância para definirmos o tipo e modelo de contator que será utilizado.
Tendo em vista que, nos casos dos contatores K1 e K2 a corrente que irá percorrer seus contatos será a corrente de fase, então podemos começar deduzindo a corrente de linha deste nosso sistema de partida, sendo assim temos:
IL = IN
Onde: IL – Corrente de linha em A
IN – Corrente nominal em A
“A corrente de linha, ou seja, a corrente disponível na fonte de alimentação será exatamente o valor nominal do motor elétrico, ou seja 20,2A”
Portanto teremos a corrente de linha igual a corrente nominal do motor elétrico escolhido:
IL = IN
IL = 20,2ª
Corrente de fase:
Observando a corrente que circulará nos contatores K1 e K2 podemos notar que não é a mesma corrente nominal do motor em função da divisão ocasionada nos nós acima de K1.
Trata-se da “Corrente de Fase”. Devemos, portanto, determinar a corrente de fase que representa a corrente que circula nos contatores K1 e K2 no segundo estágio da partida estrela triângulo, veja a imagem abaixo:
I Δ = IL / √3	
Onde: IL=Corrente de linha
 I Δ = Corrente de Fase
 1L / √3 = 0,58
Teremos então: I Δ = 20,2 * 0,58
 I Δ = 11,716 A
Determinando K1 e K2
Neste momento iremos determinar a corrente de emprego dos contatores K1 e K2 para que possamos escolher o melhor componente para a nossa aplicação (partida estrela triângulo), sendo que a corrente de emprego deverá ser 15% superior a corrente nominal sendo assim teremos a seguinte fórmula:
 K1 = K2
 Ie ≥ (IN / √3) * 1,15
Onde: Ie = Corrente nominal de emprego (o contator)
IN= I Δ
1,15 = Acréscimo de 15%
Então temos: Ie ≥ (11,716) * 1,15
 Ie ≥ 13,47A
Conhecendo a corrente de emprego (Ie ), podemos definir o contator a ser utilizado. Observe que as características oferecidas no exemplo, definem a aplicação do motor em regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e desligamento em regime, portanto, o contator a ser utilizado será da Classe AC3 como vemos na ilustração abaixo.
 	
O contator escolhido foi o CWM25, que utilizado na classe AC3, conforme necessidade do exercício proposto, pode ser aplicado para potências nominais de até 7,5CV, conforme o item “B” acima (nossa necessidade é de 7,5CV).
Este mesmo contator é aplicado a uma corrente de emprego máxima de 22A, conforme o item “A” na figura anterior, nosso cálculo determinou uma corrente mínima de emprego de 13,47A.
O item “C” será utilizado no dimensionamento dos fusíveis logo a seguir.
Dimensionamento do Relé de Sobrecarga:
Observe que no sistema de partida estrela triângulo, a corrente que circula no Relé térmico NÃO será a corrente nominal do circuito, analisando o diagrama, é possível notar que esta corrente é a corrente de fase do circuito quando fechado em triângulo, portanto, ao dimensionar este dispositivo devemos considerar esta corrente parcial, senão teremos um relé térmico superdimensionado e sem função alguma no circuito.
Lembre-se que a corrente de fase, na verdade, representa a corrente elétrica que circula através de cada uma das bobinas do motor elétrico trifásico. Basta observar a imagem paranotar que a corrente elétrica que circulará pelo relé térmico é, na verdade, uma parcela da corrente nominal (total), já que esta está sendo dividida nos nós existentes sobre o contator K1.
Sabendo disto podemos deduzir que a corrente deste dispositivo será determinada da seguinte maneira:
 IF7 = IN / √3
Onde: IF7 = Corrente nominal do relé térmico
 IN = Corrente nominal
Sendo assim teremos uma necessidade de um relé térmico que suporte uma corrente de aproximadamente 11,6A como podemos observar abaixo:
IF7 = 20,2/ 3 ⇒ IF7 = 11,66A
Conhecendo os relés térmicos, podemos afirmar que a escolha deste dispositivo, na grande maioria das vezes, está diretamente relacionada ao contator selecionado, por isso, em nosso dimensionamento foi determinado o relé de sobrecarga de modelo RW27, com faixa de ajuste entre 11 e 17 A.
Veja abaixo:
Determinando K3
O contator K3, na partida estrela triângulo, somente será utilizado pelo sistema no momento da partida do motor, ou seja, no momento em que o circuito assumir o fechamento estrela, sendo assim, a corrente que circulará neste trecho do circuito será de 33% a corrente nominal.
Então o cálculo da corrente de K3 fica assim:
 Ie ≥ (0,33 * In) * 1,15
Onde: Ie – Corrente nominal de emprego do K3
 0,33 – 33% da corrente nominal
 1,15 – Acréscimo de 15%
Isto resultará em uma necessidade de um contator que suporte uma corrente de emprego de aproximadamente 7,6A como vemos abaixo:
IK3 ⇒ Ie ⇒ (0,33 * 20,2) * 1.15
Ie ⇒ (6,66) * 1,15
Ie ≥ 7,6A
Na escolha seguindo catálogo da WEG determinamos que o melhor contator será o CWC 025:
Dimensionamento de fusíveis de proteção
Os fusíveis no sistema de partida dos motores têm a função de proteger o circuito como um todo, isto inclui os cabos, contatores e é claro, o relé térmico.
Neste caso, o dimensionamento passa por uma análise de três condições, sendo que é necessário que se atenda o pior caso.
1º caso: Dimensionamento do fusível com base na corrente de partida do motor.
Ip = IN * Ip / IN Ip = 20,2* 6,3
Ip = 127,26A
Traçando os dados de Ip = 127,26A e Tp = 5s chegamos a mais próximo à curva de If = 35A.
2º caso: Comprovaremos que a corrente do fusível deverá possui como corrente nominal, no mínimo, 20% a mais que a corrente nominal do motor elétrico do nosso exemplo, então teremos:
If ≥ IN * 1,2 ≥ If = 20,2 * 1,2
If ≥ 24,2ª
Onde:
If – corrente nominal do fusível
IN – corrente nominal
3º caso: Neste momento iremos verificar se o fusível realizará a proteção dos contatores K1 e K2:
If ≤ Ifmáx k1 e k2 * 1,2
If ≤ 50A
Da mesma maneira que realizamos no segundo caso, faremos agora a comparação para sabermos a situação da proteção do relé térmico:
If ≤ Ifmáx F7
If ≤ 40A 
A escolha do fusível ideal:
“Com a análise realizada podemos considerar um fusível de 35A que atende as três situações anteriores, ou seja, 35 A é superior a 20% da In, maior que Ifmáx k1 e k2 e maior também que, por sua vez, é capaz de proteger os componentes da partida estrela triângulo e suporta a corrente nominal do motor elétrico trifásico.”
Comando Elétrico
Partida Estrela Triângulo Simples
Partida Estrela Triângulo com Reversão
Funcionamento do comando Elétrico
Pressionando B1, a bobinas do contatores C1, e do relê temporizador D1 serão alimentadas, fechando o contato de selo de C1(NA), que manterá C1 energizado. 
O segundo contado NA de C1 também será fechado, alimentando o relê temporizador D1 e o contator C4 (este contator é responsável pela partida do motor em estrela). O motor dará a partida com sua tensão de pico reduzida.
Após o tempo programado (em segundos) o contato NF de D1 será aberto, a alimentação da bobina de C4 será cortada, ao mesmo tempo o contato NA de D1 será fechado, alimentado o contator C3 (Ligação em triangulo). C3 será mantido energizado através de seu contato de selo C3 (NA).
Todo processo descrito acima será repetido quando o botão B2(B2 é responsável pela alimentação de C2) for pressionado, porém o motor terá rotação inversa.
B2 (NF) e B1 (NF) são contatos fechados das botoeiras B2 e B1, respectivamente. Esses contatos têm a função de Inter travamento, ou seja, impedem que os contatores C1 e C2 sejam alimentados ao mesmo tempo.
C1 (NA), C2 (NA), C3 (NA), C4 (NA) são contatos NF(normalmente fechado) dos contatores C1, C2, C3 e C4, respectivamente. 
Também têm a mesma função de B1 (NF) e B2 (NF).
RL é um relê termico, tem a função de proteger o motor no caso de falta de uma das fases ou sobrecarga. F1 à F4 são fusíveis do tipo NH ou Diazed, com capacidade de corrente de acordo com a carga.
Conclusão
Quando se dá a partida direta em um motor trifásico, ocorre o que chamamos de corrente de pico (Ip), neste caso a corrente de pico pode variar de 6 a 10 vezes à corrente nominal do motor, ou seja um motor com corrente elétrica de 2A, durante a partida do motor a corrente de pico seria de 12A a 20A. Uma das maneiras de reduzir a Ip, é utilizar a partida estrela triângulo.
A Partida Estrela Triângulo proporciona a redução da corrente de pico do motor trifásico, como o próprio nome já diz consiste em preparar o motor para receber uma tensão e aplicar uma tensão inferior a tensão nominal do motor, após o motor atingir 80% de sua rotação nominal muda-se a ligação do motor, assim aplicando a tensão nominal, permitindo o máximo desempenho do motor trifásico, ou seja, um motor trifásico onde estrela é 660V e triângulo 380V, se dá a partida em estrela (660V) aplicando somente 380V em suas bobinas, após o motor atingir 80% de sua rotação nominal passamos a ligação do motor para triângulo (380V), aplicando a tensão nominal permitindo o máximo desempenho do motor.
Bibliografia
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-guia-de-selecao-de-partidas-50037327-manual-portugues-br.pdf
https://ensinandoeletrica.blogspot.com.br/2011/06/diagrama-comando-estrela-triangulo-com.html