Partidas de motores

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Curso Técnico em Mecatrônica
Introdução
 Esquemas de ligação de motores e partidas de motores elétricos trifásicos
Um sistema trifásico ( 3 ) é uma combinação de três sistemas monofásicos.
O gerador ou alternador produz três tensões iguais, mas defasadas 120º com as demais.
As três fases de um sistema 3 podem ser ligados de duas formas: em estrela (Y) ou triângulo (T).
Introdução
 Introdução Teórica: 
Para o controle de um motor elétrico, é importante que o sistema trifásico esteja equilibrado.
Podemos dizer que esse sistema, por ter três fases (dependendo do esquema de ligação), não necessita de um fio neutro como um sistema monofásico.
Introdução
 Introdução Teórica: 
Para o controle de um motor elétrico, é importante que o sistema trifásico esteja equilibrado.
Podemos dizer que esse sistema, por ter três fases (dependendo do esquema de ligação), não necessita de um fio neutro como um sistema monofásico.
Introdução
 Introdução Teórica: 
Há dois tipos de tensões e dois tipos de correntes:
a tensão de fase (VF) – é a tensão em cada enrolamento;
 a tensão de linha (VL) – é a tensão entre duas fases;
 a corrente de fase (IF) – é a corrente em cada enrolamento;
a corrente de linha (IL) – é a corrente solicitada pela carga.
Introdução
 Introdução Teórica: 
Em um gerador trifásico, há três bobinas. Cada bobina representa um sistema monofásico de tensão, Como apresenta a figura1.
Introdução
 Introdução Teórica: 
Esquemas de ligações:
O sistema trifásico pode ter alguns esquemas de ligação para a geração da tensão elétrica em um motor. Para tanto, é importante que, para o bom funcionamento do sistema de partida que você dimensione os fios adequados de acordo com a corrente elétrica especificada pelo motor.
Introdução
 Tabela de fios
Introdução
 Ligação triângulo
Se ligarmos os três sistemas monofásicos entre si, como indica a Figura 2,podemos eliminar três fios, deixando apenas um em cada ponto de ligação, e o sistema trifásico ficará reduzido a três fios – 1, 2 e 3.
Introdução
 Ligação triângulo
Introdução
 Ligação triângulo
Examinando o esquema 3 acima vemos que:
 a cada carga é aplicada à tensão de linha VL, que é a própria tensão do sistema monofásico correspondente, ou seja: VL=Vf (V1=V1-2; V2 = V2-3; V3=V3-1);
a corrente em cada fio de linha, ou corrente de linha IL, é a soma das correntes das duas fases ligadas a esse fio, ou seja: IL = I1-2 + I3-1. Como as correntes estão
defasadas 120º entre si, temos, consequentemente:
Introdução
 Ligação Estrela
Ligando um dos fios de cada sistema monofásico a um ponto comum aos três, os três fios restantes formam um sistema trifásico em estrela, como mostra a
Figura 4. 
Introdução
 Ligação Estrela
A corrente em cada fio de linha, ou corrente de linha IL, é a soma das correntes das duas fases ligadas a esse fio, ou seja, IL=I1+I3. Como as correntes estão defasadac120º entre si, temos, consequentemente:
Introdução
 Relação entre tensões (linha/fase) e correntes (linha/fase) e potência em um sistema
Introdução
 Partida de Motores
Figura 5: Funções de partidas de motores elétricos
Fonte: Schneider Electric , 2003
Introdução
 Simbologia
Figura 6: Simbologias utilizadas em eletricidade industrial
Fonte: WEG, 2005
Introdução
 Simbologia
Figura 7: Simbologias utilizadas em eletricidade industrial
Fonte: WEG, 2005
Introdução
 Partidas de Motores
A partida direta é mais simples, com o estator ligado diretamente à rede.
O motor parte com as suas características naturais. No momento em que for colocado em funcionamento, o motor comporta-se como um transformador em que o secundário, constituído pela gaiola do rotor muito pouco resistiva, está em curto-circuito. A corrente induzida no rotor é elevada.
Introdução
 Partidas de Motores
 A corrente induzida no rotor é elevada.
Como as correntes primária e secundária são sensivelmente proporcionais, o pico de corrente resultante é elevado: Ipartida = 5,0 a 7,5 . Inominal.
O conjugado de partida é, em média: Cpartida = 0,5 a 1,5 Cnominal.
Introdução
 Partidas de Motores
 
Apesar das suas vantagens (equipamentos simples, conjugado de partida elevado, partida rápida), a partida direta só é interessante nos casos em que:
 a potência do motor é baixa, em relação a potência disponível na rede, de modo a limitar as perturbações originadas pelo pico de corrente;
Introdução
 Partidas de Motores
 a máquina movimentada não necessita de uma aceleração progressiva e está equipada com um dispositivo mecânico (redutor, por exemplo) que evita uma partida muito rápida;
o conjugado de partida tem de ser elevado.
Conseqüências:
– Queda de tensão acentuada;
– O sistema deverá ser superdimensionado
(elevação de custos);
– Desobediência às normas vigentes que delimitam a queda de tensão da rede.
Introdução
Restrições:
– Motores com potência máxima de 7,5 cv;
– A corrente do motor deve ser bem inferior à da rede;
– As instalações elétricas devem ter capacidade para conduzir a corrente de partida (tempo curto) e a corrente nominal (regime permanente);
– Os motores devem partir sem carga (a vazio).
Somente depois de se ter atingido a rotação
nominal é que a carga poderá ser aplicada.
Introdução
 Diagrama Elétrico de Força
Introdução
 Diagrama Elétrico de Comando
Figura 9: Circuito de comando de uma partida direta
Fonte: FESTO, 2012
Introdução
 Inversão do sentido de rotação de motores trifásicos Circuto de Força
Introdução
 Inversão do sentido de rotação de motores trifásicos Circuito de Comando
Figura 11 : Circuito de comando de uma partida reversora
Fonte: FESTO, 2012
Introdução
 Partida Estrela Triângulo
Chave estrela-triângulo. A ideia central é promover uma ligação em estrela (Y) das bobinas do enrolamento do estator no instante da partida. Após a aceleração do motor em um tempo ajustado, as bobinas são comutadas para uma ligação em triângulo (Δ), sob a qual permanecem durante toda a operação. 
Introdução
 Partida Estrela Triângulo
Partida com redução de tensão e consequente, redução de corrente;
Na partida executa-se a ligação estrela no motor (apto a receber tensão de estrela – UY), porém ele é alimentado com tensão de triângulo (Uʌ), ou seja, com a tensão da rede. Assim, as bobinas do motor recebem 58% da tensão que deveriam receber.
Introdução
Ligação Estrela Triângulo
No instante em que o motor atinge aproximadamente 90% da sua velocidade nominal é feito a comutação, passando o motor a ser ligado em triângulo, assim as bobinas passam a receber a tensão nominal
Figura 12: Ligação estrela e ligação triângulo
Fonte: FESTO, 2012
Introdução
 Partida de Motores
– Este tipo de chave proporciona redução da corrente de partida para aproximadamente 33% de seu valor, em comparação com a Partida Direta;
• Condições:
– Os motores devem ser trifásicos, com duas tensões de ligação (estrela e triângulo) e ter no mínimo 6 terminais;
Introdução
 Partida de Motores
– Condições:
– A tensão de alimentação deve corresponder à tensão de ligação em triângulo do motor;
– Assim como na Partida Direta, os motores devem partir sem carga (a vazio), porque na ligação em estrela ocorre também uma redução no torque de partida, proporcional a redução da corrente de partida.
Introdução
Comportamento da corrente na partida Estrela triângulo.
Figura 13 : Comportamento do conjugado e da corrente com a ligação Y- Δ, em função da velocidade.
Fonte: Filho, 2010
Diagrama de Força Partida Estrela Triângulo.
Figura 7: Circuito de Força de uma partida estrela Triângulo
Fonte: FESTO, 2012
 Diagrama de Comando Partida Estrela Triângulo.
Figura 8: Circuito de comando de uma partida Estrela Triângulo
Fonte: FESTO, 2012
Introdução
 Autotransformador
 
 É um transformador que só tem um enrolamento. 
Introdução
 Autotransformador
 
 É um transformador que só tem um enrolamento. A função do transformador é transformar a tensão da rede elétrica para uma mais baixa ou mais alta tensão. 
Os autotransformadores são indicados para aplicações nas quais não seja exigida a isolaçãoelétrica entre primário e secundário e que a diferença entre as tensões do primário e do secundário não ultrapasse 50%.
Introdução
 Partida Compensadora
O objetivo desse sistema de partida também é a redução da corrente de partida. A vantagem é que com a inserção de um Autotransformador trifásico há a possibilidade de escolher a tensão a ser aplicada ao motor. A redução na tensão será responsabilidade do autotransformador trifásico no momento da partida, que deve estar preparado para suprir as necessidades do motor pelo tempo que durar a partida. A seleção do autotransformador é feita com base na potência do motor e número de manobras.
 
Introdução
 Partida Compensadora
 A redução da corrente de partida depende do TAP:
– TAP 65% redução para 42% do seu valor de partida
direta;
– TAP 80% redução para 64% do seu valor de partida
direta .
Introdução
 Partida Compensadora
 Pode ser usada para motores que partem com carga;
• Condições:
– O autotransformador deverá ter potência igual ou
superior a do motor;
– O conjugado resistente de partida da carga deve ser
inferior à metade do conjugado de partida do motor;
 – É indicada para motores de potência elevada, que
acionam cargas com alto índice de atrito.
Introdução
 Características de Partida de Motor com chave Compensadora
Figura 13 :Diagrama de Comando com chave Compensadora
Fonte: Prof. Helio Henrique –IFE,2014
Introdução
 Circuito de Força com chave Compensadora
Figura 14: Diagrama de Comando com chave Compensadora
Fonte: Prof. Helio Henrique –IFE,2014
Introdução
 Circuito de Comando com chave Compensadora
Figura 15: Diagrama de Comando com chave Compensadora
Fonte: Prof. Helio Henrique –IFE,2014
Introdução
 COMPARAÇÃO ENTRE A ESTRELA TRIÂNGULO
E A COMPENSADORA
Introdução
 Dimensionamento
Critérios de Dimensionamento
Contator
K1= In
K2=0,64*In
K3=0,23*In
Relé térmico= In
Disjuntor= In
Fusível= Ip/(In*0,64)