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ELEMENTOS DE PROJETO – PARTIDA MOTORES Dispositivos de comando e proteção - Sinaleiros - Botoeiras - Fusíveis diazed e NH - Relé de sobrecarga - Disjuntores motores - Contatores - Relés auxiliares Diagrama de ligação motores Partida direta Partida estrela-triângulo Partida compensadora Chave partida Soft starter Chave partida Inversor frequência Dimensionamento motor bomba DISPOSITIVOS DE COMANDO E PROTEÇÃO 1.1- Sinaleiros: tem a função de indicar para os operadores um determinado estado. Determinação das cores: - Vermelho: ligado - Verde: desligado - Amarelo: alarme, alerta - Branco ou Azul: qualquer função diferente das anteriores, por ex: painel energizado 1.2- Botoeiras: chaves auxiliares comandadas manualmente com finalidade de interromper ou estabelecer o circuito de comando. Podem ser: - Impulso sem retenção: o contato é comutado enquanto é mantida pressionada, voltando a posição inicial após cessar a pressão. - Impulso com retenção: mesmo após cessar o acionamento, os contatos se mantêm comutados. Para voltar à posição inicial é necessária outra ação de pressão. Determinação das cores: - Vermelho: parar, desligar ou botão de emergência. - Verde: ligar, partida - Amarelo: retorno, reset, cancelar - Preto: pode substituir o botão verde - Branco ou Azul: qualquer função diferente das anteriores 1.3- Chave seletora: tem a função de selecionar os diversos estados de um comando, por ex: comando manual ou automático. 1.4- Contatos: os contatos são divididos em: - contato normalmente abertos ( NA ): a posição original do contato é aberta. - contato normalmente fechado ( NF ): a posição original do contato é fechada. 1.5- Chave comutadora: é uma chave seletora, porém com arranjos específicos de contatos para uma determinada função, por ex: comutadora para voltímetro e comutadora para amperímetro. 1.6- Chave fim de curso: dispositivo auxiliar de comando que quando acionado determina um estado ou executa uma determina função. São constituídos por alavanca ou haste, com ou sem roldanas na extremidade, transmitindo o movimento para os contatos ( fechar ou abrir ). Ex: proteção de segurança na abertura de portas de máquinas, acionamento de lâmpadas em painéis elétricos. 1.7- Classificação de dispositivo elétrico em BT: se classificam de acordo com a sua função, sendo: - Seccionamento: tem a função de seccionar um determinado trecho do circuito, isolando-o eletricamente. Ex: chave faca, chave seccionadora, etc. - Proteção: dispositivos que possuem função de proteção de equipamentos. Ex: disjuntores, fusíveis, relés de sobrecarga etc. - Comutação: estabelece ou interrompe um determinado estado. Ex: contator, disjuntor-motor etc. 1.8- Fusíveis: são dispositivos que têm a função de proteção contra corrente de curto circuito, atuando como limitador dessa corrente. Sua operação baseia-se em um elemento fusível projetado para atuar na ocorrência de uma falta. Os fusíveis se classificam de acordo com a sua faixa de atuação e classe de serviço, sendo: - g: fusível de ação rápida – suporta a corrente nominal por tempo indeterminado, porém são capazes de operar a partir do menor valor de sobrecorrente até a corrente nominal de desligamento. - a: fusível de ação normal – suporta a corrente nominal por tempo indeterminado, porém são capazes de operar a partir de um determinado múltiplo da corrente nominal até a corrente nominal de desligamento. Classes de serviço: - gL: proteção total de cabos e linhas - aM: proteção parcial de equipamentos eletromecânicos - aR: proteção parcial equipamentos eletrônicos - gR: proteção total equipamentos eletrônicos - gB: proteção total de equipamentos em minas. Tipos: - Tipo D: conhecido também como diazed (Siemens). Indicado para correntes de 2 a 63A, capacidade ruptura de 50kA e tensão máxima de 500V. Composição: - Fusível: elemento que contém o elo fusível que funde quando percorrido por uma corrente maior que o valor de referência dentro de determinado tempo. - Base: parte fixa do dispositivo, constituída de porcelana. - Tampa: tem a função de fixar o fusível à base, constituída de porcelana. - Anel de proteção: elemento em formato de anel que tem a função de evitar contato acidental na parte energizada na troca do fusível. Constituído de porcelana - Parafuso de ajuste: tem a função de impedir o uso de fusível de capacidade de corrente superior à indicada. Constituído de porcelana. - Tipo NH: fusível de capacidade superior ao tipo D, com corrente normatizada de 4 a 630A, capacidade ruptura de 120kA e tensão máxima de 500V. Composição: - Fusível: elemento que contém o elo fusível que funde quando percorrido por uma corrente maior que o valor de referência dentro de determinado tempo. Corpo retangular em porcelana com extremidades metálicas. - Base: material a base de esteatita ( elemento mineral encontrado na composição da pedra sabão ). Possui contatos em forma de garras pressionadas por molas. Tabela com código e capacidade de interrupção: Código Capacidade ( A ) NH00 4 a 160 NH 1 50 a 250 NH 2 125 a 400 NH 3 315 a 630 Dimensionamento: deve ser levado em consideração - Tempo de fusão virtual: o fusível deve suportar sem fundir a corrente de pico de um motor ( IP ) durante a partida do mesmo. - If ≥ 1,2In: deve ser dimensionado para uma corrente no mínimo 20% da corrente nominal. - Critério dos contatores e relés: o fusível deve proteger os contatores e relés de sobrecarga 1.9- Relé de sobrecarga: são dispositivos de proteção para motores elétricos contra sobrecarga. Sobrecarga: situação “anormal” de operação de um motor com corrente acima da nominal. A corrente acima da nominal eleva a temperatura no motor. Um motor com temperatura de 10°C acima da especificada, sofrerá uma redução de 50% em sua vida útil. A detecção da sobrecarga é de forma indireta, visto que, não é coletada a temperatura do motor. O dispositivo de atuação do relé de sobrecarga pode ser através do efeito térmico ou eletrônico. O relé de sobrecarga com dispositivo térmico possui pares de lâminas bimetálicas com coeficientes de dilatação diferentes. Quando há deflexão do par bimetálico, em função da corrente da carga e ajuste da mesma, o mecanismo mecânico é acionado provocando a comutação dos contatos de proteção. Como a deflexão é função da temperatura, a temperatura ambiente poderá influenciar a atuação do mesmo. Para minimizar o efeito da temperatura ambiente é instalado um bimetálico de compensação, onde o mesmo sofre influência somente da temperatura ambiente. O relé térmico compensado é sensível às variações de temperatura ambiente entre - 40° a + 60°C. Dimensionamento: o relé deve ser dimensionado em função da corrente nominal do motor. A corrente nominal deverá ficar dentro da faixa de ajuste do relé. Deve ser observado se o motor possui fator de serviço superior a 1 e havendo necessidade de uso, o relé deverá permitir. Aplicações: para proteção de motores elétricos e transformadores em função de sobreaquecimento devido: - Sobrecarga mecânica - Longo tempo de partida - Rotor bloqueado - Falta de fase - Elevada freqüência de manobra - Desvio de tensão e freqüência 1.10- Disjuntor motor: equipamentos com dispositivos de proteção contra sobrecarga e curto associados, substituindo o relé de sobrecarga e os fusíveis. Funções: - Proteção elétrica de sobrecarga - Proteção elétrica de curto circuito - Manobra com comando e abertura e fechamento Características: - Atuação multipolar ao contrário do fusível unipolar - grande faixa de correntes nominais com ajustes nos disparadores. Melhor coordenação - Pode ser religado após atuação da proteção ao contrário do fusível que deve ser substituído - Proteção contra sobrecorrente/ curto circuito Recomendações: - Comando local - Freqüência de operação baixa - Pouco espaço interno no painel - Deve ser usado, sempre que possível, em conjunto com contatores 1.11- Contatores: equipamento eletromecânico com função de efetuar manobra em condições normais de operação. A ação de fechamento e abertura dos contatos ocorre quando a bobina e energizada ou desenergizada. Os contatores podem ser empregados no circuito principal ( força ) e auxiliar ( comando ). Composição: - bobina: elemento quando energizado gera uma campo magnético que possibilitará a comutação dos contatos. A alimentação pode ser em CA ou CC com diversos níveis de tensão. - núcleo de ferro: elemento de ferro magnético que é atraído pelo campo gerado pela bobina efetuando a comutação dos contatos. - contatos: elemento com função de fechar e abrir o circuito, sendo de força e comando. - mola: elemento responsável pelo retorno dos contatos para a posição de repouso após desenergização. Tem a função também de manter os contatos na situação de repouso. Categorias: os contatores se dividem em função da carga a ser acionada, sendo: Corrente alternada - AC1: carga com FP ≥ 0,95. Cargas leves resistivas ou pouco indutivas. Ex: aquecedores resistivos, lâmpadas incandescentes, lâmpadas fluorescentes com FP corrigido. - AC2: motores de indução com manobras leves, motores de anéis coletores. Ex: Guinchos, compressores etc. - AC3: motores de indução de gaiola com interrupção do motor em regime. Ex: bombas, ventiladores etc. - AC4: usado para manobras pesadas como partida de motores a plena carga, comando intermitente, reversão a plena carga, parada por contra corrente. Ex: ponte rolante. Corrente contínua - DC1: usado para acionar cargas resistivas ou pouco indutivas. - DC2/DC3: acionamento motores CC com excitação em paralelo - DC4/DC5: acionamento de motores CC com excitação em série Dimensionamento: para o correto dimensionamento do contator deve-se levar em consideração: - categoria da carga; - corrente da carga; - tensão e freqüência - freqüência de manobras - nº de contatos auxiliares 1.12- Relés auxiliares: 9º A - Relé de tempo com retardo na energização: os contatos são comutados após relé ser energizado e transcorrido tempo selecionado - Relé de tempo com retardo na desenergização: os contatos são comutados após relé ser desenergizado e transcorrido tempo selecionado. - Rele de tempo estrela-triângulo ( Y - ∆ ): relé desenvolvido para partida de motores em estrela triângulo - Relé sequência de fase: usado em sistemas trifásico para detecção da inversão na sequência de fases R, S e T. - Relé de proteção PTC: associado a um termistor para proteção de motor devido aumento de temperatura no estator - Relé de falta de fase: usado em sistema trifásico com defasagem de 120° entre as fases. Detecta a falta de uma ou mais fase. Possui um retardo na atuação de +/- 5 seg. – Relé de sub e sobre tensão DIAGRAMA LIGAÇÃO MOTORES Ligação dos enrolamentos: no sistema trifásico existem duas configurações de ligação, sendo: estrela e triângulo. Configuração estela: VL – tensão de linha VF – tensão de fase IL – corrente de linha IF – tensão de fase VL = √3 x VF IL = IF As tensões entre os terminais 1, 2 e 3 em relação ao neutro são as tensões de fase ( VF1, VF2 e VF3 ). As tensões entre os terminais 1-2, 2-3 e 3-1 são as tensões de linha ( VL1, VL2 e VL3 ) Configuração triângulo: VL = VF IL = √3 x IF As correntes entre os terminais 1-2, 2-3 e 3-1 são as correntes nas fases ( IF1, IF2 e IF3 ). As corretes de linha são as composições dessas correntes IF1 ( terminais 1 e 2 ) IF2 ( terminais 2 e 3 ) IF3 ( terminais 3 e 1 ) IL1 = IF1 – IF3 IL2 = IF2 - IF1 IL3 = IF3 – IF2 Identificação das bobinas para motores de 6 pontas: normalmente as bobinas são identificadas nos seus respectivos terminais e são representadas da seguinte forma, por ex motor de 6 pontas Quando as bobinas não são identificadas ou perdem a identificação, é necessário efetuar a identificação antes de fechá-las e energizar o motor. - com um ohmímetro identificar as bobinas através da continuidade, agrupando dessa forma os terminais de cada bobina. - Após identificação deve verificar a polarização das bobinas determinando a sequência de numeração dos terminais, permitindo que o motor seja fechado corretamente. - Verificação polarização bobinas 1 e 2: - ligar a bobina 1 em série com a bobina 2 na sequência da numeração inicial - ligar um voltímetro ou uma lâmpada de 24V nos terminais da bobina 3 - Aplicar 220V nas bobinas 1 e 2 - Se não indicar tensão ou a lâmpada não ascender a indicação da polaridade da bobina 1 ou 2 está invertida. Inverter a da polarização da bobina 2. Se indicar tensão ou a lâmpada ascender a indicação da polaridade da bobina 1 e da bobina 2 está correta. - Verificação polarização bobinas 3: - Executar o mesmo processo anterior, porém ligar em série as bobinas 2 e 3 aplicando tensão de 220V e na bobina 1 ligar o voltímetro. Identificação das bobinas para motores de 12 pontas: o motor de 12 pontas possui os mesmos conjuntos de bobinas que o motor de 6 pontas, sendo que em 12 pontas a bobina é cortada ao meio. Para identificação dos terminais é necessário utilizar: ohmímetro, bateria de 9V e amperímetro com escala central. 1º Passo: identificar as bobinas com ohmímetro (teste de continuidade) 2º Passo: Identificação dos pares de bobinas. Em uma bobina aleatória ligue o amperímetro. Nas demais bobinas separadamente e uma por vez ligue a bateria de 9V. Na maior deflexão do ponteiro do amperímetro indica o par correspondente. Efetuar o mesmo processo até identificar todos os pares. 3º Passo: Determinar a polarização das bobinas: escolha um par de bobinas identificado no passo 2. Em uma das bobinas ligue o amperímetro e determine que na entrada do amperímetro seja o início da bobina (1, 2, 3, 7, 8, 9) e na saída do amperímetro o final da bobina (4, 5, 6, 10, 11,12). No par correspondente ligue a bateria de 9V. Se o ponteiro do amperímetro indicar negativo o terminal ligado ao pólo positivo da bateria será início da bobina. Repetir o procedimento para todos os pares de bobinas. Esquema fechamento motores: os motores elétricos são fornecidos com 3, 6,9 ou 12 terminais ( pontas ). 9º A Fechamento com 3 pontas: conforme indicado na plaqueta de identificação para a tensão especificada. Fechamento 6 pontas: possibilidade de fechamento em dois níveis de tensão 220/380V ou 440/760V, sendo a tensão menor em triângulo e a maior em estrela. Fechamento 12 pontas: possibilidade de fechamento em quatro níveis de tensão 220/380V/440/760V, sendo a tensão maior usada somente na partida. Fechamento 9 pontas: os terminais 10, 11 e 12 respectivamente das bobinas 4, 5 e 6 são fechados internamente, não sendo acessíveis. Fechamento em 220/440V ou 380/760V. A tensão maior é duas vezes a tensão menor. Fechamento motor monofásico: PARTIDA DIRETA Forma mais simples e barata de partida de motores. Devido seu custo e simplicidade, sempre que possível, deve ser usada. - Pela NBR5410 ( 6.5.3.2 ) quando a alimentação for pela rede pública secundária, a potência do motor fica limitada ao tipo de fornecimento da concessionária ( ND5.1 – CEMIG ). Quando adotar: - baixa potência do motor ( não provoca perturbações no sistema de alimentação ); - necessidade de conjugado de partida elevado; - máquina acionada não necessita de aceleração progressiva. Vantagens: - equipamento simples, baixo custo e fácil construção; - conjugado de partida elevado; - partida rápida Desvantagens: - queda de tensão na partida; - limitação pela concessionária (CEMIG ND 5.1); - equipamentos devem serdimensionados para suportar a corrente de partida Notas: - a corrente de partida é proporcional à tensão de alimentação e diminui à medida que a velocidade aumenta. - Conjugado de partida do motor Varia proporcional ao quadrado da tensão. Esquema de ligação: 9º B Dimensionamento: dimensionar uma chave de partida direta para um motor de 15CV, 6 polos, 440V, 60Hz, FP= 0,89, η= 0,91, Ip/In= 7,5, Tp= 2seg 9º A In= P / √3 x V x Cosφ x η = 15 x 0,736 / (√3 x 0,44 x 0,89 x 0,91 ) = 17,89A Ip= 7,5 x In = 7,5 x 17,89 = 134,18A Contator ( K1 ): deve-se levar em conta a corrente nominal do motor IK1 ≥ In IK1 ≥ 17,89A Catálogo WEG CWM25 ( 25A ) – Fusível máximo: 50A Relé de sobrecarga ( FT1 ): deve-se observar a faixa de ajuste da corrente Catálogo WEG RW27-1D3-U023 ( 15 a 23A ) – Fusível máximo: 50A Fusível ( F1 a F3 ): deve-se tomar como base a corrente e o tempo de partida Ip= 134A Tp= 2seg Curva para fusível NH If = 35A Fusível deve satisfazer: If ≥ 1,2In If ≥ 1,2 x 17,89 If ≥ 21,5A If ≤ ImaxK1 If ≤ 50A – ( corrente do fusível deve ser menor que a corrente máxima dimensionada para o contator ) If ≤ ImaxFT! If ≤ 50A – ( corrente do fusível deve ser menor que a corrente máxima dimensionada para o relé ) Cabo: deve ser verificado pelo critério de queda de tensão, corrente e corrente de curto circuito. Como a corrente máxima em regime contínuo está limitada em 23A, o cabo deverá suportar no mínimo essa corrente ( 4mm² ). Exercício de fixação: Dimensionar uma chave de partida direta para um motor de 20CV, 6 polos, 380V, 60Hz, FP= 0,85, η= 0,89, Ip/In= 6,5, Tp= 2,5seg. Elaborar diagrama de força. Elaborar diagrama de comando considerando sistema de movimentação horizontal com repouso nas extremidades. PARTIDA ESTRELA – TRÂNGULO – 9º A Método de partida que consiste na redução da tensão em função do fechamento das bobinas. O motor parte em estrela (tensão em torno de 58% da nominal) e após determinado tempo comuta para o fechamento em triângulo ( tensão nominal ). Na partida a corrente é reduzida para aproximadamente 33% da corrente nominal. Como o conjugado é proporcional ao quadrado da tensão, têm-se, portanto uma redução no conjugado de partida na mesma proporção. C∆ = K.Vn² C∆ - Conjugado ligação em triângulo K - Constante do motor Vn² - Tensão de fase nominal ( VL = Vf = Vn ) Na ligação em estrela Vf = VL / √3, logo: Cy = K.( VL /√3 )² K . Vn² / 3 Cy = C∆/3 Para partida estrela triângulo é necessário ter no mínimo seis bornes de ligação e os motores com possibilidade em dupla tensão ( ex: 220/380V, 380/660V, 440/760V ). Vantagens: - apesar do custo superior à partida direta, seu custo continua reduzido em relação às demais formas de partidas; - limite de manobras está relacionado à capacidade dos equipamentos; - ocupa pouco espaço; - corrente de partida reduzida. Desvantagens: - usada somente com motores com no mínimo 6 bornes de ligação; - a tensão da rede deve coincidir com a tensão em triângulo; - conjugado de partida reduzido em 1/3; - motor deve atingir 90% da velocidade nominal na partida no momento da comutação. Caso não atinja, a corrente assumirá um pico que quase será correspondente a uma partida direta. Esquema de ligação: Dimensionamento: - Fechamento: ligação em triângulo IL: corrente de linha IL = In In = √3 x If VL: tensão de linha VL = Vn Vn = Vf IK1 = IK2 = I∆= In/√3 = 0,58 x In Impedância do motor: Z = Vf / If Z = Vn / ( In / √3 ) Z = √3 x Vn / In - Fechamento: ligação em estrela IL: corrente de linha IL = In In = If VL: tensão de linha VL = Vn Vn = √3 x Vf Iy = IK3 = Vf / Z IK3 = ( Vn / √3 ) / (√3 x Vn / In ) Ik3 = In / 3 IK3 = 0,33 x In Exercício de fixação: dimensionar uma chave de partida estrela triângulo para um motor de 15CV, 6 polos, 220/380/440/760V, 60Hz, FP= 0,89, η= 0,91, Ip/In= 7,5, Tp= 5seg. Alimentação: 440V 9ºA In= P / √3 x V x Cosφ x η = 15 x 0,736 / (√3 x 0,44 x 0,89 x 0,91 ) = 17,89A Ip= 7,5 x In / 3 = 7,5 x 17,89 / 3 = 44,7A Contator ( K1 ): deve-se levar em conta a corrente nominal do motor IK1 ≥ 0,58 x In IK1 ≥ 10,34A Catálogo WEG CWM12 ( 12A ) Contator ( K2 ): k2 = k1 – Máximo fusível: 25A IK2 ≥ 0,58 x In IK2 ≥ 10,34A Catálogo WEG CWM12 ( 12A ) Contator ( K3 ): deve-se levar em conta a corrente nominal do motor IK3 ≥ 0,33 x In Ik3 ≥ 5,9A Catálogo WEG CWM9 ( 9A ) – Máximo fusível: 25A Relé de sobrecarga ( FT1 ): deve-se observar a corrente que passa pelo contator K1 e a faixa de ajuste da corrente no relé. IFT1 = In / √3 = 17,89 / √3 = 10,33A Catálogo WEG RW27-1D3-D125 ( 8 a 12,5A ) - Máximo fusível: 25A ou RW27-1D3-D015 ( 10 a 15A )- Máximo fusível: 35A Fusível ( F1 a F3 ): deve-se tomar como base a corrente e o tempo de partida Ip= 44,7A Tp= 5seg Curva para fusível NH – Curva anterior If = 16A Fusível deve satisfazer as seguintes condições: If ≥ 1,2In If ≥ 1,2 x 17,89 If ≥ 21,5A If ≤ ImaxK1 If ≤ 25A – ( corrente do fusível deve ser menor que a corrente máxima dimensionada para o contator ) If ≤ ImaxFT1 If ≤ 25A – ( corrente do fusível deve ser menor que a corrente máxima dimensionada para o relé ) Para satisfazer todas as condições acima o fusível deverá ser de 25A. Obs: Caso a corrente de proteção dos contatores K1 e K2 fiquem abaixo da condição 1, deve-se escolher o contator imediatamente superior. PARTIDA COMPENSADORA Método de partida de motores com redução da tensão através de um autotransformador em série com as bobinas do motor. O autotransformador é fechado em estrela. Possui vários taps ( 50%, 60%, 80% e 85% ) que conforme fechamento efetuará a redução da tensão aplicada. O conjugado e a corrente de partida são reduzidos conforme o tap escolhido para operação. A corrente fica reduzida ao longo do processo de partida em função da tensão reduzida. - TAP 50%: usado para partida em vazio ou carregamento muito baixo. Reduz a corrente de partida para 25% da corrente nominal; - TAP 65%: Reduz a corrente de partida para 42% da corrente nominal, - TAP 80%: Reduz a corrente de partida para 64% da corrente nominal Determinação do conjugado: a – Relação de transformação Vs – tensão secundário ( saída ) Vp – tensão primário ( entrada ) a = Vs / Vp Cpn – conjugado de partida nominal do motor Cpc – conjugado de partida do motor com chave compensadora k – constante do motor V – tensão no motor - Conjugado de partida normal: Cpn = k x Vn² = k x Vp² - Conjugado de partida com chave compensadora Cpc = k x Vs² Cpc = k x ( a x Vp )² Cpc = a² x k x Vp² Cpc = a²Cpn Nota: partida com chave compensadora é importante conhecer o conjugado resistente imposto pela carga, pois a redução do conjugado de partida é muito grande Vantagens: - na comutação do tap de partida para a tensão da rede, o motor não é desligado reduzindo o segundo pico de corrente; - Para que o motor possa partir satisfatoriamente pode-se variar os taps para a melhor condição; - a tensão da rede pode ser igua a tensão estrela ou triângulo do motor; - motor necessita somente de três bornes externos. Desvantagens: - limitação de manobras devidoaquecimento do auto transformador; - Custo mais elevado; - necessidade de maior espaço para instalação. Esquema de ligação: Dimensionamento: Ik1 – Corrente no contator K1 Ik2 – Corrente no contator K2 ( primário do auto transformador ) Ik3 – Corrente no contator K3 ( fechamento estrela do autotransformador ) Determinar corrente no contator K1 Ik1 = In – corrente nominal Determinar corrente contator K2 Tensão secundário: Vs = a x Vn Corrente secundário: Is Impedância do motor: Z = Vn / In ( vista do primário ) Impedância do motor: Z = a Vn / Is ( vista do secundário ) Como a impedância do motor não varia, temos: Vn / In = a Vn / Is Is = a x In A potência no primário do autotransformador é igual a potência do secundário: Pp – Potência primário: Pp = Vp x Ip Ps – Potência secundário: Ps = VS x Is Ps = Pp Vs x Is = Vp x Ip ( a x Vn ) x ( a x In ) = Vn x Ik2 Ik2 = a² x In Determinar corrente contator K3 Is = Ik2 + Ik3 Ik3 = Is – Ik2 Ik3 = Is – Ip Ik3 = Is – a² x In Ik3 = ( a x In ) – ( a² x In ) Ik3 = In x ( a – a² ) Determinar corrente relé FT: a corrente no relé é a mesma corrente do contator K1 Resumo: Ik1 = In Ik2 = a² x In Ik3 = In x ( a – a² ) FT = Ik1 = In Tap autotrafo Fator ( a ) Ik2 IK3 85% 0,85 0,72 x In 0,13 x In 80% 0,80 0,64 x In 0,16 x In 65% 0,65 0,42 x In 0,23 x In 50% 0,50 0,25 x In 0,25 x In Exercício de fixação: : dimensionar uma chave de partida compensadora para um motor de 15CV, 6 polos, 220/380/440V, 60Hz, FP= 0,89, η= 0,91, Ip/In= 7,5, Tp= 10seg, Tap= 80%. Alimentação: 440V. In= P / √3 x V x Cosφ x η = 15 x 0,736 / (√3 x 0,44 x 0,89 x 0,91 ) = 17,89A Ip= 7,5 x In / 3 = 7,5 x 17,89 / 3 = 44,7A Contator ( K1 ): deve ser dimensionado pela corrente nominal do motor Ik1 ≥ In Ik1 ≥ 17,89A Catálogo WEG CWM25 ( 25A ) Contator ( K2 ): corrente em k2 depende do tap em que está ligado Ik2 ≥ a² x In Ik2 ≥ 0,8² x 17,89A Ik2 ≥ 11,45A Catálogo WEG CWM12 ( 12A ) Contator ( K3 ): fechamento estrela do autotransformador Ik3 ≥ (a – a² ) In Ik3 ≥ 0,16 x In Ik3 ≥ 0,16 x 17,89A Ik3 ≥ 2,9A Catálogo WEG CWM9 ( 9A ) Relé de sobrecarga ( FT1 ): deve ser dimensionado pela corrente nominal do motor e a faixa de ajuste da corrente no relé. Catálogo WEG RW27-1D3-U023 ( 15 a 23A ) Fusível ( F1 a F3 ): deve-se tomar como base a corrente de partida, o tap do autotransformador e o tempo de partida Ip= 44,7A Tap= 80% Ip = a² x Ip Ip = 0,8² x 44,7 Ip = 28,61A Tp= 10seg Curva para fusível NH – Curva anterior If = 10A DIMENSIONAMENTO DE MOTORES Um motor elétrico é dimensionado para fornecer um conjugado nominal Cn, a uma velocidade nominal Nn. Isto é, para uma potência nominal Pn, temos: Pn = Cn x Nn Conjugado é o produto da força aplicada pela distância. Quanto maior a distância em um sistema de alavanca, menor será a força a ser aplicada, porém o conjugado é o mesmo. C (kgfm) x n (rpm) C (Nm) x n (rpm) P (CV) = ——————— = —————— 716 7024 C (kgfm) x n (rpm) C (Nm) . n (rpm) P (kW) = ——————— = ——————— 974 9555 CÁLCULO MOTOR BOMBA Em alguns projetos prediais são necessários a previsão de instalação de conjunto motor bomba para elevação de água. Segue abaixo de forma simplificada para cálculo de um conjunto. O conjunto deve ser dimensionado de forma atender as condições técnicas e necessidades dos usuários. - Técnica: diferença de nível, perdas de carga, vazão, pressão - Usuários: sistema sempre disponível e com eficácia - Cálculo potência do motor: P = ϒQH / 75η - P: Potência do motor em CV - ϒ: peso específico do líquido a ser elevado ( água ou esgoto: 1000kg/m³ ) - H: altura total, inclusive a perda de carga em m - η: rendimento da bomba conforme catálogo - Q: vazão em m³/s - Valores de referência para consumo: - residência: 200 litros / pessoa-dia - Apartamento: 200 litros / pessoa-dia - Volumes mínimos nos reservatórios: - Inferior: 2/3 do volume diário - superior: 1/3 do volume diário - Tempo de operação não deve ser superior a 8 horas - Rendimento das bombas: em função das características construtivas de cada fabricante, da altura de elevação, da rotação e do tamanho. - Para efeito prático deve-s e admitir uma reserva de potência para os motores elétricos em função do tamanho do motor, conforme tabela: Potência - CV Acréscimo - % Até 2 50 2 a 5 30 5 a 10 20 10 a 20 15 Acima de 20 10 - Cálculo corrente do motor: - Trifásico: I = P / √3 x V x FP x η - Monofásico: I = P / V x FP x η 1- Exemplo de cálculo: Calcular motor-bomba para atender um prédio de oito andares, sendo 2 apartamentos/andar com ( três quartos sociais e um de serviço ) - População estimada: 16 apartamentos – 7pessoas/apto – 16 x 7 = 112 pessoas - Consumo diário: 200 litros/pessoa-dia x 112 pessoas = 22400 litros ≈ 25m³ - Volume a ser elevado diariamente: 25m³ - Vazão: 25m³ / 8h = 25 / 8 x 3600s = 0,868 x 10-³m³/s - Vazão adotada: 1 x 10-³m³/s = 60 litros / min - Diferença de nível: 35m - Perdas: 3m - Altura total: 38m - Altura de elevação: 40m - Rendimento da bomba: h = 40m; η= 0,50 Cálculo da potência do motor: - Potência mínima do motor: P = ϒQH / 75η = 1000 x 1 x 10-³ x 38 / 75 x 0,5 = 1,02CV - Acréscimo de 50% na potência: P= 1,02 x 1,5 = 1,53CV – Motor a adotar: P= 1,5CV 2- Exemplo de cálculo: um sistema de guincho com tambor rotativo é utilizado para elevar um peso de 100kgf. Sabe-se que o tambor tem raio de 0,1m. Determinar o conjugado para elevar a carga. C = F x d C = 100kgf x 0,1m C = 10kgfm. 3- Exemplo de cálculo: um sistema de guincho com tambor rotativo é utilizado para elevar um peso de 100kgf. Será instalada uma alavanca de 60cm aumentando a distância de acionamento. Determinar a força aplicada de forma a manter o conjugado. F = C / d F = 10kgfm / 0,5m F = 20kgf. 4- Exemplo de cálculo: considerando um motor de 6 polos determinar a potência do motor para elevar a carga. C (kgfm) x n (rpm) 10 x 1200 P (CV) = ——————— = —————— = 16,8CV 716 716 1Nm = 0,10197 kgfm 10kgfm = 98,07Nm Pela tabela abaixo da WEG podemos determinar o motor: BIBLIOGRAFIA: - Instalações Elétricas – Ademaro Cotrim - Instalações Elétricas – Mamede - Instalações Elétricas – Hélio Creder - Instalações Elétricas – Siemens - Iluminação Elétrica – Vinícius de Araújo Moreira - Instalações Elétricas – Manoel Negrisoli - Norma Brasileira - NBR-5410 - Norma ABNT ISO 8995 - Aterramentos Elétricos – Silvério Visacro Filho - Aterramento Elétrico – Geraldo Kindermann � EMBED Unknown ��� _1428763488.bin