RELATÓRIO PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO

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ÍNDICE
1. Introdução ......................................................................................................... 03
2. Objetivos ........................................................................................................... 04
2.1 Objetivo Geral ...................................................................................... 04
2.2 Objetivos Específicos ........................................................................... 04
3. Referencial Teórico ........................................................................................... 04
4. Materiais e Métodos .......................................................................................... 13
4.1 Materiais ............................................................................................... 13
4.2 Procedimento Experimental ..................................................................14
5. Resultados e Discussões .................................................................................. 16
6. Conclusão ......................................................................................................... 16
7. Referências ....................................................................................................... 18
1 – INTRODUÇÂO
	Motores elétricos são amplamente utilizados nas indústrias, devido além de sua simplicidade e baixo custo, possuem diversas aplicações práticas e conseguem demonstrar eficiência máxima com mínima manutenção.
	Nos últimos anos este uso dos motores elétricos tem crescido cada vez mais juntamente com a sua aplicação em variados processos. Apesar da vantagem na aplicabilidade, a maior desvantagem desses equipamentos está no momento de partida, pois a corrente necessária do motor para vencer a inércia é alta, podendo chegar até 10 vezes o valor de sua corrente nominal de trabalho. Tal corrente prejudica a rede elétrica causando aumento da conta de energia, oscilações na rede, ou até causa efeitos nas harmônicas. Entretanto, existem métodos para minimizar tais efeitos, e consequentemente o custo e consumo do motor. Desta forma é necessário o estudo do acionamento elétrico, para aplicação de partidas mais eficientes. 
	O modo mais simples de ligar um motor é através da partida direta, onde o motor é conectado diretamente a rede, transmitindo torque total de partida, mas este sistema torna-se desvantajoso quando aplicado em altas potências. Então, tem-se outras formas de partida aconselháveis, seja ela eletromecânica ou eletrônica, para diferentes aplicações, como a chave reversora, estrela-triângulo, compensadora, soft-starter e inversor de freqüência.
	Devido aos erros cotidianos sobre dimensionamentos e acionamentos de motores elétricos, a escolha correta da partida traz diversos benefícios as empresas e também as distribuidoras de energia. 
	O presente trabalho será baseado nos estudos sobre chaves de acionamentos de motores com a partida direta com reversão, mostrando sua composição e simples funcionamento, além de sua grande vantagem que é a possibilidade de inversão no sentido de rotação do motor através da inversão da inversão de duas fases. 
2 – OBJETIVOS
2.1 - Objetivo Geral
- Acionar um motor de indução trifásica por partida direta com reversão.
2.2 - Objetivos Específicos
- montar o circuito de comando
 -montar o circuito de potência 
- Testar/Interligar os dispositivos de proteção 
- Certificar as tensões nas bancadas.
3 - REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 - Eletricidade na Indústria
A eletricidade industrial com finalidade de acionamento de motores utiliza diversos dispositivos necessários para o comando e proteção durante a sua partida, operação e parada. Segundo definição de Silva (2007, p.10) comandos elétricos têm a finalidade de manobrar motores elétricos, que são elementos finais em circuitos automatizados, onde manobra seria a condução ou a interrupção da corrente elétrica em situações normais ou em algum eventual problema como sobrecarga ou curto circuito. 
Tendo a proteção do operador como prioridade, (SILVA, 2007) a Figura 1 mostra no esquema genérico os dispositivos necessários para a partida e manobra de motores com segurança.
Figura 1- Sequência genérica para acionamento de motores
Fonte: Silva, 2007.
Exemplificados na Figura 1 podemos identificar alguns componentes que compõem a partida de um motor elétrico. Podemos utilizar muitos dispositivos elétricos, os quais irão implementar funções ou operações ao comando. Para o acionamento de motores, então, são necessários alguns dispositivos, os quais serão explanados a seguir.
	
3.2 - Motor de Indução
Motores elétricos são máquinas capazes de realizar a transformação da energia elétrica em energia mecânica rotacional, e mesmo havendo perda de energia nesta transformação, a eficiência dos motores elétricos é grande. Dentre os tipos existentes de motores, temos o motor de indução, que é um equipamento de funcionamento simples, construção fácil e robusta e de baixa manutenção (GUEDES, 1994). 
O motor de indução trifásico foi patenteado por Nikola Tesla, em 1888, e desde então tem sido muito utilizado pela indústria nas mais diversas aplicações. Devido a sua simplicidade de construção, a sua comercialização se torna mais barata em relação aos outros tipos dos motores, o que torna este motor o mais utilizado nos processos industriais, cerca de 90% dos motores usados são de indução (FRANCISCO, 2006). 
A constituição do motor de indução pode ser visto na Figura 2:
Figura 2- Motor de Indução
Fonte: Francisco, 2006.
Para melhor compreensão do funcionamento é descrito abaixo os principais componentes do motor elétrico de indução, o estator e o rotor, tais componentes podem ser vistos na Figura 2.
 O estator é a parte fixa da máquina, composto por chapas ferromagnéticas empilhadas e isoladas entre si e envolto pelas bobinas de cobre esmaltado, esse conjunto é alojado na carcaça do motor e é imóvel (FRANCISCO, 2006). 
O rotor é a parte móvel da máquina, que também é constituído por um núcleo ferromagnético sobre o qual se tem o conjunto de enrolamentos, esse enrolamento se dá em diferentes formas: rotor bobinado, conjunto de condutores paralelos, motor de rotor e curto circuito, entre outros (FRANCISCO, 2006).
Um dos pontos fundamentais para o entendimento dos comandos elétricos é a noção de que “os objetivos principais dos elementos em um painel elétrico são: a) proteger o operador e b) propiciar uma lógica de comando”. (SILVA, 2007)
Partindo do princípio da proteção do operador, observa-se pela Figura 1, uma seqüência genérica dos elementos necessários a partida e manobra de motores, onde são encontrados os seguintes elementos:
· Seccionamento: só pode ser operado sem carga. Usado durante a manutenção e verificação do circuito.
· Proteção contra correntes de curto-circuito: destina-se a proteção dos condutores do circuito terminal.
· Proteção contra correntes de sobrecarga: para proteger as bobinas do enrolamento do motor.
· Dispositivos de manobra: destinam-se a ligar e desligar o motor de forma segura, ou seja, sem que haja o contato do operador no circuito de potência, onde circula a maior corrente. (SILVA, 2007)
3.2.1 - Princípio de Funcionamento
No motor de indução trifásico o estator é composto por três conjuntos de enrolamentos, os quais são colocados distantes 120º entre si. A corrente elétrica trifásica da rede circulando por dentro destes condutores em forma de enrolamento cria um campo magnético girante. Este o campo girante gerado no estator causa uma força eletromotriz nos condutores do rotor, que estão em circuito fechado, surgindo então uma corrente elétrica pelo interior dos condutores do rotor. As correntes induzidas no rotor terão sentido contrário das correntes do estator que lhe deu origem devida suas ações magnéticas explicadas pela lei de Lenz, portanto, a todo instante terá forças eletromagnéticas contrárias entre o rotor e o estator, e como o campo inicial é girante e fixo, o rotor sendo móvel acompanhaesta rotação, tendo então energia mecânica rotacional (FRANCISCO, 2006). 
Na Figura 3 podemos ver um fluxograma que simplifica o princípio de funcionamento do motor de indução.
Figura 3 - Fluxograma do funcionamento de um motor de indução
Fonte: Francisco, 2006.
 3.2.2 - Botoeiras 
A botoeira é uma chave de acionamento que difere das usuais pelo fato de não permanecer na posição de acionamento, pois possui um dispositivo tipo mola que a faz retornar para a posição inicial assim que é cessada a força que lhe fez acionar. A compreensão deste mecanismo é fundamental para o entendimento da existência do “selo” no circuito de comando (SILVA, 2007).
 3.2.3 - Relés 
Os relés são elementos que permite a separação dos circuitos de comando e força por ter seu acionamento por meio de uma bobina eletromagnética. O circuito de força é composto por um terminal comum (3) e outro terminal com duas saídas, uma normalmente fechada (4) e outra normalmente aberta (5), que mudam de estado assim que for feito o acionamento por meio do circuito de comando. O circuito de comando é composto por dois terminais, os quais compreendem o início e o fim de uma bobina, que quando alimentada por tensão faz a comutação dos contatos. Na Figura 4 abaixo podemos ver melhor como funciona este dispositivo. (SILVA, 2007).
Figura 4 - Diagrama esquemático de um relé
Fonte: Silva, 2007
3.2.4 - Contator 
O contator é um dispositivo com o mesmo princípio de funcionamento dos relés. Para Silva (2007, p.18) “O contator é um elemento eletromecânico de comando a distância, com uma única posição em repouso e sem travamento”. 
Composto basicamente em uma bobina eletromagnética e um núcleo ferro magnético dividido em duas partes, uma fixa e outra móvel, no qual é fixado um grupo de contatos. Seu funcionamento consiste na energização da bobina, que cria um campo magnético e movimenta o núcleo, e consequentemente troca o estado do seu grupo de contatos, os normalmente abertos se fecham e os normalmente fechados se abrem (SILVA, 2007). 
Na Figura 5 abaixo podemos ver seus elementos e ter uma melhor compreensão do seu funcionamento
Figura 5 - Diagrama esquemático de um contator
Fonte: Silva, 2007.
3.1.4 - Disjuntor 
Disjuntor representa um equipamento fundamental na segurança das instalações e dos seus utilizadores, sendo responsável por interromper a condução de corrente em condições de curto-circuito ou sobreaquecimento, os quais os cabos da instalação não viriam a aguentar operar nestas situações, portanto o disjuntor abre o circuito. (CUNHA, 2009).
3.1.5 - Disjuntor Motor
Os disjuntores motor são equipamentos destinados a proteção do circuito principal, conseguindo unir controle e proteção do motor em um único dispositivo. Sua proteção é bem abrangente, protegendo motores, instalações sem fusíveis de curto circuito, sobrecarga e falta de fase. Esse dispositivo assegura uma instalação com uma resposta rápida em relação a outros tipos de proteções (RIOLOGIC, 2015).
3.2.2 - Acionamento com Partida Direta
O acionamento por partida direta é a mais básica manobra de motores, utilizada apenas para acionar e interromper o funcionamento de um motor, funcionando em apenas um sentido de rotação. Em uma partida direta o motor parte em plena carga, com toda potência fornecida em um único fechamento (SILVA, 2007). 
Ao apertar a botoeira permite-se a passagem da corrente até a bobina do contator, o qual aciona e fecha seus contatos, permitindo que a tensão chegue ao motor colocando o mesmo em funcionamento. Paralelamente a botoeira é colocado um contato auxiliar normalmente aberto do contator, para fazer o contato de selo, dessa maneira mantendo a bobina de k1 ligada mesmo quando a botoeira volte a posição inicial (SILVA, 2007). 
O diagrama de uma partida direta é mostrado na Figura 6.
Figura 6 - Diagrama de comando e força de uma partida direta de motor
Fonte: NETO, 2003.
3.2.3 - Acionamento com partida reversora
O acionamento por meio de partida reversora é utilizado quando o motor em questão precisa trabalhar nos dois sentidos de reversão. Para que haja essa reversão, é necessário a troca de duas de suas três fases de alimentação. Para esta manobra é utilizado dois contatores, onde suas diferenças estão apenas na troca de duas de suas fases (SILVA, 2007).
Seu funcionamento segue o mesmo princípio do acionamento por partida direta, diferenciando por possuir duas partes de acionamento no circuito de comando, um para cada contator. Intertravamentos são feitos para que os contatores nunca funcionem simultaneamente, causando curtos.
O diagrama de ligação desse tipo de acionamento pode ser visto na Figura 7.
Figura 7 - Diagrama de comando e força de uma partida reversora de motor
Fonte: Neto, 2003.
3.2.4 - Análise detalhada de Diagrama
 	A Figura 8 traz uma análise detalha do circuito de força referente a partida direta com reversão. [1]
Figura 8 - Diagrama de força detalhado
O Disjuntor de Força, tem a função de proteger o circuito e o motor contra curto-circuito, o contator K1 tem a função de quando acionado fazer com que o motor funcione no sentido horário, o contator K2 tem a função de quando acionado fazer com que o motor funcione no sentido anti-horário, o RT - Relé Térmico tem a função de proteger o circuito e o motor contra sobrecargas, o Motor Trifásico tem a função de transformar energia elétrica em energia mecânica. [1]
Depois de detalhar o funcionamento do circuito de força, a figura 9 nos mostra o circuito de comando. 
Figura 9 - Diagrama de comando detalhado
Quando S1 pressionado K1 é acionado, impulsionado o motor a funcionar, no sentido horário, quando S2 pressionado, K1 desliga e K2 funciona impulsionando o motor a funcionar no sentido anti-horário.[1]
4 - MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 - Material
· 2 Botões NA (placa P019)
· 1 Botão NF (placa P020)
· 2 Contatores Tripolares (placa P053)
· 1 Motor Trifasico (placa P003)
· 2 Lâmpadas sinalizadoras Cor Vermelha e Verde (placa P067)
· 1 Disjuntor-motor (placa P068)
· 1 Disjuntor monopolar (placa P055)
· Cabos de Conexões
· Bancada de Teste
4.2 - Procedimento Experimental
Primeiro será montado as placas e conectados os cabos conforme os diagramas mostrados na Figura 10 e Figura 11.
Verifica junto ao professor se as ligações estão corretas conforme os diagramas, confirmando é ligado o disjuntor para permitir a passagem da corrente. Com o sistema energizado apertando o botão B1 é permitido a passagem de energia ao contator K1, o contator é ativado permitindo assim a passagem da corrente para o motor, com K1 ativado é formado um selo para quando o botão voltar a posição original o contator ainda continue energizado, por medida de segurança o contator K1 impede o ligamento do contator K2, isso acontece para evitar que o motor seja energizado para os dois sentidos de rotação.
Para poder reverter o sentido do motor é necessário apertar o botão B2, ao aperta-lo o circuito do contator K1 é aberto, fazendo com que seja desenergizado (ocorrendo a mesma coisa quando se aperta o botão B1, se o circuito que liga K2 estava energizado ele é aberto, interrompendo a energização), permitindo assim que o contator K2 possa ser energizado (pois existe um intertravamento de segurança que impede a energização de K1 e K2 ao mesmo tempo, se um é energizado o circuito do outro é aberto), assim que ele é energizado se forma um selo para quando o botão B2 voltar a sua posição original o contator continue energizado (por medida de segurança o contator K2 impede o ligamento do contator K1).
O botão B0 serve para desligar o motor, quando o mesmo é acionado ele abre o circuito impedindo a energização em qualquer um dos motores, fazendo ele ser desligado independente do sentido.
São utilizadas 2 lâmpadas para indicar o sentido que o motor está funcionando (direto ou reverso), assim que desligado as mesmas são apagadas.
	
Figura 10
Diagrama de Força
Figura 11
Diagrama de comando
4.3 – Benefícios
- Pode-se partir o motor com carga. ( Desde que sejarespeitado seu torque e Fator de Serviço);
- Facilidade na execução do circuito de partida e de comando;
- Baixo custo de componentes para executar o acionamento;
- Simples funcionamento e baixa manutenção;
- Alto torque na ponta do eixo ou seja potência máxima;
- Possibilidade de executar a inversão de rotação do motor quando necessário;
5 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
Avaliando o comportamento da partida reversora é interessante pontuar a importância do intertravamento para a segurança do acionamento, ele é o responsável por impedir que os contatores sejam acionados simultaneamente e assim exclui riscos de curto-circuito em decorrência do selamento simultâneo, uma forma de diminuir mais esses riscos dispõe em adicionar os relés de proteção, em especial o relé térmico e relé de sobre tensão, eles aumentarão a capacidade do sistema de evitar a queima do equipamento.
Outro benefício desse modelo de acionamento está em sua simplicidade que serve de base para modelos mais complexos de acionamentos em sistemas de controle industriais, possibilitando a introdução de botões fim de curso e sensores como ponto de controle e troca do sentido de giro do motor.
Ao observar esse acionamento é importante dar uma atenção especial à corrente de partida no momento da reversão, ela tem um comportamento mais elevado que a corrente nominal na partida. Esse pico de tensão não deve ser desprezado, e sua proteção cuidadosamente avaliada, o que sugere a possibilidade de substituir esse tipo de acionamento por um equipamento que permita a partida em rampa durante a troca do sentido de giro, a exemplo o inversor de frequência.
Entretanto, por questões de custo, ainda é viável utilizar a partida reversora em motores de baixa potência, motores com motofreio e motores cuja finalidade não exija uma troca de sentido de giro imediata e que possibilite a instalação de um temporizador que anteceda a reversão. 
6 - CONCLUSÃO
Dispositivos de partida em motores de indução trifásicos vêm tornando-se cada vez mais atrativos a nível funcional. Com isso evitam-se perdas de energia provocadas pelo desperdício comprovado, segundo instabilidade da tensão que alimenta estes equipamentos e a corrente que está associada às potências por eles aproveitadas. 
O referente trabalho abordou de forma clara e explicativa o acionamento de um motor através da partida direta com reversão. Os motores elétricos são usados em diversas aplicações no mercado, o que exigi consequentemente mais formas de acioná-lo. A partida direta com reversão mostra-se importante, pois possibilita executar a inversão de rotação do motor quando necessário. 
Desta forma, este relatório mostra o funcionamento, e aplicação da partida direta com reversão, assim como seus benefícios e metodologia de acionamento. 
Conclui-se então que esta partida é simples, e de baixa manutenção, além de possibilitar a execução da inversão de rotação do motor, quando necessário.
7 - REFERÊNCIAS
[1]	http://eletrotecnicaeinstrumentacao.blogspot.com.br/2013/09/partida-direta-com-reversao.html
CUNHA, Livia. Os Guardiões da Instalação. Revista Portal O Setor Elétrico, 39ª Ed. São Paulo: Atitude Editorial, 2009.
FRANCISCO, Antonio M.S. Motores de Indução Trifásicos. ETEP, 2009.
GUEDES, Manuel Vaz. O Motor de Indução Trifásico: Seleção e Aplicação. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 1994.
NETO, José Bione et al. Acionamento de Máquinas Elétricas Utilizando CLP. Universidade do Pernambuco, Recife, 2003.
RIOLOGIC. Disponível em:< riologic.com.br/index.php/produto/disjuntores-motor>
SILVA, Marcelo Eurípedes da. Curso de Automação. Piracicaba: Escola de Engenharia de Piracicaba, 2007.