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SÉRIE ELETROELETRÔNICA
COMANDOS
ELÉTRICOS
CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI
Robson Braga de Andrade
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DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor de Educação e Tecnologia
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI
Conselho Nacional
Robson Braga de Andrade
Presidente
SENAI – Departamento Nacional
Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti
Diretor Geral
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Diretor de Operações
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Diretora Associada de Educação Profissional
SÉRIE ELETROELETRÔNICA
COMANDOS
ELÉTRICOS
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FICHA CATALOGRÁFICA
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional.
Comandos Elétricos / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial.
Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial.
Departamento Regional de São Paulo. Brasília: SENAI/DN, 2013.
396 p. il. (Série Eletroeletrônica).
ISBN 978-85-7519-782-0
1. Infraestrutura, dispositivos de proteção e comando dos painéis de
comando elétrico 2. Máquinas elétricas estáticas e rotativas 3. Sensores
4 Sistema de partida direta de motor trifásico de indução rotor gaiola
5. Sistema de reversão de motor trifásico de indução rotor gaiola 6. Sistema
de partida estrela-triângulo de motor trifásico de indução rotor gaiola
7. Sistema de partida compensada de motor trifásico de indução rotor
gaiola 8. Sistema de partida com comutação de velocidade de motor trifásico
de indução rotor gaiola 9. Sistema de partida com aceleração rotórica de
motor trifásico de indução rotor bobinado 10. Diagnóstico de falhas e defeitos
11. Manutenção preventiva. I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial.
Departamento Regional de São Paulo II. Título III. Série
CDU: 005.95
Lista de figuras, quadros e tabelas
Figura 1 - Estrutura curricular do curso Técnico em Eletroeletrônica .............................................................19
Figura 2 - Painel de comando .......................................................................................................................................24
Figura 3 - Tipos de placas de montagem ..................................................................................................................26
Figura 4 - Rebites e rebitadeira .....................................................................................................................................31
Figura 5 - Identificação das medidas do rebite de repuxo .................................................................................31
Figura 6 - Procedimento para prender broca na furadeira – brocas para parafusos mais usados .......33
Figura 7 - Ferramentas para furação e rosca ............................................................................................................33
Figura 8 - Tipos de canaletas .........................................................................................................................................36
Figura 9 - Ferramentas para trabalhos com canaletas ........................................................................................36
Figura 10 - Tipos de acabamentos das canaletas plásticas ...............................................................................37
Figura 11 - Esquadrejadeira elétrica manual ...........................................................................................................37
Figura 12 - Fecho de sobrepor tipo manopla ....................................................................................................38
Figura 13 - Fechos (miolos) de embutir e chaves para fechos ..........................................................................39
Figura 14 - Condutor de aterramento para uso em painel com terminais conectados ...........................40
Figura 15 - Prensa-cabos diversos ...............................................................................................................................40
Figura 16 - Exemplos de serra-copos .........................................................................................................................41
Figura 17 - Simbologia de fusível ................................................................................................................................46
Figura 18 - Fusível tipo D ................................................................................................................................................47
Figura 19 - Partes que compõem o conjunto do fusível tipo D ........................................................................48
Figura 20 - Chave para os parafusos de ajuste tamanhos padrão DII e DIII .................................................49
Figura 21 - Conexões dos condutores linha (rede) e carga
nos terminais da base de fusível tipo D ..............................................................................................50
Figura 22 - Exemplos de Fusíveis de tipo NH ..........................................................................................................51
Figura 23 - Punho para inserção e extração de fusível NH .................................................................................51
Figura 24 - Simbologia de disjuntor termomagnético ........................................................................................53
Figura 25 - Exemplos disjuntores termomagnéticos ............................................................................................54
Figura 26 - Instalação dos disjuntores termomagnéticos...................................................................................55
Figura 27 - Disjuntor Diferencial Residual ................................................................................................................56
Figura 28 - Exemplo de aplicação de Disjuntor DR tetrapolar ..........................................................................57
Figura 29 - Detalhe do ajuste de corrente do relé térmico ...............................................................................58
Figura 30 - Simbologias de relé térmico ...................................................................................................................59
Figura 31 - Exemplos de disjuntor-motor .................................................................................................................60
Figura 32 - Simbologia do disjuntor-motor .............................................................................................................60
Figura 33 - Instalação do disjuntor-motor em redes trifásica, bifásica e monofásica ...............................61
Figura 34 - Instalação do disjuntor-motor em redes de corrente contínua .................................................62
Figura 35 - Chave seccionadora trifásica e simbologia ........................................................................................66
Figura 36 - Identificação dos terminais dos contatos NA e NF de botões ....................................................69Figura 37 - Disposição interna dos contatos de um botão de comando ......................................................69
Figura 38 - Botoeira com três botões de comando ...............................................................................................71
Figura 39 - Chave de fim de curso – dispositivo e mecanismo dos contatos ..............................................72
Figura 40 - Modelos de contatores .............................................................................................................................75
Figura 41 - Composição interna de um contator ...................................................................................................75
Figura 42 - Terminais de conexão A1 e A2 da bobina dos contatores............................................................76
Figura 43 - Terminais de conexão dos contatores de potência ........................................................................77
Figura 44 - Simbologia de um contator de potência ............................................................................................78
Figura 45 - Identificação dos terminais dos contatores auxiliares ...................................................................79
Figura 46 - Simbologia de um contator auxiliar .....................................................................................................79
Figura 47 - Blocos adicionais para contatores .........................................................................................................80
Figura 48 - Tipos de relés suas simbologias .............................................................................................................81
Figura 49 - Exemplo de relé de estado sólido .........................................................................................................82
Figura 50 - Instalação elétrica do relé de estado sólido ......................................................................................83
Figura 51 - Temporizador eletrônico com contatos comutadores .................................................................86
Figura 52 - Conector para aterramento com ponto de contato com trilho DIN 35 ...................................90
Figura 53 - Sistemas de fixação dos fios nos conectores ....................................................................................91
Figura 54 - Conexão correta do condutor no conector industrial ...................................................................92
Figura 55 - Conector com fusível e fusível de vidro ..............................................................................................93
Figura 56 - Tampa de conector para trilho DIN .......................................................................................................94
Figura 57 - Modelo de poste .........................................................................................................................................95
Figura 58 - Régua de bornes com conectores divididos por placas separadoras ......................................95
Figura 59 - Pontes conectoras instaladas em régua de bornes ........................................................................96
Figura 60 - Placas de identificação ..............................................................................................................................97
Figura 61 - Anilhas .............................................................................................................................................................98
Figura 62 - Identificação tipo plaqueta plástica de encaixe com etiqueta impressa ................................99
Figura 63 - Identificação tipo plaqueta de encaixe ............................................................................................ 100
Figura 64 - Carretel porta fita identificadora ........................................................................................................ 101
Figura 65 - Suporte autocolante ............................................................................................................................... 102
Figura 66 - Abraçadeira plástica ................................................................................................................................ 102
Figura 67 - Abraçadeira espiral duto ....................................................................................................................... 103
Figura 68 - Tipos de Terminais .................................................................................................................................... 104
Figura 69 - Alicate para decapagem de condutores .......................................................................................... 105
Figura 70 - Procedimento de prensagem de terminais .................................................................................... 106
Figura 71 - Terminais de tipo ilhós tubular ............................................................................................................ 106
Figura 72 - Procedimento de prensagem de terminais ilhós tubular .......................................................... 107
Figura 73 - Identificação dos cabos e conectores no circuito de potência ............................................... 108
Figura 74 - Identificação dos cabos e conectores no circuito de comando .............................................. 109
Figura 75 - Formatos dos núcleos de transformadores .................................................................................... 115
Figura 76 - Transformador monofásico .................................................................................................................. 116
Figura 77 - Transformador de monofásico com três fios e chave 110 V/220 V ........................................ 117
Figura 78 - Chave HH instalada em transformador monofásico com primário com três fios ............. 118
Figura 79 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios........................................... 119
Figura 80 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios........................................... 119
Figura 81 - Instalação de chave HH em transformador monofásico com primário com 4 .................. 119
Figura 82 - Transformador trifásico .......................................................................................................................... 121
Figura 83 - Ligação de transformador trifásico em Triângulo (∆) - Estrela (Y) .......................................... 123
Figura 84 - Ligação de transformador trifásico em Estrela (Y) - Triângulo (∆) .......................................... 124
Figura 85 - Tipos de motores elétricos ................................................................................................................... 127
Figura 86 - Motor monofásico em corte ................................................................................................................ 128
Figura 87 - Fechamentos do motor monofásico ................................................................................................. 130
Figura 88 - Ligação multifilar ...................................................................................................................................... 130
Figura 89 - Motor trifásico em corte ........................................................................................................................ 132
Figura 90 - Fechamentos do motor trifásico de 6 pontas ................................................................................ 133
Figura 91 - Diagrama multifilar ligação triângulo e ligação estrela ............................................................. 133
Figura 92 - Fechamentos (∆∆) e (∆) do motor trifásico de 9 pontas ........................................................... 134
Figura 93 - Fechamentos YY e Y do motor trifásico de 9 pontas ...................................................................134
Figura 94 - Diagramas multililares do motor trifásico de 9 pontas .............................................................. 135
Figura 95 - Fechamentos do motor trifásico de 12 pontas ............................................................................. 135
Figura 96 - Diagramas multifilares do motor de 12 pontas ............................................................................ 136
Figura 97 - Fechamentos do motor Dahlander (torque constante) ............................................................. 137
Figura 98 - Diagrama multifilar do motor Dahlander ........................................................................................ 137
Figura 99 - Motor trifásico de anéis ......................................................................................................................... 139
Figura 100 - Fechamento de motor de rotor bobinado ................................................................................... 139
Figura 101 - Instalação de reostato de três polos em motor de anéis. ....................................................... 140
Figura 102 - Motor de Corrente Contínua de Ímã Permanente ..................................................................... 143
Figura 103 - Ligação de Motor de Corrente Contínua de Ímã Permanente .............................................. 144
Figura 104 - Motor Corrente Contínua de Estator Bobinado .......................................................................... 145
Figura 105 - Diagrama do Motor de Corrente Contínua .................................................................................. 145
Figura 106 - Motor CC de campo série ................................................................................................................... 146
Figura 107 - Motor CC de campo paralelo ............................................................................................................. 147
Figura 108 - Motor CC de campo composto em derivação ............................................................................ 148
Figura 109 - Motor CC de campo independente ................................................................................................ 148
Figura 110 - Motor CC de campo composto independente ........................................................................... 149
Figura 111 - Simbologia do sensor de proximidade .......................................................................................... 154
Figura 112 - Fixação de sensor em superfície móvel ......................................................................................... 155
Figura 113 - Instalação de sensor em suporte fixo por meio de porcas e arruelas ................................ 155
Figura 114 - Diagrama de instalação de sensor NPN de três fios .................................................................. 157
Figura 115 - Instalação de sensores indutivos ..................................................................................................... 157
Figura 116 - Diagrama de instalação de sensor PNP de três fios .................................................................. 158
Figura 117 - Diagrama de ligação NPN de sensor de quatro fios com 1 contato NA e 1 NF ............... 158
Figura 118 - Esquema de ligação de sensor Namur ........................................................................................... 159
Figura 119 - Funcionamento do Reed Switch: desacionado e acionado ..................................................... 160
Figura 120 - Sensores magnéticos instalados em cilindro pneumático ..................................................... 160
Figura 121 - Sensor indutivo ..................................................................................................................................... 161
Figura 122 - Sensor capacitivo ................................................................................................................................... 162
Figura 123 - Detecção de produto através da embalagem ............................................................................. 163
Figura 124 - Funcionamento do sensor óptico de barreira ............................................................................. 164
Figura 125 - Diagrama da instalação elétrica do sensor óptico de barreira .............................................. 165
Figura 126 - Funcionamento do sensor óptico difuso ...................................................................................... 166
Figura 127 - Diagrama da instalação elétrica do sensor óptico difuso ....................................................... 166
Figura 128 - Funcionamento do sensor retro reflexivo ..................................................................................... 167
Figura 129 - Funcionamento do sensor com fibra óptica ................................................................................ 168
Figura 130 - Sensor identificador de cor e legenda das cores e terminais ................................................ 169
Figura 131 - Diagrama elétrico de instalação do sensor identificador de cor .......................................... 169
Figura 132 - Sensor termopar ................................................................................................................................... 170
Figura 133 - Instalação do termopar em controlador ....................................................................................... 172
Figura 134 - Exemplo Termorresistência PT-100 ................................................................................................ 173
Figura 135 - PTC e símbolo. ......................................................................................................................................... 174
Figura 136 - Modulo de PTC proteção do motor elétrico contra sobretemperaturas ........................... 175
Figura 137 - Exemplos de NTC e símbolo .............................................................................................................. 175
Figura 138 - Sistema atual de bloqueio de placas .............................................................................................. 176
Figura 139 - Sistema de bloqueio de placas após modificação ..................................................................... 177
Figura 140 - Termovisor e Pirômetro infravermelho .......................................................................................... 178
Figura 141 - Tacogerador de uso industrial ........................................................................................................... 179
Figura 142 - Polaridade do tacogerador de acordo com sentido de giro .................................................. 179
Figura 143 - Acoplamento flexível para interligar eixos do tacogerador com o motor ........................ 180
Figura 144 - Encoder ..................................................................................................................................................... 180
Figura 145 - Instalação física do encoder................................................................................................................ 181
Figura 146 - Discos de Encoders: incremental e absoluto ................................................................................ 181
Figura 147 - Extensômetro de lâmina ..................................................................................................................... 183
Figura 148 - Extensômetros ligados em forma de ponte de Wheatstone ................................................. 183
Figura 149 - Fios de conexão em um modelo célula de carga ....................................................................... 184
Figura 150 - Sensor de pressão piezoresistivo modelo Velki IT-TR-FL com conector DIN43650 ....... 185
Figura 151 - Ligações do sensor de pressão com saída de 0 a 10 V à entrada
analógica 1 (AI-1) de um controladorprogramável ................................................................... 185
Figura 152 - Pressostato e aplicação em compressor industrial.................................................................... 186
Figura 153 - Funcionamento de um pressostato industrial ............................................................................ 187
Figura 154 - Sensor de medição de vazão por turbina ..................................................................................... 188
Figura 155 - Instalação de sensor de medição de vazão por turbina .......................................................... 188
Figura 156 - Componentes para instalação do sensor de nível tipo chave-boia .................................... 189
Figura 157 - Sensor de nível por ultrassom, com cápsula apontada para o líquido .............................. 190
Figura 158 - Betoneira ................................................................................................................................................... 194
Figura 159 - Gráfico da corrente do motor da betoneira ................................................................................. 195
Figura 160 - Comparativo entre conjugados e corrente na partida direta ................................................ 196
Figura 161 - Comando de sistema de partida direta ......................................................................................... 198
Figura 162 - Fechamentos e diagrama de entrada e saída das
bobinas de motor de seis pontas .................................................................................................... 200
Figura 163 - Fechamentos e diagrama de entrada e saída das
bobinas de motor de 12 pontas....................................................................................................... 201
Figura 164 - Diagramas de partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (ligar) ......... 203
Figura 165 - Diagramas de partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (ligar) ......... 204
Figura 166 - Diagramas partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (desligar) ........ 205
Figura 167 - Detalhes de um relé térmico ............................................................................................................ 206
Figura 168 - Circuito elétrico para controle de nível de água
com chave-boia e sinalizador sonoro ............................................................................................. 208
Figura 169 - Funcionamento do contato da chave-boia em decorrência do nível da água. .............. 208
Figura 170 - Retífica plana a rebolo equipada com mesa magnética ......................................................... 220
Figura 171 - Rotor do tipo gaiola de esquilo de motor de indução ............................................................. 221
Figura 172 - Estator de um motor trifásico de indução .................................................................................... 222
Figura 173 - Ligação interna de estator de um motor trifásico com fechamento triângulo ............... 222
Figura 174 - Fases do sistema trifásico e relação com o campo girante formado .................................. 223
Figura 175 - Partida direta com reversão ............................................................................................................... 225
Figura 176 - Diagramas de acionamento de comandos (sentido de giro) ................................................ 227
Figura 177 - Diagramas de acionamento de comandos (sentido inverso de giro) ................................. 229
Figura 178 - Contatores com intertravamento mecânico ................................................................................ 230
Figura 179 - Circuito de comando da retificadora plana de rebolo ............................................................. 232
Figura 180 - Sistema de exaustão industrial ......................................................................................................... 242
Figura 181 - Correntes na partida direta e na partida estrela-triângulo ..................................................... 243
Figura 182 - Comparativo entre corrente e conjugado na partida direta
e na partida estrela-triângulo ........................................................................................................... 244
Figura 183 - Tensões de linha e de fase em um circuito com fechamento triângulo (∆) ...................... 247
Figura 184 - Tensões de linha e de fase em um motor com fechamento em estrela (Y) ...................... 247
Figura 185 - Correntes de linha e de fase em um motor com fechamento em estrela (Y) .................. 248
Figura 186 - Correntes de linha e de fase em um motor com fechamento em triângulo (∆) ............. 249
Figura 187 - Fechamentos em estrela (Y) e em triângulo ou delta (∆) ...................................................... 249
Figura 188 - Funcionamento de um temporizador ............................................................................................ 250
Figura 189 - Diagramas da partida estrela-triângulo ........................................................................................ 252
Figura 190 - Sequência de funcionamento do comando de partida estrela ............................................ 253
Figura 191 - Diagrama de potência (partida estrela) ......................................................................................... 254
Figura 192 - Sequência de funcionamento do comando (partida triângulo) .......................................... 256
Figura 193 - Diagrama de potência (partida triângulo) .................................................................................... 257
Figura 194 - Diagramas de partida estrela-triângulo ........................................................................................ 258
Figura 195 - Supressor de ruídos .............................................................................................................................. 260
Figura 196 - Compressor de ar a pistão com motor trifásico (à direita)
acionado por chave compensadora (à esquerda) ..................................................................... 268
Figura 197 - Autotransformador (redutor) com tapes de tensão de 65% e 80% .................................... 269
Figura 198 - Comparativo entre correntes e conjugado com autotransformador
para 80% da tensão nominal ............................................................................................................ 270
Figura 199 - Diagramas de circuito com chave compensadora .................................................................... 273
Figura 200 - Diagramas de sistema de partida com autotransformador ................................................... 277
Figura 201 - Exemplos de transformadores de corrente .................................................................................. 278
Figura 202 - Símbolos do transformador de corrente e normas técnicas relacionadas ....................... 279
Figura 203 - TC, amperímetro e ligação de TC com amperímetro ................................................................ 280
Figura 204 - Transformador de potencial (TP), voltímetro e ligação de TP com voltímetro ................ 281
Figura 205 - Módulo de relé de proteção térmica e do sensor de temperatura PTC ............................. 281
Figura 206 - Funcionamento do módulo de relé de proteção térmica ....................................................... 282
Figura 207 - Diagrama de potência e comando para partida de motor
com autotransformador equipado com relé de proteção
térmica por sensor PTC, TC e amperímetro de painel .............................................................. 284
Figura 208 - Torno convencional equipado com motor Dahlander ............................................................. 292
Figura 209 - Motor Dahlander ...................................................................................................................................293
Figura 210 - Formação de polos Norte (N) e Sul (S) magnéticos ................................................................... 293
Figura 211 - Formação de polos magnéticos ativos e consequentes .......................................................... 294
Figura 212 - Fechamento do motor Dahlander para quatro polos - velocidade baixa ......................... 296
Figura 213 - Estator do motor Dahlander fechado com quatro polos - velocidade baixa ................... 297
Figura 214 - Fechamento do motor Dahlander para dois polos - velocidade alta ................................. 298
Figura 215 - Estator do motor Dahlander fechado com dois polos - velocidade alta ........................... 299
Figura 216 - Diagrama de potência e comando de partida do motor Dahlander .................................. 301
Figura 217 - Chave comutadora de velocidades em motor Dahlander ...................................................... 303
Figura 218 - Diagrama elétrico de um torno convencional com comutação
de velocidades por motor Dahlander ............................................................................................ 305
Figura 219 - Contato em bom estado ..................................................................................................................... 307
Figura 220 - Tacômetro digital ótico ........................................................................................................................ 308
Figura 221 - Relé de falta de fase e seu diagrama de instalação ................................................................... 309
Figura 222 - Ponte rolante em ambiente industrial ........................................................................................... 320
Figura 223 - Motor de rotor bobinado .................................................................................................................... 322
Figura 224 - Campos eletromagnéticos formados no interior do rotor
em curto-circuito de um motor trifásico comum ...................................................................... 323
Figura 225 - Motor de rotor bobinado ligado a reostato ................................................................................. 324
Figura 226 - Diagrama de potência do sistema de partida
com aceleração rotórica automática .............................................................................................. 325
Figura 227 - Diagrama auxiliar para comando do sistema de partida
de aceleração rotórica automática ................................................................................................. 327
Figura 228 - Estágio 1: velocidade muito baixa ................................................................................................... 328
Figura 229 - Estágio 2: velocidade baixa ................................................................................................................ 329
Figura 230 - Estágio 3: velocidade média .............................................................................................................. 330
Figura 231 - Estágio 4, final: velocidade nominal ............................................................................................... 331
Figura 232 - Layout do setor de descarga de placas .......................................................................................... 341
Figura 233 - Inspeção visual do sistema em manutenção ............................................................................... 345
Figura 234 - Variação aproximada da resistência de isolamento com a temperatura ........................... 350
Figura 235 - Gráfico de tendências de corrente do motor M1 ...................................................................... 353
Figura 236 - Formulário de testes do motor M1 .................................................................................................. 356
Figura 237 - Simulação da tela de software para o registro de manutenção ............................................ 358
Figura 238 - Simulação da tela de software para encerramento de Ordem de Serviço (OS) .............. 359
Figura 239 - Disjuntor bloqueado para reenergização ..................................................................................... 362
Figura 240 - Layout do setor de descarga de placas .......................................................................................... 370
Figura 241 - Exemplo de centro de controle de motores (CCM) ................................................................... 372
Figura 242 - Medição de corrente do motor com alicate-amperímetro .................................................... 373
Figura 243 - Medição termográfica com termovisor ......................................................................................... 373
Figura 244 - Botões de teste no disjuntor-motor e relé térmico ................................................................... 380
Quadro 1 - Especificação técnica de um painel de comando ...........................................................................28
Quadro 2 - Tipos de trilhos .............................................................................................................................................29
Quadro 3 - Valores padronizados de correntes e cores das espoletas dos fusíveis tipo D .....................48
Quadro 4 - Símbolos e cores que indicam o acionamento dos disjuntores ................................................55
Quadro 5 - Chave seccionadora geral com aterramento temporário ............................................................67
Quadro 6 - Tipos de botões............................................................................................................................................70
Quadro 7 - Tipos de fins de curso ................................................................................................................................73
Quadro 8 - Sinalizadores sonoros ................................................................................................................................84
Quadro 9 - Sinalizadores luminosos ...........................................................................................................................85
Quadro 10 - Temporizadores .........................................................................................................................................87
Quadro 11 - Simbologia para conexões elétricas ..................................................................................................89
Quadro 12 - Exemplos de fechamentos de transformador trifásico ............................................................ 122
Quadro 13 - Padrão de cor para identificação de fios em sensor de tensão contínua .......................... 156
Quadro 14 - Exemplos de termopar ........................................................................................................................ 171
Quadro 15 - Diagrama de instalação de termorresistência PT-100 .............................................................. 173
Quadro 16 - Codificação de cor do Conector DIN .............................................................................................. 186
Quadro 17 – Principais falhas nos componentes da potência e efeitos no circuito .............................. 209
Quadro 18– Alguns procedimentos de teste para diagnóstico de falha na potência ........................... 211
Quadro 19 – F alhas comuns nos componentes do comando e efeitos no circuito .............................. 213
Quadro 20 – Principais procedimentos de teste nos componentes do circuito de comando ........... 215
Quadro 21 - Principais falhas nos componentes de comando e potência
em sistemas de partida direta de motores com reversão ...................................................... 234
Quadro 22 - Principais procedimentos de teste para diagnóstico de falha
nos componentes decomando e potência em sistemas de
partida direta de motores com reversão ...................................................................................... 236
Quadro 23 - Principais falhas nos componentes de comando e potência
em sistemas de partida estrela-triângulo de motores ............................................................. 260
Quadro 24 - Principais procedimentos de teste para diagnóstico de falha
nos componentes de comando e potência ................................................................................. 262
Quadro 25 - Principais falhas nos componentes de comando
em sistemas de partida estrela-triângulo de motores ............................................................. 285
Quadro 26 - Principais procedimentos de teste para
diagnóstico de falha nos componentes de potência ............................................................... 287
Quadro 27 - Relação entre número de polos e velocidade ............................................................................. 295
Quadro 28 - Diagrama de fechamento de chave de comutação polar ...................................................... 304
Quadro 29 - Principais falhas nos dispositivos de comando e potência
em circuitos com motor Dahlander ................................................................................................ 310
Quadro 30 - Procedimentos de teste nos dispositivos de circuitos com motor Dahlander ................ 312
Quadro 31 - Principais falhas nos dispositivos de comando e potência
em circuitos de motor de aceleração rotórica ............................................................................ 333
Quadro 32 - Procedimentos de teste nos dispositivos de circuitos
de motor de aceleração rotórica...................................................................................................... 335
Quadro 33 - Levantamento de hipóteses sobre a falha no motor M1 ........................................................ 343
Quadro 34 - Verificação para comprovação das hipóteses ............................................................................. 344
Quadro 35 - Comprovação de hipóteses pela inspeção visual ...................................................................... 345
Quadro 36 - Teste de continuidade .......................................................................................................................... 347
Quadro 37 - Instrumento megômetro para teste de resistência de isolação ........................................... 348
Quadro 38 - Medição de resistência de isolação do motor M1 a 40 °C ....................................................... 351
Quadro 39 - Exemplo do plano de inspeção do sistema de descarga de placas .................................... 375
Quadro 40 - Resultado da rotina de inspeção ..................................................................................................... 376
Quadro 41 - Plano de manutenção preventiva do processo de descarga de placas ............................. 378
Quadro 42 - Plano de manutenção preditiva do motor M1 do setor de descarga de placas ............. 381
Tabela 1 - Especificações das medidas de rebites .................................................................................................32
Tabela 2 - Tabela de seleção de prensa-cabos ........................................................................................................42
Tabela 3 - Medidas de serra-copo................................................................................................................................42
Tabela 4 - Faixas de corrente de cada tamanho de base NH de fusível .........................................................52
Tabela 5 - Exemplo de especificações de conectores. .........................................................................................89
Tabela 6 – Exemplo de manual de motor para identificação das pontas. ................................................. 138
Tabela 7 – Comparação da partida do motor com a decolagem de um avião ........................................ 197
Tabela 8 - Dados de uma aplicação prática para análise .................................................................................. 245
Tabela 9 - Comparativo entre sistema de partida direta e sistema de partida estrela-triângulo ...... 246
Sumário
1 Introdução ........................................................................................................................................................................19
2 Infraestrutura de Painel de Comando Elétrico Industrial ...............................................................................23
2.1 Painéis de comando ...................................................................................................................................24
2.1.1 Caixa ..............................................................................................................................................25
2.1.2 Porta e tampa .............................................................................................................................25
2.1.3 Placa de montagem .................................................................................................................25
2.2 Trilhos ..............................................................................................................................................................28
2.2.1 Tipos de trilhos ...........................................................................................................................29
2.2.2 Fixação de trilhos ......................................................................................................................30
2.3 Canaletas ........................................................................................................................................................35
2.4 Acessórios ......................................................................................................................................................38
2.4.1 Fechos de painéis ......................................................................................................................38
2.4.2 Cabo de aterramento elétrico ..............................................................................................39
2.4.3 Prensa-cabos ..............................................................................................................................40
3 Dispositivos de Proteção Eletroeletrônicos Industriais ....................................................................................45
3.1 Fusíveis ............................................................................................................................................................46
3.1.1 Fusíveis Tipo D ............................................................................................................................47
3.1.2 Fusíveis Tipo NH .......................................................................................................................50
3.2 Disjuntores ....................................................................................................................................................53
3.2.1 Disjuntores termomagnéticos ............................................................................................53
3.2.2 Disjuntores Diferenciais Residuais (Disjuntores DR) .....................................................56
3.3 Relés Térmicos ..............................................................................................................................................58
3.4 Disjuntor-motor ...........................................................................................................................................60
4 Dispositivos de Comandos Eletroeletrônicos Industriais ................................................................................654.1 Chaves Seccionadoras ...............................................................................................................................66
4.2 Botões e chaves fim de curso .................................................................................................................68
4.2.1 Botões ...........................................................................................................................................68
4.2.2 Chaves fim de curso .................................................................................................................72
4.3 Contatores ....................................................................................................................................................74
4.3.1 Contatores principais ou de potência ...............................................................................74
4.3.2 Contatores auxiliares ...............................................................................................................78
4.4 Relés .................................................................................................................................................................80
4.5 Sinalizadores ................................................................................................................................................83
4.5.1 Sinalizador Sonoro ...................................................................................................................83
4.5.2 Sinalizador Luminoso ..............................................................................................................84
4.6 Temporizadores ...........................................................................................................................................86
4.7 Conectores ....................................................................................................................................................88
4.8 Acessórios para régua de bornes ..........................................................................................................94
4.8.1 Tampa ............................................................................................................................................94
4.8.2 Poste ..............................................................................................................................................95
4.8.3 Placas separadoras ...................................................................................................................95
4.8.4 Ponte Conectora ........................................................................................................................96
4.8.5 Identificadores para conectores ..........................................................................................96
4.8.6 Identificadores para condutores .........................................................................................98
4.8.7 Acessórios para fixação dos condutores em painéis de comando ...................... 101
4.8.8 Terminais elétricos ................................................................................................................. 104
5 Máquinas Elétricas Estáticas ................................................................................................................................... 113
5.1 Características dos transformadores ................................................................................................. 114
5.1.1 Núcleo ........................................................................................................................................ 115
5.1.2 Bobinas ...................................................................................................................................... 115
5.2 Tipos de transformadores ..................................................................................................................... 116
5.2.1 Transformadores monofásicos .......................................................................................... 116
5.2.2 Transformadores trifásicos .................................................................................................. 120
6 Máquinas Elétricas Rotativas .................................................................................................................................. 127
6.1 Motores elétricos de corrente alternada ........................................................................................ 128
6.1.1 Motor Elétrico Monofásico de fase auxiliar .................................................................. 128
6.1.2 Motores Elétricos Trifásicos ............................................................................................... 131
6.2 Motores elétricos de corrente contínua .......................................................................................... 142
6.2.1 Motores de Ímã Permanente ............................................................................................ 142
6.2.2 Motores de Estator Bobinado .......................................................................................... 144
7 Sensores Industriais ................................................................................................................................................... 153
7.1 Sensores de proximidade ..................................................................................................................... 154
7.1.1 Instalação física ...................................................................................................................... 154
7.1.2 Instalação elétrica ................................................................................................................. 156
7.1.3 Sensores de proximidade magnéticos ........................................................................... 160
7.1.4 Sensores de proximidade indutivos ................................................................................ 161
7.1.5 Sensor de proximidade capacitivo ................................................................................. 162
7.1.6 Sensores de proximidade ópticos ................................................................................... 163
7.2 Sensores de temperatura ...................................................................................................................... 170
7.2.1 Sensor termopar .................................................................................................................... 170
7.2.2 Sensor Termorresistências PT-100 .................................................................................... 172
7.2.3 Sensores termistores PTC e NTC ....................................................................................... 174
7.2.4 Sensores por infravermelho ............................................................................................... 178
7.3 Sensores de velocidade e posição ..................................................................................................... 178
7.3.1 Tacogerador ............................................................................................................................. 179
7.3.2 Encoder ....................................................................................................................................... 180
7.4 Sensores de pressão ............................................................................................................................... 182
7.4.1 Sensores de pressão célula de carga ............................................................................. 182
7.4.2 Sensor de pressão piezoresistivo .................................................................................... 184
7.4.3 Sensor Pressostato ................................................................................................................. 186
7.5 Sensorde vazão ........................................................................................................................................ 187
7.6 Sensor de Nível ....................................................................................................................................... 189
7.6.1 Sensor de nível por chave-boia ........................................................................................ 189
7.6.2 Sensor de nível por ultrassom ........................................................................................... 190
8 Sistema de Partida Direta de Motores Elétricos ............................................................................................... 193
8.1 Finalidade do sistema de partida direta .......................................................................................... 194
8.2 Funcionamento do sistema de partida direta ............................................................................... 198
8.2.1 Componentes do circuito principal ou de potência ................................................. 199
8.2.2 Componentes do circuito de comando ......................................................................... 201
8.3 Manutenção no sistema de partida direta ...................................................................................... 209
9 Sistema de Partida Direta de Motores Elétricos com Reversão .................................................................. 219
9.1 Finalidade da partida direta com reversão ..................................................................................... 220
9.2 Características construtivas internas e princípio de
funcionamento de motor trifásico de gaiola de esquilo ........................................................... 221
9.3 Funcionamento da partida direta com reversão .......................................................................... 224
9.4 Manutenção do sistema de partida direta com reversão .......................................................... 233
10 Sistema de Partida Estrela-Triângulo de Motores Elétricos ....................................................................... 241
10.1 Finalidade da partida estrela-triângulo ......................................................................................... 242
10.2 Funcionamento da partida estrela-triângulo .............................................................................. 249
10.3 Manutenção do sistema de partida estrela-triângulo ............................................................. 260
11 Sistema de Partida de Motores Elétricos com Chave Compensadora ................................................. 267
11.1 Finalidade da partida com chave compensadora ..................................................................... 268
11.2 Funcionamento da partida com chave compensadora .......................................................... 271
11.3 Manutenção do sistema de partida com autotransformador ............................................... 285
12 Sistema de Partida de Motores com Comutação de Velocidades .......................................................... 291
12.1 Finalidade da partida com motor Dahlander .............................................................................. 292
12.2 Características construtivas internas e princípio de
funcionamento de motor trifásico Dahlander ........................................................................... 293
12.3 Funcionamento da partida com motor Dahlander ................................................................... 300
12.4 Manutenção do sistema de partida de motores Dahlander .................................................. 306
13 Sistema de Partida de Motores com Aceleração Rotórica ........................................................................ 319
13.1 Finalidade da partida do motor com aceleração rotórica ...................................................... 320
13.2 Características construtivas internas e princípio de
funcionamento do motor de aceleração rotórica ..................................................................... 321
13.3 Funcionamento da partida com o motor de aceleração rotórica ........................................ 325
13.4 Manutenção do sistema de partida de motores com aceleração rotórica ....................... 333
14 Diagnóstico de Falhas e Defeitos em Sistemas Elétricos Industriais ..................................................... 339
14.1 Manutenção corretiva em sistemas elétricos industriais ........................................................ 340
14.2 Levantamento de hipóteses sobre a falha ................................................................................... 343
14.3 Diagnóstico de falhas por software ................................................................................................. 352
14.4 Comparação com outro equipamento .......................................................................................... 354
14.5 Validação da manutenção corretiva ............................................................................................... 355
14.5.1 Validação da medição de grandezas envolvidas ..................................................... 355
14.5.2 Rotina para testes de funcionamento do sistema ................................................... 357
14.5.3 Registro de informações de manutenção .................................................................. 357
14.5.4 Rotina de encerramento da Ordem de Serviço (OS)............................................... 359
14.6 Aspectos relacionados ao meio ambiente, à saúde e à segurança
do trabalho em serviços de manutenção industrial ................................................................. 361
15 Manutenção Preventiva ......................................................................................................................................... 369
15.1 Procedimentos para manutenção preventiva ............................................................................ 370
15.1.1 Inspeção elétrica .................................................................................................................. 371
15.1.2 Registro de anomalias ....................................................................................................... 376
15.2 Plano de manutenção preventiva ................................................................................................... 377
15.2.1 Teste dos dispositivos de proteção (disjuntor-motor e relé térmico) ............... 379
15.3 Planejamento da manutenção preditiva ...................................................................................... 381
Referências ........................................................................................................................................................................ 387
Minicurrículo dos autores ........................................................................................................................................... 391
Índice .................................................................................................................................................................................. 393
Introdução
1
Nesta unidade curricular de Comandos elétricos do curso Eletricista Industrial, abordare-
mos os conhecimentos necessários para o desenvolvimento das capacidades técnicas, sociais,
organizativas e metodológicas relativas à instalação dos comandos e controles eletroeletrôni-
cos das máquinas industriais.
Esta unidade será desenvolvida em carga horária prevista de 120 horas. Observe o esquema
ilustrado a seguir.
QUADRO DE ORGANIZAÇÃO CURRICULAR
• Eletricista Geral (80 h)
• Instalações Elétricas (80 h)
• Comandos Elétricos (120 h)
• Controladores Lógicos Programáveis (60 h)
• Conversores e Inversores (40 h)
Eletricista Industrial (380 h)
Figura 1 - Estruturacurricular do curso Técnico em Eletroeletrônica
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esta unidade curricular fornecerá subsídios para o desenvolvimento das seguintes capaci-
dades técnicas:
a) utilizar dispositivos de comandos, sinalização e interfaceamento;
b) testar a continuidade, a isolação e o funcionamento de componentes elétricos;
c) realizar manutenções preventiva e corretiva de sistemas de comandos elétricos;
20 COMANDOS ELÉTRICOS
d) esboçar circuitos elétricos de comando;
e) implementar sistemas de comandos elétricos;
f ) reparar defeitos em comandos elétricos;
g) aplicar normas e procedimentos de segurança e saúde no trabalho e de
proteção ao meio ambiente.
Nesta unidade, serão abordadas capacidades sociais, organizativas e metodo-
lógicas de:
a) trabalhar em equipe;
b) prever conseqüências;
c) manter-se atualizado tecnicamente;
d) ter atenção a detalhes;
e) ser organizado.
Como eletricista industrial, você atuará na confeccção ou montagem e na
instalação de elementos, como:
a) painéis ou quadros de comandos eletroeletrônicos para motores e geradores;
b) sistemas de partida convencionais e eletrônicos de motores elétricos; e
Para contribuir com os seus estudos, este livro está dividido em 15 capítulos.
Nos capítulos 2, 3 e 4 apresentaremos a infraestrutura e os dispositivos de pro-
teção e comando dos painéis de comando, parte integrante de todo equipamen-
to ou máquina eletroeletrônica industrial.
Nos capítulos 5 e 6 veremos as máquinas elétricas estáticas e rotativas.
A parte eletrônica, responsável pelo sensoriamento, controle e acionamento
de motores elétricos, você vai conhecer nos capítulos de 7 a 13.
Nos capítulos 14 e 15 veremos procedimentos para a realização da manuten-
ção de sistemas de eletroeletrônicos industriais.
Agora que você viu o que irá estudar neste livro, pode estar pensando no
quanto esses temas são desafiadores. Mas fique tranquilo, pois com estudo e de-
dicação, ao fim desta unidade, você terá adquirido os conhecimentos necessários
para desenvolver as capacidades técnicas para atuar como eletricista industrial.
Vamos começar mais este desafio?
21
Anotações:
1 INTRODUÇÃO
Infraestrutura de Painel de
Comando Elétrico Industrial
2
Você, que está se qualifi cando como eletricista, já se imaginou montando o painel de uma
máquina de produção industrial? Pois bem, antes de instalar os dispositivos eletroeletrônicos
presentes em uma máquina é necessário montar a infraestrutura do painel de comando que
os receberá.
Esta é a etapa inicial do seu trabalho como eletricista. Por isso, neste capítulo você vai apren-
der a instalar os componentes básicos da infraestrutura dos painéis, e conhecer os procedi-
mentos necessários para a instalação desses equipamentos, assim como as ferramentas elétri-
cas e manuais envolvidas nessa atividade.
24 COMANDOS ELÉTRICOS
2.1 PAINÉIS DE COMANDO
Qualquer tipo de máquina industrial que você imaginar, por exemplo, de en-
vasar (engarrafar) refrigerantes, de tecer, de fabricar móveis, possui um painel de
comando.
O painel de comando é um conjunto importante, porque contém os disposi-
tivos eletroeletrônicos que controlam o funcionamento da máquina. Sua infraes-
trutura é composta de:
a) caixa;
b) trilhos;
c) canaletas;
d) acessórios.
caixa
trilho
canaleta
porta
ou
tampa
acessório
Figura 2 - Painel de comando
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esses itens da infraestrutura dos painéis servem de suporte para os disposi-
tivos da instalação elétrica, tais como: fusíveis, disjuntores, contatores (relé ele-
tromagnético industrial), relés térmicos, disjuntores, motor, temporizadores,
transformadores de comando, conectores, botões ou chaves de comando e sina-
lizadores luminosos.
A seguir, veremos cada um desses itens básicos da infraestrutura mais deta-
lhadamente.
25
2.1.1 CAIXA
As caixas são retangulares ou quadradas e possuem furos destinados à fixação
da placa de montagem que será instalada em seu interior.
Podem ser feitas de vários materiais. As mais comuns são: as metálicas (em aço,
em alumínio ou em inox), as plásticas e as de fibra de vidro.
A caixa contendo o comando elétrico de uma máquina também é conhecida
por quadro de comando ou (para as de maior porte) armário elétrico.
2.1.2 PORTA E TAMPA
As portas e as tampas servem para fechar a caixa ou painel de comando ele-
troeletrônico e, nos casos de operação pelo usuário, também servem para acomo-
dar a instalação de botões, chaves, sinalização e Interface Homem-Máquina (IHM).
Para evitar a entrada de poeira e outras impurezas, normalmente as portas e
as tampas possuem vedação de borracha e são acopladas à caixa por meio de
dobradiças ou parafusos. Alguns profissionais diferenciam essa parte da caixa
chamando-a de “porta” quando ela possui dobradiça. Quando há qualquer outro
sistema de fixação, chamam-na de tampa.
As portas ou tampas, assim como as caixas, são pintadas em tons de cinza ou
bege, atendendo a dois padrões internacionais de cores: o padrão RAL ou padrão
MUNSELL. Exemplos de cores: Cinza RAL 7032 e MUNSELL N6.5.
2.1.3 PLACA DE MONTAGEM
A placa de montagem, também conhecida por chassi, bandeja ou almofada, é o
suporte para a instalação dos elementos de comando que veremos adiante. Ela pos-
sui quatro furos para fixação – um em cada extremidade – e é vista somente quando
abrimos a porta do painel. No momento da montagem, o instalador solta os parafu-
sos, ou as porcas, retira a placa de montagem e inicia a instalação dos componentes.
SAIBA
MAIS
O sistema de cores de Munsell foi criado nos Estados Unidos
e leva em consideração três variáveis fundamentais para
definição da cor: tonalidade, luminosidade e saturação. O
sistema RAL foi criado na Alemanha, pela comissão Reichs
Ausschussfür Lieferbedingungen, e resultou em uma cole-
ção de 40 tons, denominada RAL 840. Para saber mais sobre
esses padrões de cores, pesquise em sites de busca, digitan-
do as palavras-chave: padrão MUNSELL, padrão RAL. Você
encontrará diversas empresas que fornecem informações a
respeito desses padrões.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
26 COMANDOS ELÉTRICOS
As placas podem ser encontradas com dois padrões de acabamento: com pin-
tura na cor alaranjada ou com tratamento metalizado, como você pode observar
na figura a seguir.
Placa de montagem alaranjada
Placa de montagem metalizada
Figura 3 - Tipos de placas de montagem
Fonte: SENAI-SP (2013)
Você pode estar se perguntando: qual é a diferença entre esses dois tipos de
placas de montagem? A diferença está nas normas nas quais elas se enquadram,
como veremos a seguir.
1 GALVANIZAÇÃO
É um processo
eletroquímico (frio)
aplicado a metais ferrosos
no qual o metal recebe a
deposição de uma camada
superficial de material mais
nobre, melhorando sua
aparência e tornando-o
mais resistente à corrosão.
2 ZINCAGEM
Zincagem ou galvanização
a fogo (a quente) é um
processo para proteção
contra corrosão em que o
metal ferroso é submerso
em um forno que contém
uma solução com zinco
derretido.
3 EMI
EMI (em inglês,
eletromagnetic interference)
é um campo elétrico
capaz de alterar o
funcionamento de um
dispositivo eletrônico.
Alguns equipamentos
eletrônicos geram campos
eletromagnéticos que
podem ser prejudiciais ao
funcionamento de outros
circuitos.
27
Placa de montagem alaranjada
As placas de montagem são pintadas na cor alaranjada para atender normas.
Algumas delas são:
a) Norma Regulamentadora 10 – NR 10 (2004, p. 6), segurança em instalações
e serviços em eletricidade, no item 10.10.1 cita: “nas instalações e serviços
em eletricidade deve ser adotada sinalização adequada de segurança, des-
tinada à advertência e à identificação, obedecendo ao disposto na NR 26
– Sinalização de Segurança”.
b) Norma Regulamentadora 26 – NR 26 (2011, p. 1), que trata da sinalização
de segurança, no item 26.1.2 cita: “as cores utilizadas nos locais de trabalho
para identificar os equipamentos de segurança, delimitaráreas [...] e adver-
tir contra riscos, devem atender ao disposto nas normas técnicas oficiais”.
c) Norma Brasileira NBR 7195 (1995), da Associação Brasileira de Normas Técnicas
(ABNT), que trata do estudo de cores na segurança do trabalho, menciona que
a cor alaranjada é empregada para indicar perigo. No item 3.1.2 (p. 1-2) des-
ta norma define-se que “a cor alaranjada deve ser empregada para identificar:
a) partes móveis e perigosas de máquinas e equipamentos; b) faces e prote-
ções internas de caixas de dispositivos elétricos que possam ser abertas”.
No caso dos painéis, a placa de montagem se enquadra nessa última norma e,
de acordo com o segundo item, há interpretação de que até as laterais internas do
painel e parte interna da porta devem ser pintadas na cor alaranjada.
Placa de montagem metalizada
As placas de montagem com acabamento metalizado são aquelas que pos-
suem tratamentos do tipo galvanizado1 ou zincado2. Os acabamentos metalizados
são preferidos por possuir maior capacidade de dissipação térmica e por serem
mais eficientes contra perturbações ou Interferências Eletromagnéticas (EMI3).
O acabamento de tipo metalizado atende à normas internacionais, por isso é
um padrão utilizado por empresas estrangeiras ou que produzem para exportação.
Alguns fabricantes nacionais de máquinas e equipamentos eletroeletrônicos
produzem máquinas contendo placa de montagem com acabamento metaliza-
do, e as laterais internas do painel pintadas de alaranjado, visando atender tanto
às normas nacionais quanto às internacionais.
Agora que você já tem uma boa noção de painéis de comando elétrico, veja
um exemplo de especificação para uma máquina industrial no quadro 1.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
28 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 1 - Especificação técnica de um painel de comando
FABRICANTE X – PAINEL MODELO MÉDIO PORTE
Código Altura (A) Largura (L) Profundidade (P) Peso (Kg)
EE468 800 mm 600 mm 400 mm 34,0
Demais características técnicas importantes a serem especificadas:
Caixa - Monobloco em chapa de aço de 1,5 mm de espessura. Pintura eletrostática em pó poliéster
cinza (RAL 7032).
Placa de Montagem - Em chapa de aço de 2,25 mm de espessura. Pintura eletrostática em pó
poliéster laranja (RAL 2000).
Porta - Em chapa de aço de 1,5 mm de espessura. Pintura eletrostática em pó poliéster cinza (RAL
7032). Abertura à esquerda ou à direita de 130°. Perfis verticais perfurados.
Fecho - Rápido com miolo universal.
Normatização - IP 65 (NBR 6146, DIN 40050, IEC 529).
Nota: O IP indica o grau de proteção que o produto possui contra entrada de água e poeira.
Fonte: Dados obtidos em <www.taunus.com.br>.
Observe que, de acordo com o quadro 1, você deve considerar as dimensões, a
espessura e o acabamento das chapas de aço, além do grau de proteção de acordo
com o ambiente onde o painel será instalado e o tipo de fecho escolhido. Veremos
adiante como definir essas características e as normas internacionais relacionadas.
Apesar de existirem normas e padrões para as placas de montagem, algumas
empresas ainda utilizam padrões antigos ou sistemas próprios de acabamento.
2.2 TRILHOS
Os trilhos usados em painéis de comandos elétricos servem para fixar e manter
os dispositivos elétricos alinhados em uma mesma posição.
Eles são fabricados em material metálico, principalmente aço bicromatizado
ou galvanizado. Podem também ser encontrados em alumínio ou cobre. Normal-
mente, são fornecidos já perfurados para facilitar a instalação, mas também há
a opção de não perfurados. Os fabricantes fornecem esses trilhos em barras de
geralmente 2 m de comprimento.
Existem alguns tipos e modelos. Vamos conhecer, agora, os principais.
29
2.2.1 TIPOS DE TRILHOS
Você pode encontrar, basicamente, quatro padrões de trilho de fi xação para a
montagem de painéis: o padrão DIN 35 (que é o mais comum), o DIN 32, o DIN
15 e o DIN 35/15, como verá a seguir.
Quadro 2 - Tipos de trilhos
TRILHO FIGURA DIMENSÕES APLICAÇÃO
DIN 35
35 mm (largura)
A altura pode ser de
5 mm ou 7,5 mm
Usado na fi xação de disposi-
tivos eletroeletrônicos tais
como fusíveis, contatores,
relés temporizadores.
DIN 32 32 mm (largura)
Destinado essencialmente à
fi xação de bornes.
DIN 15 15 mm (largura)
Utilizado para dispositivos
eletroeletrônicos de menor
porte e pequenos equipa-
mentos eletrônicos, tais
como controladores de
lubrifi cação.
DIN 35/15
35 mm (largura) X 15
mm (altura)
Empregado na fi xação de
dispositivos eletroeletrônic-
os, especialmente equipa-
mentos que demandem
um trilho mais alto que o
convencional, como é o caso
de alguns Controladores
Programáveis (CPs) com-
pactos.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
30 COMANDOS ELÉTRICOS
Na prática, percebemos que cada fabricante de trilho procura formar sua pró-
pria regra de especificação, colocando alguma(s) letra(s) antecedendo a parte nu-
mérica do código DIN. Veja: o trilho NS35/15 é equivalente ao DIN 35/15, e o trilho
TS 35 é o mesmo que o DIN 35. A primeira letra está relacionada a um código
adotado pelo fabricante, enquanto que a segunda, normalmente, está associada
ao tipo do trilho, nesse caso standard ou básico.
Agora que você já conhece os principais trilhos, vamos ver como fixá-los na
placa de montagem.
2.2.2 FIXAÇÃO DE TRILHOS
Para fixar os trilhos: alinhe seus furos em cima da placa de montagem na posição
exata onde será instalado; marque as posições dos furos, usando uma caneta de
ponta porosa; e depois use uma punção de bico4 e um martelo para facilitar a fura-
ção, pois o afundamento promovido pela ferramenta guia a broca no ponto exato.
Há duas maneiras de fixar os trilhos na placa de montagens: usando rebite de
repuxo (rebite POP) ou parafuso.
Fixação de trilho por rebite de repuxo (POP)
Proceda da seguinte forma:
a) faça dois, três ou quatro furos, de acordo com o comprimento do trilho e da
chapa metálica do painel, mantendo uma distância de 250 mm ou 300 mm
entre os furos. Esses rebites podem ser encontrados com especificação das
medidas em milímetros (mm) ou em polegadas (“);
b) introduza o rebite POP na rebitadeira;
c) encaixe esse conjunto no trilho e na placa de montagem na posição em
que deverá ficar; e
d) pressione várias vezes o gatilho da rebitadeira, até que as partes estejam
bem fixadas, ou seja, rebitadas.
VOCÊ
SABIA?
DIN significa Deutsches Institutfür Normung (Instituto
Alemão de Normalização). Podemos encontrar ainda
letras após a sigla DIN, na formação de um código.
Exemplos: DIN EN 50022 é uma norma europeia que es-
pecifica o trilho DIN 35, norma DIN EN 50035 é do trilho
DIN 32, e norma DIN EN 50045 se refere ao DIN 15.
4 PUNÇÃO DE BICO
É uma ferramenta
pontiaguda feita de aço
usada em conjunto com
o martelo para marcar, na
placa de montagens, o local
que será furado.
31
Veja exemplos de rebites e de rebitadeira POP.
rebites de diversos
diâmetros e tamanhos
rebiteira POP manual
tipo alicate
Figura 4 - Rebites e rebitadeira
Fonte: SENAI-SP (2013)
As rebitadeiras tipo alicate possuem quatro bicos de diâmetros diferentes, que
devem ser trocados de acordo com o diâmetro do prego (d) do rebite escolhido.
Observe na fi gura 5 as partes de um rebite, além do diâmetro do prego, as medidas
diâmetro (Ø) do corpo, Ø da cabeça e do comprimento do rebite, também variam.
do corpo da cabeça
do pregocomprimento
Figura 5 - Identifi cação das medidas do rebite de repuxo
Fonte: SENAI-SP (2013)
No momento da instalação, você deve ajustar o bico da rebitadeira de acordo
com o prego do rebite a ser usado, ou seja, fazer um teste prático na hora de re-
bitar. Caso você tenha alguma dúvida sobre alguma medida do rebite, meça com
um paquímetro.
Porém, quando você for instalar algum trilho, precisará consultar tabelas para
saber a medida da broca a ser selecionada em função do rebite escolhido. Tam-
bém é importante saber a profundidade para escolher um rebite adequado.
A seguir, veja um exemplo departe de uma tabela com medidas de rebites.
Nela, você vê que um rebite de comprimento de 8 mm atinge uma profundidade
de 5 mm. Vê, também, outras medidas dos rebites de repuxo em alumínio de duas
séries: a 200 e a 300, usadas por um fabricante do produto.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
32 COMANDOS ELÉTRICOS
Tabela 1 - Especificações das medidas de rebites
SÉRIE
DIÂMETRO
(Ø) DO
CORPO (MM)
(Ø) BROCA A
SER USADA
(MM)
COMPRIMENTO
(MM)
DIÂMETRO (Ø)
DA CABEÇA
(MM)
ALCANCE DA
REBITAGEM
(MM)
206
208
210
2,4 2,5
6,0
8,0
10,0
5,0
3,0
5,0
7,0
306
308
310
312
315
318
322
325
3,2 3,3
6,0
8,0
10,0
12,0
15,0
18,0
22,0
25,0
6,0
3,0
5,0
7,0
9,0
12,0
15,0
19,0
22,0
Fixação de trilhos por parafuso
A fixação de trilhos e de alguns componentes do painel pode ser feita por pa-
rafuso. Para isso, proceda da seguinte forma:
a) localize e puncione a posição do furo na placa de montagem do painel;
b) prenda a broca adequada à rosca do parafuso, conforme tabelas dos fabri-
cantes (veja figura 6);
c) utilize furadeira manual ou, em casos de grande produção, furadeiras de
bancada;
d) após a furação, abra a rosca por meio de um macho (ferramenta usada para
abrir a rosca) e de um desandador manual (também conhecido como vira-
-macho, usado para movimentar o macho dentro do furo);
e) depois de abertas as roscas na placa de montagem, posicione e parafuse o
trilho ou componente, fixando-o.
Observe o preparo da furadeira na figura 6 a seguir.
33
broca
chave de mandril
medida do
parafuso/macho
em mm
diâmetro
da broca
em mm
M3
M4
M5
M6
M8
2,5
3,3
4,2
5,0
6,8
furadeira manual tabela de brocas
Figura 6 - Procedimento para prender broca na furadeira – brocas para parafusos mais usados
Fonte: SENAI-SP (2013)
Na fi gura 7, apresentamos ferramentas para furação e rosca. Observe que os
três machos da primeira imagem apresentam pontas com formatos diferentes.
Use inicialmente a mais pontiaguda; em seguida, a intermediária; e, por fi m, a me-
nos pontiaguda, sempre mantendo o alinhamento perpendicular entre o macho
e a placa. A cada volta do macho, retorne ¼ de volta para quebrar o cavaco.
Figura 7 - Ferramentas para furação e rosca
Fonte: SENAI-SP (2013)
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
34 COMANDOS ELÉTRICOS
CASOS E RELATOS
Na montagem de um painel elétrico de comando, Rodrigo, um montador
de painel em início de carreira, foi abrir quatro roscas de 4 mm para fixar
uma fonte de alimentação. Ele começou bem, consultou a tabela para ver
qual broca (medida do diâmetro) deveria utilizar para fazer aquela rosca,
traçou e marcou a posição dos furos com um punção de bico. Depois, pe-
gou o desandador tipo “T”, encaixou o macho M4 e iniciou a abertura da
rosca.
Após algumas voltas na rosca, o macho se quebrou, ficando um pedaço
dentro do furo. E agora, o que fazer? Ele tentou desrosqueá-lo com uma
chave de fenda, mas não obteve sucesso.
Aldo, um eletricista mais experiente, percebeu o ocorrido e deu as seguin-
tes recomendações: para retirar o pedaço do macho, você deve pegar o
punção de bico e ir batendo com o martelo lentamente no sentido de ros-
quear o macho até que ele passe completamente para o outro lado. Outra
forma seria prender o pedaço do macho com um alicate e desrosquear.
E complementou: para não haver mais quebras, use a sequência correta
dos machos. O jogo possuiu 3 machos: o n° 1 tem a entrada de rosca mais
suave, ou seja, ele começa a rosca bem lentamente; o nº 2 tem a entrada da
rosca não tão suave, ele já inicia a rosca na medida desde os primeiros file-
tes; o nº 3 começa a rosca na medida correta desde seu início e é usado para
acabamento. Se você observar, cada macho possui uma marcação ao seu
redor: um risco significa 1º macho a ser utilizado, e assim sucessivamente.
Ao seguir o procedimento correto, você não quebrará mais nenhum macho
quando for abrir rosca.
O montador agradeceu a orientação e pensou: assim fica bem mais fácil!
35
2.3 CANALETAS
As canaletas servem para acondicionar os condutores elétricos de forma orga-
nizada e estética em um painel de comando. São feitas de plástico PVC (cloreto
de polivinila) com propriedade autoextiguível, ou seja, não propagam chamas.
As canaletas podem possuir perfurações laterais transversais, destinadas à
passagem dos condutores que vão para os dispositivos elétricos instalados na
placa de montagem. Possuem tampa plástica que só deve ser encaixada após a
instalação das canaletas e condutores (fiação) do painel.
Encontramos canaletas de diversos tamanhos, com variação das medidas de
largura (L) e altura (A). As larguras mais comuns, em mm, são: 15, 20, 30, 50, 60 e
80, e as alturas mais comuns, em mm, são: 20, 30, 50 e 80. Os fabricantes de cana-
letas combinam essas medidas formando alguns padrões e modelos, como por
exemplo: canaleta de 30 mm x 50 mm (L x A).
O tamanho da canaleta é definido em função da quantidade de condutores e
de sua bitola ou secção transversal. Quanto mais condutores passando nas cana-
letas, ou quanto maior a bitola, maiores devem ser as canaletas.
Em um painel que comanda potência baixa e que possui muitos componentes
instalados, os condutores não são muito grossos, mas a quantidade de fios é gran-
de. Nesses casos podemos utilizar canaletas baixas e de largura mediana.
Em um painel que comanda potência elevada, os condutores devem ser bem gros-
sos e devem dissipar bastante calor. Por isso, canaletas maiores são mais adequadas.
As canaletas podem ser:
a) fechadas – sem nenhuma abertura lateral;
b) abertas – com as aberturas laterais abertas no encaixe da tampa; e
c) semiabertas – com aberturas laterais incompletas, ou seja, as aberturas não
atingem o encaixe da tampa da canaleta.
Observe a seguir a vista lateral dos tipos de aberturas das canaletas.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
36 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 8 - Tipos de canaletas
Fonte: SENAI-SP (2013)
As canaletas abertas e semiabertas são muito utilizadas em painéis de coman-
do elétrico. São vendidas em barras de 2 m, mas elas podem ser facilmente corta-
das na medida a qual você necessita. Para cortá-las, podemos usar dois tipos de
ferramentas: o arco de serra e o esquadro 90° com diagonal de 45°, como você
pode ver na figura 9.
arco de serra
convencional
esquadro 90o com
diagonal de 45o
Figura 9 - Ferramentas para trabalhos com canaletas
Fonte: SENAI-SP (2013)
Existem lâminas de serra com 24 ou 32 dentes por polegada, que são indicadas
para o corte de materiais mais duros, como os trilhos de metal; e lâminas de 14 ou
18 dentes por polegada, indicadas para o corte de materiais menos duros, como
as canaletas plásticas.
Você pode montar as canaletas plásticas de duas formas: colocando tampas
com acabamento reto (em ângulo de 90º) ou cortadas em ângulo de 45° nos can-
tos externos do painel.
37
Observe nas figuras a seguir esses tipos de acabamento.
acabamento 90o acabamento 45o
Figura 10 - Tipos de acabamentos das canaletas plásticas
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para facilitar e agilizar o trabalho, podemos utilizar ferramentas elétricas para
o corte de canaletas e trilhos como, por exemplo, a esquadrejadeira elétrica ma-
nual, também conhecida como serra esquadrejadeira manual. Essa ferramenta
possui mesa para fixação, com esquadro e regulagem do ângulo de corte. Veja, na
figura a seguir, um exemplo dessa ferramenta.
Figura 11 - Esquadrejadeira elétrica manual
Fonte: SENAI-SP (2013)
Ainda sobre a esquadrejadeira, saiba que existem discos específicos para o
corte de materiais moles e duros. Utilizar um disco inadequado pode deformar o
trilho, danificar o disco e até causar acidentes.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
38 COMANDOS ELÉTRICOS
FIQUE
ALERTA
Quando você estiver usando furadeira, esquadrejadeira
ou outra ferramenta elétrica manual, é necessário utili-
zar os Equipamentos de Proteção Individual(EPI), como
óculos de segurança e protetor auricular, e os Equipa-
mentos de Proteção Coletiva (EPC) do próprio equipa-
mento, conforme discriminado no manual do fabricante.
Além disso, certifique-se de que esteja utilizando o dis-
co apropriado para o material que será cortado.
As canaletas são fixadas na placa de montagem da mesma forma que os tri-
lhos: por rebites ou por parafusos.
2.4 ACESSÓRIOS
São muitos os acessórios existentes em um painel de comandos. Por isso, vamos
nos ater aos que são usados com maior frequência: fecho para portas, cabo de aterra-
mento elétrico e prensa-cabos. Acompanhe as explicações acerca de cada um deles.
2.4.1 FECHOS DE PAINÉIS
O fecho é usualmente instalado nas portas para abertura e fechamento dos
painéis de comando elétrico. Existem dois tipos: os de sobrepor e os de embutir.
O fecho de sobrepor mais utilizado é o tipo manopla, ilustrado a seguir, na
figura 12.
Figura 12 - Fecho de sobrepor tipo manopla
Fonte: SENAI-SP (2013)
Quanto ao fecho de embutir, os mais comuns são: universal, fenda, quadrado
e triângulo. Para cada tipo, temos uma chave própria. A figura 13 ilustra alguns
exemplos de fechos de embutir, e algumas chaves também.
39
chaves e fechos de painéis
quadrado triangular universal fenda
Figura 13 - Fechos (miolos) de embutir e chaves para fechos
Fonte: SENAI-SP (2013)
Existem igualmente fechos que utilizam chave com segredo, semelhante àque-
las utilizadas em residências. Esses fechos também são conhecidos como Yale.
2.4.2 CABO DE ATERRAMENTO ELÉTRICO
O cabo de aterramento é um item importante para garantir a segurança das
pessoas contra choque elétrico. Serve para conectar a porta do painel com o pon-
to de aterramento elétrico da caixa do painel, e deste para a placa de montagem.
A figura 14 exibe um cabo de aterramento para painéis.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
40 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 14 - Condutor de aterramento para uso em painel com terminais conectados
Fonte: SENAI-SP (2013)
2.4.3 PRENSA-CABOS
A função do prensa-cabos é prender o cabo elétrico que sai de um painel para
um motor ou uma válvula. Os prensa-cabos são fabricados em diversas medidas
para atender os variados diâmetros dos cabos elétricos. Veja exemplos nas figu-
ras a seguir.
Figura 15 - Prensa-cabos diversos
Fonte: SENAI-SP (2013)
41
Para instalar um prensa-cabos, é necessário utilizar uma ferramenta chamada
de serra-copo, que serve para furar a caixa do painel. Veja a figura.
Figura 16 - Exemplos de serra-copos
Fonte: SENAI-SP (2013)
As serra-copos possuem diversas medidas e podem ser acoplados em fura-
deiras manuais ou de bancada. As menores podem ser usadas em furadeiras ma-
nuais, porém as maiores devem ser utilizadas apenas em furadeiras de bancada,
para evitar acidentes.
O procedimento de instalação de um prensa-cabos consiste em:
a) selecionar o prensa-cabo que se vai utilizar, de acordo com o diâmetro do
cabo (Ø cabo) que vai prender;
b) consultar o catálogo do fabricante para identificar o diâmetro do furo a ser
feito no painel (tabela 2, Ø da rosca do prensa-cabos);
c) selecionar a serra-copo mais adequada para a furação, usando a tabela 3; e
d) fazer o furo e fixar o prensa-cabo.
Supondo que você precise instalar um cabo de 6 mm de diâmetro em um pai-
nel de comando, qual medida de prensa-cabo você pode utilizar? Para obter essa
informação, você deve consultar a tabela a seguir que apresenta algumas medi-
das de prensa-cabos:
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
42 COMANDOS ELÉTRICOS
Tabela 2 - Tabela de seleção de prensa-cabos
cabo
(mm)
rosca
3,0-6,5
4,0-8,0
5,0-10,0
6,0-12,0
10,0-14,0
13,0-18,0
M12x1,5
M16x1,5
M18x1,5
M20x1,5
M22x1,5
M27x1,5
Fonte: Adaptado de <www.wetzel.com.br>.
Consultando a tabela 2, observe a coluna Ø CABO (mm). Veja que o segundo
prensa-cabo serve para cabos de diâmetros desde 4 mm até 8 mm, e o terceiro
serve para cabos desde 5 mm de diâmetro até 10 mm. Portanto, qualquer um
dos dois prensa- cabos atende à necessidade. Agora é uma questão de escolha.
Vamos escolher o de 4 mm a 8 mm. Consultando a segunda coluna, ROSCA Ø,
você encontra a informação M16 x 1,5. Significa que este prensa-cabo tem um
diâmetro de 16 mm em sua parte de rosca.
Se o prensa-cabo tem um diâmetro de 16 mm será necessário fazer um furo na
caixa do painel com uma serra-copo com diâmetro ligeiramente maior que essa
medida, para facilitar a montagem.
Consultando uma tabela de um fabricante qualquer de serra-copos, encontra-
mos que a serra-copo que deve ser utilizada é de 17 mm. Observe a tabela a seguir.
Tabela 3 - Medidas de serra-copo
SERRA-COPO – Ø (DIÂMETRO)
MM POLEGADA
14 9/16”
16 5/8”
17 11/16”
19 3/4”
20 25/32”
43
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você viu o que é um painel de comando elétrico e os com-
ponentes que fazem parte de sua infraestrutura, tais como: placa de mon-
tagem, trilhos e canaletas e seus acessórios, além de seus procedimentos
de instalação.
Você também conheceu as ferramentas manuais e elétricas que são usadas
para a fixação desses componentes e acessórios nos painéis, assim como
procedimentos de fixação.
Esses conhecimentos são importantes, pois constituem a primeira etapa
da montagem dos painéis de comando dos sistemas eletroeletrônicos: a
infraestrutura.
VOCÊ
SABIA?
1” ou uma polegada é o mesmo que 25,4 mm. Se quiser
saber quanto vale, por exemplo, três quartos de polega-
da ou ¾”, basta dividir 25,4 mm por 4 e multiplicar o re-
sultado por três, fazendo uma regra de três. O resultado
é 19,0 mm.
2 INFRAESTRUTURA DE PAINEL DE COMANDO ELÉTRICO INDUSTRIAL
Dispositivos de Proteção
Eletroeletrônicos Industriais
3
Agora que você já tem os conhecimentos sobre a infraestrutura do painel de comando, vai
conhecer a instalação dos dispositivos de proteção eletroeletrônicos industriais presentes em
uma máquina.
Esses dispositivos são responsáveis pela proteção dos circuitos e dos dispositivos eletroe-
letrônicos, pois evitam que danos decorrentes de sobrecargas1 ou curtos-circuitos2 causem
consequências maiores, tais como queima do equipamento ou até incêndio na instalação. Len-
do essas informações, você já pode imaginar a importância deste capítulo.
Então, prepare-se para estudar os seguintes dispositivos de proteção: fusíveis, disjuntores,
disjuntor DR, relé térmico e disjuntor-motor.
46 COMANDOS ELÉTRICOS
3.1 FUSÍVEIS
Os fusíveis são dispositivos destinados à proteção elétrica. Servem para inter-
romper ou desligar o circuito e proteger a instalação elétrica, no caso de curtos-
circuitos1 e sobrecargas2 de longa duração. Uma vez rompidos (queimados), não
é possível reestabelecer novamente o funcionamento sem substituí-los, pois não
são reaproveitáveis.
Os dispositivos eletroeletrônicos são identificados por símbolos definidos por
normas. Para representar todos os dispositivos apresentados neste livro, utiliza-
remos as normas da ABNT e da IEC (International Electrotechnical Commission), ou
Comissão Eletrotécnica Internacional).
Veja na figura 17 o símbolo do fusível.
Simbologia Norma
NBR 12523
IEC 60617-7
Figura 17 - Simbologia de fusível
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os fusíveis são classificados e especificados de acordo com a velocidade de
atuação, podendo ser de ação retardada, rápida ou ultrarrápida. A seguir, conheça
esses fusíveis e suas aplicações mais usuais.
a) Fusíveis de ação retardada (especificação “aM”): oferecem proteção con-
tra curtos-circuitos aos circuitos sujeitos a picos3 elevados de corrente, tais
como: circuitos que alimentam os primários de transformadores ou eletroí-
mãs, e circuitos de partida de motores assíncronos. Toleram esses picos de
corrente durante a energização ou partida dessas cargas sem queimar, po-
rém interrompem o circuito em casos de curto-circuito. Esses fusíveis são
inadequados para proteção dos circuitos contra sobrecarga.
b) Fusíveis de ação rápida (especificação “gG”): oferecem proteção contracurtos-circuitos nos circuitos que não estão sujeitos a picos de corrente
consideráveis, tais como: circuitos resistivos de fornos elétricos e outros
sistemas de aquecimento por resistência elétrica. Esse fusível também pro-
tege contra sobrecargas. Sua especificação antiga era gL, por isso encontra-
mos ainda a especificação gL-gG indicada na face dos fusíveis.
1 CURTO-CIRCUITO
É uma ligação acidental, ou
até intencional, entre duas
ou mais partes condutoras
energizadas, de modo
que a corrente elétrica
ultrapasse valores acima
do normal, em função
de baixa impedância no
circuito, dissipando grande
quantidade de energia
instantaneamente.
2 SOBRECARGA
Sobrecarga é um aumento
de corrente elétrica acima
dos valores normais
especificados para os
circuitos, decorrente de
acréscimo de carga ou de
aumento do consumo.
A sobrecarga pode
comprometer a vida útil dos
componentes elétricos.
3 PICOS DE CORRENTE
As cargas indutivas são
aquelas formadas por
indutores ou bobinas,
como: motores elétricos,
transformadores, reatores
elétricos para lâmpadas
fluorescentes, entre outros.
Essas cargas provocam
elevadas correntes no
instante da energização.
47
c) Fusíveis de ação ultrarrápida (especificação “aR”): são destinados à
proteção de circuitos com equipamentos eletrônicos tiristorizados4, como
os circuitos de sistemas de controle de velocidade de motores elétricos.
Os fusíveis utilizados em painéis de comando, quanto a sua forma construtiva,
são de dois tipos:
a) D – também conhecidos por Diametral ou Diazed;
b) NH.
Vamos conhecer melhor cada um deles.
3.1.1 FUSÍVEIS TIPO D
São fusíveis de baixa tensão que abrangem a faixa de corrente nominal5 de 2 A
a 63 A que possuem capacidade de interromper de modo seguro (capacidade de
ruptura6) correntes de até 70 kA, ou seja, 70.000 A. Observe um deles na figura 18.
Figura 18 - Fusível tipo D
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esses fusíveis são muito utilizados para proteção do circuito de comando e de
motores elétricos, devido à sua ação de efeito retardado que suporta o pico da
corrente de partida.
Observe no quadro 3 os valores de corrente dos fusíveis tipo D, e as cores do
indicador de queima (espoleta), correspondentes.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
48 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 3 - Valores padronizados de correntes e cores
das espoletas dos fusíveis tipo D
CORRENTE
NOMINAL (A)
COR DA ESPOLETA E DO
PARAFUSO DE AJUSTE
TAMANHO (PADRÃO DO
DIÂMETRO DO FUSÍVEL)
ROSCA
DA BASE
2 Rosa
DII E27
4 Marrom
6 Verde
10 Vermelho
16 Cinza
20 Azul
25 Amarelo
35 Preto
DIII E33 50 Branco
63 Cobre
Os fusíveis com corrente nominal de até 25 A têm um diâmetro que se encaixa
na base com uma rosca E27, que é igual à dos receptáculos (soquetes) das lâm-
padas comuns. Já os fusíveis com corrente nominal de 35 A a 63 A possuem um
diâmetro maior, padrão DIII e não se encaixam na base Padrão DII, só se encaixam
nas bases com rosca E33. Essa rosca é igual à dos receptáculos de lâmpadas indus-
triais tipo vapor de sódio alta pressão, por exemplo.
Os fusíveis vêm acompanhados de um conjunto de componentes que pos-
sibilita sua instalação nos trilhos DIN dos painéis de comando. Esse conjunto é
composto de: base de porcelana, anel de porcelana, parafuso de ajuste, fusível e
tampa, conforme vemos na figura 19.
base
anel de proteção
parafuso de ajuste
fusível
tampa
Figura 19 - Partes que compõem o conjunto do fusível tipo D
Fonte: SENAI-SP (2013)
4 TIRISTORES
É o nome dado a uma
família de componentes
eletrônicos utilizados
em equipamentos para
controle da velocidade
de motores. Fazem parte
dessa família: os SCRs
(retificadores controlados
de silício), os TRIACs (triodo
de corrente alternada), e os
IGBTs (transistores bipolares
de porta isolada).
5 CORRENTE NOMINAL (IN)
É o valor da corrente
especificada pelo fabricante
para a operação normal
de funcionamento de um
dispositivo, equipamento
ou sistema elétrico.
6 CAPACIDADE DE
RUPTURA
É a capacidade máxima de
corrente presumida que
o dispositivo é capaz de
interromper com segurança,
ou seja, o fusível não
exercerá sua função, caso
a corrente seja superior à
especificada, em caso de
curto-circuito. A capacidade
de ruptura é expressa em
quilo amperes (kA).
49
Para montar esse conjunto, você deve seguir a sequência:
a) conectar a base de porcelana ao trilho DIN do painel;
b) rosquear o anel de porcelana, com a finalidade de proteger o usuário con-
tra contato acidental com a parte metálica passível de estar energizada;
c) rosquear o parafuso de ajuste na base, porém antes verifique se ele tem a
medida correta de acordo com a corrente do fusível que será instalado;
d) colocar o fusível conforme a corrente especificada no projeto; e
e) rosquear a tampa de porcelana. Essa operação pode ser feita juntamente
com a anterior, se o painel estiver energizado; nesse caso, encaixe o fusível na
tampa e depois leve os dois até a base e rosqueie, já com o fusível acoplado.
Para instalar o parafuso de ajuste na base de porcelana, você deve usar uma
chave plástica específica para rosqueá-lo no fundo da base. Veja a figura 20.
Figura 20 - Chave para os parafusos de ajuste tamanhos padrão DII e DIII
Fonte: SENAI-SP (2013)
Quanto à posição de instalação, normalmente a base do fusível tipo D é ins-
talada na vertical, sendo o terminal superior conectado à alimentação da rede
elétrica e o terminal inferior conectado ao circuito da carga a ser protegida.
Para fazer a conexão elétrica nos terminais da base, verifique qual condutor
vem da rede elétrica e qual vai para a carga a ser acionada e instale o fusível no
caminho entre o condutor da rede e o da carga.
Quando você for efetuar as ligações nas bases dos fusíveis, lembre-se que o fio
da rede deve ser conectado ao terminal metálico que tem contato com a base do
parafuso de ajuste; já o fio que vai para a carga deve ser conectado ao terminal
que tem contato com a rosca metálica da base. Observe a figura 21.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
50 COMANDOS ELÉTRICOS
alimentação
da rede (linha)
saída
para carga
Figura 21 - Conexões dos condutores linha (rede) e carga nos terminais da base de fusível tipo D
Fonte: SENAI-SP (2013)
O parafuso de ajuste é pintado com a mesma cor que a espoleta do fusível, e
cada um tem um diâmetro diferente, de modo que só permite encaixar fusíveis de
valor igual ou menor que a corrente nominal. Isso ocorre para evitar que alguém
coloque um fusível de corrente maior que a nominal que foi dimensionada para
aquele circuito.
3.1.2 FUSÍVEIS TIPO NH
Os fusíveis de tipo NH são usados em baixas tensões e possuem elevada capa-
cidade de ruptura, podendo chegar até 120 kA. São indicados para circuitos aos
quais o usuário comum não tenha acesso, porque contêm partes metálicas ex-
postas energizadas que podem provocar acidentes graves. Por isso, só podem ser
manipulados por pessoas qualifi cadas e dependem de ferramentas adequadas
para sua instalação e manutenção. São mais robustos, pois abrangem uma faixa
maior de corrente de 4 A a 1000 A.
Esses fusíveis possuem em seus dois extremos terminais tipo “faca” para serem
encaixados na base NH. Acompanhe pela fi gura 22.
51
Figura 22 - Exemplos de Fusíveis de tipo NH
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para encaixar ou retirar o fusível NH da base, você deve usar uma ferramenta
apropriada chamada de “punho para fusível NH”. Esse punho possui um gatilho na
parte superior que serve para engatar um fusível. Verifique os detalhes na figura 23.
gatilho para sacar e
instalar o fusível NH
proteção contra
arco voltáico
Figura 23 - Punho para inserção e extração de fusível NH
Fonte: SENAI-SP (2013)
A base NH não possui encaixe para trilhos, ela deve ser presa na placa de mon-
tagem por meio de parafusos, e não tem lado certo para a instalação.
Quanto à posição de instalação, assim como o fusível tipo D, a base do NH é
instalada na vertical, sendo o terminalsuperior conectado à alimentação da rede
elétrica, e o terminal inferior conectado ao circuito da carga a ser protegida.
Os fusíveis NH, assim como as bases NH, são fabricados em quatro tamanhos
padronizados NH00, NH1, NH2 e NH3, cada um com sua faixa de corrente e de ta-
manhos diferentes, sendo o NH00 o de menor tamanho, e o NH3 de maior corren-
te. Acompanhe, pela tabela 4, os valores e as faixas de corrente de cada padrão.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
52 COMANDOS ELÉTRICOS
Tabela 4 - Faixas de corrente de cada tamanho de base NH de fusível
FAIXA DE
CORRENTE (A) TAMANHO DO FUSÍVEL
4
NH00
6
10
16
20
25
35
50
NH1
63
80
100
125
NH2
160
200
224
250
300
315
NH3
355
400
425
500
630
7 DISJUNTOR
Dispositivo elétrico de
manobra manual é aquele
que pode ser manuseado
para ligar ou desligar um
circuito elétrico.
53
FIQUE
ALERTA
Nunca retire um fusível NH sob carga, ou seja, com o
circuito em funcionamento. Pois, se isto ocorrer, poderá
haver arco elétrico (faísca), com risco de queimaduras,
curto-circuito e incêndio.
3.2 DISJUNTORES
Os disjuntores7 são elementos que muitas pessoas conhecem, independente-
mente de serem da área técnica ou não. É bem provável que você já tenha visto
um destes em sua casa, pois além de serem usados em instalações industriais,
também são usados em instalações elétricas residenciais. Esse dispositivo geral-
mente fica no quadro de força. Os principais tipos são: termomagnéticos e dife-
renciais residuais.
Vamos nos aprofundar um pouco mais nesse assunto?
3.2.1 DISJUNTORES TERMOMAGNÉTICOS
Os disjuntores termomagnéticos são dispositivos eletromecânicos destinados
a proteger as instalações elétricas contra curtos-circuitos e sobrecargas de longa
duração.
Ao contrário dos fusíveis, que podem ser utilizados apenas uma vez, os disjun-
tores permitem o reestabelecimento do funcionamento do circuito após a ocor-
rência de alguma falha elétrica. Veja o símbolo do disjuntor na figura 24.
Simbologia Norma
NBR 12523
IEC 60617-7
Figura 24 - Simbologia de disjuntor termomagnético
Fonte: SENAI-SP (2013)
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
54 COMANDOS ELÉTRICOS
Pela norma NBR IEC 60947-1 (2006, p. 14), a definição de disjuntor é:
[...] dispositivo de manobra e de proteção capaz de estabelec-
er, conduzir e interromper correntes em condições normais do
circuito, assim como estabelecer, conduzir por tempo especifi-
cado e interromper correntes em condições anormais especifi-
cadas do circuito, tais como as de curto-circuito.
Os disjuntores podem ser classificados de acordo com o número de polos, como:
a) monopolares: para instalação em circuitos monofásicos, pois interrompem
apenas uma fase;
b) bipolares: para circuitos bifásicos, nos quais interrompem duas fases simul-
taneamente;
c) tripolares: para instalação em redes trifásicas, pois interrompem simulta-
neamente as três fases; e
d) tetrapolares: para circuitos trifásicos com neutro. Interrompem-se as três
fases e o neutro, simultaneamente.
A figura 25 apresenta alguns exemplos desses disjuntores.
Figura 25 - Exemplos disjuntores termomagnéticos
Fonte: SENAI-SP (2013)
De acordo com a condição de corrente nominal e pico de corrente, os disjun-
tores podem ser de quatro tipos de curvas: A, B, C e D, sendo que o disjuntor de
curva A é indicado para cargas com características eletrônicas, como semicondu-
tores, mas é pouco utilizado no país.
55
Para você fixar o disjuntor na placa de montagem, basta você encaixá-lo no
trilho, pois ele já possui suporte para instalação.
Os disjuntores possuem terminais de entrada de tensão da rede, que são os ter-
minais identificados por rede ou linha, e os terminais de saída identificados como
carga. Esses terminais possuem parafusos para fixação dos condutores do circuito.
Observe, na figura 26, a ligação dos condutores em seus devidos terminais.
Figura 26 - Instalação dos disjuntores termomagnéticos
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os disjuntores possuem gravação, símbolos ou/e cores que indicam se estão
fechados ou abertos.
Quadro 4 - Símbolos e cores que indicam o acionamento dos disjuntores
SÍMBOLO COR SIGNIFICADO
I Vermelha Indica circuito fechado, ligado ou energizado.
0 Verde Indica circuito aberto, desligado ou desenergizado.
FIQUE
ALERTA
Quando você instalar um quadro de comando, por
questão de segurança, deixe todos os disjuntores ini-
cialmente abertos e desligados na primeira energização
e vá ligando um a um, sequencialmente.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
56 COMANDOS ELÉTRICOS
3.2.2 DISJUNTORES DIFERENCIAIS RESIDUAIS (DISJUNTORES DR)
Você já levou um choque alguma vez? Nunca é bom levar choque, não é? Ele
traz várias consequências ao ser humano e, inclusive, pode ser fatal. Mas como se
proteger de choques elétricos? Essa e outras formas de proteção são o que vamos
estudar a seguir.
Os disjuntores DR são dispositivos que, além de ter a proteção contra curto-cir-
cuito, também possuem proteção contra choque elétrico, ou proteção dos equipa-
mentos contra incêndio. A figura 27 apresenta esse dispositivo.
Figura 27 - Disjuntor Diferencial Residual
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para instalar um disjuntor DR você deve:
a) conhecer o valor de corrente em Amperes (A) do circuito a ser protegido
pelo disjuntor;
b) selecionar o tipo de curva de disparo do disjuntor, curva A, B, C ou D em
função do tipo de carga a ser instalada; e
c) selecionar o tipo de proteção em função do que se deseja proteger:
• para proteção de pessoas contra choque elétrico, a corrente diferencial
residual8 do DR deve ser de no máximo 30 mA (alta sensibilidade); ou
• para proteção dos equipamentos contra incêndio, devido às faíscas pro-
vocadas pelas correntes de fuga, ou proteção contra consumo excessivo
de energia elétrica, a corrente diferencial residual do DR pode ser de:
100 mA, 300 mA ou 500 mA.
8 CORRENTE DIFERENCIAL
RESIDUAL
Corrente diferencial
residual, também
conhecida como corrente
de fuga, é aquela que
é conduzida de forma
indesejável da fase para
a terra, internamente nos
equipamentos elétricos
e eletrônicos. Isso ocorre
em alguns equipamentos
como, por exemplo, o
chuveiro elétrico.
57
Veja, na figura 28, um exemplo de um diagrama de instalação de disjuntor
DR em painéis para proteção do comando contra curtos-circuitos, e proteção das
pessoas contra choques elétricos.
L1 L2 L3
N R S T
N 1 3 5
N 2 4 6
R
T
PE
bancada de testes
de equipamentos
Figura 28 - Exemplo de aplicação de Disjuntor DR tetrapolar
Fonte: SENAI-SP (2013)
A representação T indica o botão de teste de corrente de fuga, que deverá ser
usado após a instalação para testar o funcionamento da instalação elétrica e do
mecanismo interno do disjuntor DR.
Uma dica de instalação de dispositivos DR é nunca conectar o condutor de
aterramento com o condutor neutro depois que este passou pelo disjuntor DR,
pois se isto ocorrer, ao energizar o circuito, o DR se desligará imediatamente.
VOCÊ
SABIA?
Há dispositivo DR para atuar sobre as correntes resi-
duais alternada, e contínua. Para corrente alternada,
utilizamos tipo AC; para alternada com componente
contínua pulsante, utilizamos tipo A e para corrente
contínua, tipo B.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
58 COMANDOS ELÉTRICOS
Para que o DR funcione corretamente, é fundamental um aterramento de boa
qualidade com bom contato elétrico nas conexões, e baixa resistência elétrica de
aterramento.
3.3 RELÉS TÉRMICOS
Os relés térmicos, ou relés de sobrecarga, são dispositivos elétricos que têm a
finalidade de desenergizar o circuito e proteger o motor no caso de uma corrente
acima dos limites que o motor foi projetado a suportar (sobrecarga).
Os relés possuem terminais que são conectados às três fases, que funcionam
como sensores de corrente e terminais dos contatos NA e NF e que atuam abrindo
ou fechando o circuito de comando.
Os relés térmicos têmum ponto de ajuste da corrente que o instalador vai
ajustar com o mesmo valor da corrente nominal (In) do motor. Observe o detalhe
na figura 29 a seguir.
Figura 29 - Detalhe do ajuste de corrente do relé térmico
Fonte: SENAI-SP (2013)
A instalação física do relé térmico é feita conectando os terminais principais de
saída do contator às entradas do relé térmico, e as saídas principais do relé térmi-
co ao motor. Observe o símbolo do relé térmico a seguir.
59
Simbologia Norma
NBR 12523
IEC 60617-7
Figura 30 - Simbologias de relé térmico
Fonte: SENAI-SP (2013)
CASOS E RELATOS
Um eletricista montou um painel de comando e o testou na bancada. O
painel foi então liberado para ser instalado na máquina, mas o eletricista se
esqueceu de ajustar a corrente do relé térmico de acordo com a corrente
nominal do motor da máquina.
Após a instalação do painel na máquina, durante o teste de funcionamen-
to, ele deixou a máquina funcionando no modo contínuo automático e foi
fazer outra atividade. Em funcionamento, a parte mecânica da caixa de re-
dução do motor apresentou dificuldade de ser movimentada e fez o motor
entrar em sobrecarga.
Nessa condição, a corrente elétrica do motor ficou bem acima do valor no-
minal e, para piorar a situação, o relé estava ajustado para uma corrente
bem maior do que a corrente nominal do motor. Durante muito tempo, o
motor ficou trabalhando nessa condição, sobreaquecendo até que o relé
térmico desligasse o sistema.
Quando o eletricista percebeu o ocorrido, o motor já estava com ssua carac-
terística alterada. Ou seja, ao entrar em funcionamento esquentava muito,
cheirava a queimado e apresentava corrente acima da nominal. Conclusão: o
motor teve de ser rebobinado para que a máquina funcionasse novamente.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
60 COMANDOS ELÉTRICOS
3.4 DISJUNTOR-MOTOR
Você já sabe como funcionam o disjuntor termomagnético e o relé térmico. O
funcionamento desses dispositivos é importante para entender o disjuntor-mo-
tor. Os disjuntores-motores são dispositivos que, além de proteger as instalações
elétricas contra curtos-circuitos, protegem o motor contra sobrecargas. A figura
31, a seguir, apresenta alguns modelos de disjuntores-motores.
Figura 31 - Exemplos de disjuntor-motor
Fonte: WEG (2013)
Eles oferecem uma proteção eficiente, porque incorporam as funções de
disjuntor e relé térmico em um mesmo dispositivo.
O símbolo do disjuntor-motor é mostrado na figura 32, a seguir.
Simbologia Norma
IEC 60617-7
Figura 32 - Simbologia do disjuntor-motor
Fonte: SENAI-SP (2013)
61
Como o disjuntor-motor exerce a função de relé térmico, possui dispositivo
para regulagem de corrente. Você deve verificar a corrente nominal indicada na
placa de identificação do motor e regular o mesmo valor de corrente no disjuntor-
motor. Apesar de o disjuntor-motor ser tripolar, você também poderá instalá-lo
em motores monofásicos, interligando dois polos do disjuntor-motor em série
com um terminal do motor, conectando o último polo diretamente ao outro ter-
minal do motor. Veja, na figura 33, o diagrama de instalação do disjuntor-motor
em motores instalados em redes monofásicas e bifásicas.
S1
K1
A1
A2
2
2
L1 L3
1
1
L1 N
trifásico
bifásico monofásico
Figura 33 - Instalação do disjuntor-motor em redes trifásica, bifásica e monofásica
Fonte: SENAI-SP (2013)
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
62 COMANDOS ELÉTRICOS
O disjuntor-motor possui também a função de seccionamento do circuito, ou seja,
ligar, desligar e proteger o equipamento diretamente. Por exemplo, no esmeril indus-
trial de bancada encontramos o disjuntor-motor instalado com essas finalidades.
Os disjuntores-motores também podem ser instalados para proteger motores
de corrente contínua, interligando os terminais dos três polos do disjuntor-motor
em série com o motor.
Observe, no diagrama da figura 34, algumas possibilidades de instalação do
disjuntor- motor em motores de corrente contínua.
M
L+ L-
M
L+ L-
M
L+ L-
Figura 34 - Instalação do disjuntor-motor em redes de corrente contínua
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os disjuntores-motores, assim como os demais dispositivos de comando, são
dotados de suporte para fixação em trilho DIN.
FIQUE
ALERTA
Quando for instalar qualquer dispositivo de proteção,
consulte o manual do fabricante e lembre-se sempre de
utilizar os EPIs adequados para se proteger de acidentes.
SAIBA
MAIS
Se quiser saber mais sobre dispositivos de proteção, acesse
na internet sites de fabricantes. Em um site de busca, digite,
por exemplo, as palavras-chave: Schneider, Siemens ou Weg,
e procure por seus catálogos e pelas fichas técnicas de seus
produtos.
63
RECAPITULANDO
Neste capítulo você aprendeu a fazer a instalação dos seguintes dispositi-
vos de proteção elétrica: fusíveis, disjuntores, disjuntores diferenciais resi-
duais (DRs), relés térmicos e disjuntores-motores.
Você viu que entre os elementos de proteção cada um desses dispositivos
atua por um princípio: por corrente de curto-circuito, corrente de sobrecar-
ga e corrente de fuga; e que, por isso, cada um tem uma forma específica
de instalação.
Você também viu a simbologia, as especificações e as características de
cada dispositivo, além de alguns exemplos de diagramas de instalação.
Isto mostra a importância desses conhecimentos, por dizerem respeito à
proteção dos dispositivos eletroeletrônicos industriais e, consequentemen-
te, da segurança das pessoas e do bom funcionamento da instalação e dos
equipamentos.
3 DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
Dispositivos de Comandos
Eletroeletrônicos Industriais
4
Agora que você já tem os conhecimentos da instalação, da infraestrutura do painel e dos
dispositivos de proteção elétrica, vai conhecer a instalação dos dispositivos de comandos ele-
troeletrônicos industriais presentes em uma máquina.
Os dispositivos de comando são componentes que “ordenam” uma máquina ou um proces-
so a executar uma determinada operação, ao serem acionados pelo usuário.
Vejamos um exemplo: quando você pressiona um botão no painel de comando dentro do
elevador, fornece uma ordem para ele ir até o andar desejado.
Neste capítulo, veremos os seguintes dispositivos de comando: chaves seccionadoras; bo-
tões; chaves fi m de curso; sinalizadores sonoros e luminosos; e temporizadores, utilizados no co-
mando de máquinas industriais. Aprender como instalar esses dispositivos é muito importante,
pois são eles que fazem a máquina realizar os movimentos e executar os processos de produção.
Para representar os dispositivos eletroeletrônicos em diagramas e projetos, apresentaremos
símbolos gráfi cos padronizados por normas técnicas da ABNT e IEC.
A norma IEC 60617 (2012), traz a simbologia dos dispositivos eletroeletrônicos, constituin-
do-se como um padrão internacional que leva em consideração não só as normas europeias,
mas atende também às exigências norte-americanas e japonesas.
SAIBA
MAIS
Você pode consultar informações sobre normas no site da ABNT, no ende-
reço: <http://www.abntcatalogo.com.br>. Lá, você consegue consultar as
seguintes normas: NBR, ISO, IEC, NFPA, AMN e JIS. Você também pode ve-
rificar se alguma norma está em vigor ou se foi cancelada, para isso você
deve saber o número da norma que pretende consultar.
66 COMANDOS ELÉTRICOS
4.1 CHAVES SECCIONADORAS
As chaves seccionadoras são utilizadas para energizar e desenergizar equipa-
mentos e máquinas industriais. Exercem a função de chave geral, porque permi-
tem o desligamento da tensão, normalmente trifásica, do painel elétrico de co-
mando da máquina. A figura a seguir mostra uma chave geral e seus símbolos.
SimbologiaChave Norma
NBR 12523
IEC 60617-7
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
Figura 35 - Chave seccionadora trifásica e simbologia
Fonte: SENAI-SP (2013)
Atualmente, devido à exigência da NR 10 (2004), encontramos chaves seccio-
nadoras gerais dos painéis que exercem três funçõesdistintas. Conheça essas fun-
ções no quadro a seguir.
67
Quadro 5 - Chave seccionadora geral com aterramento temporário
CHAVE POSIÇÃO FUNÇÃO
0 - Desligada
Interrompe a ligação da entrada
da chave com sua saída, abrindo
o circuito e impedindo que a
máquina funcione.
1 - Ligada
Conecta a entrada da chave com
sua saída, permitindo a ener-
gização e o funcionamento da
máquina.
2 - Aterramento
Abre o circuito, desconectando
a entrada da saída da chave e
faz a conexão da saída desta ao
condutor de aterramento da rede.
Essa conexão com o aterramento
permite a realização de manuten-
ção segura, devido ao fato de os
componentes do painel estarem
em um potencial elétrico zero.
Se por acaso ocorrer energização
acidental de algum dispositivo do
painel, o profissional que estiver
trabalhando estará protegido, pois
o potencial que surgiu será descar-
regado para o condutor terra,
atuando a proteção do circuito.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
68 COMANDOS ELÉTRICOS
4.2 BOTÕES E CHAVES FIM DE CURSO
Os botões e as chaves fim de curso são dispositivos que funcionam sob o mes-
mo princípio, ou seja, quando acionados movimentam seus contatos internos. No
botão, o acionamento é feito manualmente, enquanto que as chaves fim de curso
são acionadas por partes da máquina que se movimentam durante seu funciona-
mento. Vejamos cada um deles.
4.2.1 BOTÕES
Os botões possuem contatos que podem ser: normalmente abertos (NA) e
normalmente fechados (NF):
a) contatos normalmente abertos são conhecidos como contatos NA ou conta-
tos que se fecham (fechadores). Em inglês, se usa a sigla NO (Normally Open); e
b) contatos normalmente fechados são conhecidos como contatos NF ou con-
tatos que se abrem (abridores). Em inglês, se usa a sigla NC (Normally Closed).
A norma NBR IEC 60947-4 (2008) trata de dispositivos de manobra e comando
de baixa tensão e é utilizada pelos fabricantes para a identificação dos terminais
dos dispositivos de comandos elétricos.
Para identificação dos terminais dos botões, a norma usa dois dígitos para cada
contato NA ou NF. O primeiro dígito da identificação, que é a dezena, significa a
sequência, a ordem de numeração do contato: 1º contato, 2º contato e assim por
diante; o segundo dígito, a unidade, significa a função, ou seja, o tipo de contato,
se ele é NA ou se é NF. Se no segundo dígito tivermos 1 e 2, significa que o contato
é NF e se for 3 e 4, significa que é NA.
Na figura a seguir, você pode observar a aplicação das normas de identificação
dos terminais dos contatos NA e NF.
69
1
2
3 41332
4244
1
1 2 3
S1
Figura 36 - Identificação dos terminais dos contatos NA e NF de botões
Fonte: SENAI-SP (2013)
O desenho da figura a seguir ilustra internamente a parte mecânica de aciona-
mento de um botão e seus dois contatos, um NA e outro NF.
botão sem
acionamento (repouso)
botão acionado
manualmente
mola contato NA
contato NF
botão tipo
cogumelo
bornes bornes
Figura 37 - Disposição interna dos contatos de um botão de comando
Fonte: SENAI-SP (2013)
Encontramos diversos tipos de botões para painel de comando, tais como: bo-
tão com trava, pulsador e giratório. Observe o quadro a seguir.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
70 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 6 - Tipos de botões
BOTÃO SIMBOLOGIA NORMA CARACTERÍSTICAS
NBR 12523
NBR 12519
O botão com trava pos-
sui um acionador tipo
“cogumelo” que é travado
quando pressionado, e só
destrava quando o usuário
gira o acionador no sentido
anti-horário.
Esse botão é instalado em
um ponto de fácil acesso e
o mais próximo possível do
local onde fi ca o operador
da máquina, para permitir
um fácil acionamento.
Este botão é usado como é
o de emergência.
IEC 60617-7
NBR 12523
IEC 60617-7
O botão pulsador é
acionado manualmente e
retorna por mola, é o tipo
de botão mais utilizado nos
comandos de máquinas.
Seu uso é geral.
NBR 12523
O botão giratório, ou chave
giratória, é fabricado com
duas ou três posições,
retornável por mola ou com
trava (fi xo). Encontramos
ainda com ou sem posição
de zero central.
É bastante utilizado em
comando para desloca-
mento de partes móveis de
máquinas e para ajustes de
posição.
IEC 60617-7
NBR 12523
IEC 60617-7
71
Para instalar os botões de comando, você deve medir o diâmetro do corpo e fa-
zer furos no painel com serra-copo, ou outra ferramenta de furação, de acordo com
a medida do botão. Atualmente, os botões são fabricados com diâmetro de corpo
de 22 mm, mas você ainda pode encontrar algum botão mais antigo com 30 mm.
Muitos botões de comando são modulares, de modo que você monta a confi-
guração de acionador, de contatos e de número de posições de acordo com sua
necessidade. Nesse modelo modular, podemos ter, por exemplo, um botão pulsa-
dor com 3 contatos NA e 1 NF, ou ainda, um botão giratório com retorno por mola
com duas posições com 1 NA e 1 NF.
Quando necessitamos de alguns botões em um local remoto de uma máquina e
não dispomos de um painel de comando, podemos contar com as chamadas boto-
eiras, que são caixas que acomodam vários botões. Elas são utilizadas em equipa-
mentos de movimentação de cargas, tais como: pontes rolantes, pórticos e talhas,
comandos remotos para portão, controle de bomba d’água, entre outras aplicações.
Observe a figura a seguir, de uma botoeira.
Figura 38 - Botoeira com três botões de comando
Fonte: SENAI-SP (2013)
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
72 COMANDOS ELÉTRICOS
FIQUE
ALERTA
A cor de cada botão tem um significado específico,
portanto, verifique o projeto antes de fazer a instalação
para não colocar em risco a segurança das pessoas.
4.2.2 CHAVES FIM DE CURSO
As chaves de fim de curso, também conhecidas por interruptor de posição, ou
por limite, foram criadas para “avisarem” ao comando quando o came1 da máqui-
na atinge uma determinada posição no curso de deslocamento.
As principais partes das chaves de fim de curso são acionador e contatos. O
acionador recebe o movimento do processo e o transmite aos contatos elétricos
NA e/ou NF, que mudam de posição.
O desenho da figura a seguir ilustra uma chave de fim de curso, e a mecânica
de acionamento de seus dois contatos, um NA e outro NF.
mola contato NA
bornesbornes
rolete
mecânico contato NF
Figura 39 - Chave de fim de curso – dispositivo e mecanismo dos contatos
Fonte: SENAI-SP (2013)
Existem vários tipos de fins de curso, por exemplo, os que possuem acionado-
res como alavanca, pino, rolete, gatilho e haste. O quadro, a seguir, exemplifica
algumas chaves de fim de curso e suas características.
1 CAME
Came é a parte saliente ou
rebaixada da máquina que
serve para acionar a chave
de fim de curso.
73
Quadro 7 - Tipos de fi ns de curso
CHAVE DE
FIM DE CURSO SIMBOLOGIA NORMA CARACTERÍSTICAS
NBR 12523
IEC 60617-7
Fim de curso acionado
mecanicamente em único
sentido de movimento.
Exemplos:
• o fi m de curso de
alavanca com rolete
unidirecional é bem
empregado na automa-
tização de máquinas
operatrizes em geral; e
• o fi m de curso de ala-
vanca unidirecional é
normalmente utilizado,
com a fi nalidade de
proteção, em portas
de painéis elétricos e
tampas de máquinas
que contenham engre-
nagens em movimento
e que, na sua abertura,
o fi m de curso desliga o
circuito.
Fim de curso acionado
mecanicamente em dois
sentidos de movimento,
como por exemplo:
• os fi ns de curso bidi-
recionais de alavanca
com rolete bidirecional,
rolete escamoteável,
pino com ou sem rolete
e de haste são instala-
dos em máquinas e eq-
uipamentos nos quais o
came passa pelo fi m de
curso durante o avanço
e retorno do desloca-
mento.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
74 COMANDOS ELÉTRICOS
As chaves de fim de curso são muito utilizadas em aplicações de grande porte de-
vido à sua robustez, característica que permite a instalação em ambientes industriais.São instaladas por meio de parafusos e devem estar bem fixadas. Em muitos
casos, as chaves de fim de curso são instaladas com a função de segurança, assim,
os testes após a instalação devem ser rigorosos, considerando todas as possíveis
condições de funcionamento para evitar acidentes.
As chaves de fim de curso também são utilizadas em outras aplicações não
industriais. Um exemplo disso são os portões automáticos deslizantes instalados
na portaria das empresas. Nesse caso, temos sempre uma chave de fim de curso
para indicar ao comando que o portão está fechado, e outra para indicar que o
portão está aberto.
4.3 CONTATORES
Os contatores são chaves eletromagnéticas destinadas a ligar ou desligar car-
gas elétricas (tipo lâmpadas, motores, válvulas, entre outras cargas) ou, como de-
fine a norma NBR IEC 60947-4-1(2008, p. 1): “os contatores são destinados a fechar
e abrir circuitos elétricos.” Uma grande vantagem desse dispositivo é permitir o
acionamento a distância, por comando remoto. Veremos, a seguir, os tipos e as
principais características desses dispositivos voltados à instalação em painéis de
comandos industriais.
4.3.1 CONTATORES PRINCIPAIS OU DE POTÊNCIA
O contator principal é utilizado para comandar cargas do circuito principal,
também conhecido por circuito de potência, tais como motores elétricos, resis-
tências de fornos, transformadores, geradores entre outros. Na área industrial ele
é muito utilizado em painéis elétricos no comando das máquinas. A figura a se-
guir apresenta alguns exemplos de contatores para acionamento de motores.
75
Figura 40 - Modelos de contatores
Fonte: WEG (2013)
Um exemplo bem simples de aplicação ocorre em sistemas de abastecimento
de água. Para acionarmos o motor da bomba de abastecimento a distância preci-
samos de um contator trifásico. O funcionamento é o seguinte: quando o usuário
aperta um botão no painel, a bobina do contator é energizada e produz um cam-
po eletromagnético que puxa o núcleo móvel e o conjunto de contatos móveis,
que, quando se fecham, enviam energia para ligar o motor trifásico e, então, a
bomba inicia o deslocamento de água para a caixa.
Os contatores são compostos basicamente de: núcleo magnético fixo e móvel,
bobina eletromagnética, contatos fixos e móveis, bornes ou terminais, molas e o in-
vólucro externo ou carcaça. Veja a seguir as principais partes internas de um contator.
molabobina
eletromagnética
núcleo
magnético
�xo
núcleo
magnético
móvel
bornecontato móvel
contato �xo
Figura 41 - Composição interna de um contator
Fonte: SENAI-SP (2013)
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
76 COMANDOS ELÉTRICOS
Para executar a instalação, é importante que você conheça a identificação dos
terminais dos contatos e da bobina dos contatores, indicada na norma NBR IEC
60947-4 (2008).
A identificação dos terminais das bobinas é representada por um código al-
fanumérico, ou seja, formado por letras e números. Veja o exemplo a seguir.
A1
A2
símbolo com
identi�cação
dos terminais
A1 e A2
terminais A1 e A2
da bobina
(lados opostos)
terminais A1 e A2
da bobina
(no mesmo lado)
A1 A1
A2
A2
Figura 42 - Terminais de conexão A1 e A2 da bobina dos contatores
Fonte: WEG (2013)
Quando a bobina for de tensão alternada e a alimentação da rede tiver um
condutor fase e outro neutro, devemos conectar o fase no A1, e o neutro no A2.
Se o sistema de alimentação tiver duas fases, ligamos a primeira fase no terminal
A1 e a segunda no terminal A2. No caso de a bobina ser de tensão contínua, é
interessante conectar o positivo no A1, e o negativo, ou GND ou 0 V, no A2.
Os terminais dos contatores principais ou de potência, de acordo com a mes-
ma norma, são identificados pela seguinte sequência: um número, uma letra
maiúscula e um número. Observe a figura a seguir.
77
número do primeiro terminal
(entrada) de potência do contator (ímpar) primeiro condutor da rede (L1)
número do primeiro terminal (de saída)
de potência do contator (par)
primeiro condutor (T1) a ser
conectado ao terminal 1 da carga
1 / L1
2 / T1
Figura 43 - Terminais de conexão dos contatores de potência
Fonte: WEG (2013)
Para conectar os terminais de potência do contator no circuito principal, você
deve conectar os fios que vêm da rede elétrica nos terminais 1/L1, 3/L2 e 5/L3, e
nos terminais 2/T1, 4/T2 e 6/T3, ligando os fios que vão para a carga.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
78 COMANDOS ELÉTRICOS
A simbologia de um contator principal com bobina e contatos pode ser vista
na figura a seguir.
Simbologia Norma
IEC 60617-7
NBR 12523
A
1
A
2 2
1
4
3
6
5
Figura 44 - Simbologia de um contator de potência
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os contatores de potência também são chamados de contatores de força ou
de circuito de força.
4.3.2 CONTATORES AUXILIARES
Os contatores auxiliares, ou de comando, são aqueles usados para ligar e
desligar circuitos de baixa potência, pois têm capacidade de corrente da ordem
de no máximo 10 A. São utilizados, também, para fazer a lógica de comando, acio-
nando bobinas dos contatores de potência, lâmpadas do painel e solenoides (bo-
binas) de válvulas.
A identificação da bobina do contator auxiliar é igual à do contator de potên-
cia, e a identificação de seus terminais segue a mesma norma vista anteriormente,
NBR IEC 60947-4 (2008). Observe a figura da sequência.
79
KA1
14 22 34 42
13 21 33 41
(ordem do contato)
1o 2o 3o 4o contato
tipo do contato
NA = 3 e 4
NF = 1 e 2{
contatos NAs
normais
abertos
contatos NFs
normais
fechados
contatos NAs
normais
abertos
contatos NFs
normais
fechados
Figura 45 - Identificação dos terminais dos contatores auxiliares
Fonte: WEG (2013)
Você pode ver a simbologia do contator auxiliar na figura a seguir.
Simbologia Norma
IEC 60617-7
NBR 12523A
1
A
2
14
13
22
21
34
33
42
41
Figura 46 - Simbologia de um contator auxiliar
Fonte: SENAI-SP (2013)
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
80 COMANDOS ELÉTRICOS
FIQUE
ALERTA
Nunca utilize contatores auxiliares para acionamento
de cargas de potência, tal como motores elétricos. Caso
isto ocorra, ao acionar a carga, o contator pode “colar”
ou fundir seus contatos, fazendo com que quando o bo-
tão desliga for pressionado, o motor permaneça ligado,
gerando risco de acidentes.
Quando necessitamos de mais contatos de comando do que o contator dis-
põe, podemos acrescentar blocos aditivos de contatos em alguns modelos de
contatores. Observe exemplos na figura 47.
Figura 47 - Blocos adicionais para contatores
Fonte: WEG (2013)
Os blocos adicionais mais comuns são: 2 NAs, 1NA e 1NF e, em um mesmo
bloco: 2NAs mais 2 NFs, ou ainda 4NAs.
4.4 RELÉS
Relés também são chaves eletromagnéticas destinadas a ligar ou desligar car-
gas elétricas, porém menores que os contatores. São destinados ao acionamento
de cargas de pequeno porte, tais como lâmpadas, LEDs, bobinas de contatores,
válvulas e outros dispositivos eletroeletrônicos.
Os relés possuem contatos que podem ser tipo NA ou NF, ou ainda contato
tipo comutador, também conhecido por contato reversível. Esse contato possui
um terminal comum, um NA e outro NF. Veja exemplos de relés e suas simbolo-
gias na figura a seguir.
81
RELÉ SIMBOLOGIA NORMA
MQ
2R
C-5
V
5VD
C
1A
- 30
VD
C
0.5
A -
12V
AC
NBR 12523
MB 1 R
C2
0.5A -
125V
AC re
s.
1A
30V
DC res
.
IEC 60617-7
Figura 48 - Tipos de relés suas simbologias
Fonte: SENAI-SP (2013)
Encontramos relés com bobina alimentada por tensão contínua (VCC) ou al-
ternada (VCA). Isto permite uma grande variedade de aplicações. Esses relés são
muito utilizados nas áreas industrial e automotiva.
O relé de estado sólido ou contator de estado sólido é um dispositivo ele-
trônico para acionamento de cargas elétricas de potência, tais como motores, for-
nos de resistência entre outras. Ele tem a mesma função que um contator: receber
a tensão de comando e transferir a tensão das entradas de potência paraas saídas
que acionam a carga. Ele não possui contatos físicos que se fecham ou se abrem,
pois o acionamento é eletrônico.
Esses relés têm longa vida útil por não terem desgaste mecânico. Não geram
ruído sonoro durante o acionamento da carga e seu consumo é bem menor que
o do contator. Eles são fabricados com um invólucro metálico para dissipar calor
e não sobreaquecerem. Podem também ser instalados diretamente na placa de
montagem do painel de comando para facilitar a dissipação do calor gerado. Veja
um modelo na figura a seguir.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
82 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 49 - Exemplo de relé de estado sólido
Fonte: SENAI-SP (2013)
Encontramos três tipos de comando dos relés de estado sólido.
a) Tensão alternada (AC): quando o relé recebe em seus terminais de coman-
do uma tensão alternada ela “fecha” o circuito, enviando a fase da entrada
para a carga. A tensão de comando para funcionamento do relé pode estar
no mesmo potencial da rede ou em potencial diferente, portanto, para se
instalar esse tipo de relé, você tanto pode usar uma fase qualquer da rede
ou instalar um transformador e usar uma fase do secundário deste.
b) Tensão contínua (DC): nesse tipo de comando, o relé entra em funciona-
mento quando recebe tensão contínua em seus terminais de comando com
valores entre 5 VCC e 30 VCC, aproximadamente. Para instalar esse relé, bas-
ta conectar um circuito qualquer que ofereça uma tensão contínua. Você
deve ficar atento à ligação, pois os terminais de comando são polarizados,
ou seja, têm definidos o positivo (+) e o negativo (-).
c) Resistência ôhmica: esse tipo funciona por meio de um potenciômetro co-
nectado em seus terminais de comando, no qual, variando-se o valor da
resistência, varia também a potência da carga conectada à saída do relé.
FIQUE
ALERTA
No relé de estado sólido, que funciona com comando
por resistência ôhmica, você não pode conectar tensão
nas entradas de comando, ou seja, entradas do poten-
ciômetro, para não danificá-lo.
83
Veja as formas de se fazer as ligações em cada tipo de relé de estado sólido
pela figura 50.
comando VAC comando VCC comando por
variação R( )
220 V
AC
~
fase
fase
carga AC
VCA
VAC
saída
entrada
1 ~ ~ 2
3 ~ ~ 4
220 V
AC
~
fase
fase
carga AC
VCC
saída
entrada
1 ~ ~ 2
3 - + 4
220 V
AC
~
fase
fase
carga AC
R ( Ohms)
saída
entrada
1 ~ ~ 2
3 4
Figura 50 - Instalação elétrica do relé de estado sólido
Fonte: SENAI-SP (2013)
Devido ao fato de o relé de estado sólido não gerar manutenção e nem ruído
durante o funcionamento, além das aplicações industriais, eles estão sendo muito
utilizados em equipamentos médicos e hospitalares e em Centrais de Processa-
mento de Dados (CPD). Você também encontra relés de estado sólido sendo utili-
zados para acionar cargas trifásicas.
4.5 SINALIZADORES
A sinalização é normalmente utilizada a serviço da segurança e é um recurso
eficiente para advertir as pessoas sobre riscos que surjam durante algum momen-
to do trabalho com máquinas ou equipamentos. Basicamente, encontramos dois
tipos de sinalização: a sonora e a luminosa.
4.5.1 SINALIZADOR SONORO
Podemos utilizar como sinalização sonora as sirenes, quando precisamos de
maior potência sonora, ou buzzers, quando necessitamos de menor intensidade
de som. Esse tipo de sinalização é mais vantajoso comparado à sinalização lu-
minosa, pois chama a atenção mesmo quando a pessoa não está visualizando o
processo ou a máquina. Veja o quadro a seguir.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
84 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 8 - Sinalizadores sonoros
SINALIZADOR SIMBOLOGIA NORMA CARACTERÍSTICAS
IEC 60617-8
Sirene eletrônica de
alta potência sonora,
utilizada para sinalizar si-
tuações de emergência.
Buzzer de baixa potên-
cia sonora, utilizado
para sinalizar alarmes
em pequenos equipa-
mentos.
Um cuidado que você deve ter ao instalar um sinalizador é observar o tipo da
tensão de trabalho. Se for tensão alternada, verifi que o valor da tensão da rede
e do sinalizador e se for tensão contínua, observe também a polaridade, ou seja,
tem-se um terminal exclusivo para a conexão do positivo e outro para o negativo.
Normalmente, o fi o positivo (+) é vermelho e o negativo (-) é preto.
4.5.2 SINALIZADOR LUMINOSO
Os sinalizadores luminosos são muito utilizados em máquinas e sistemas in-
dustriais devido à sua grande variedade de aplicações. Encontramos esses sinali-
zadores de várias cores, com lâmpadas incandescentes, lâmpadas neon, luz LED,
entre outras. Os modelos que vamos exemplifi car aqui são os de embutir em pai-
nel e os de sobrepor, tipo coluna para máquinas. Veja o quadro a seguir.
85
Quadro 9 - Sinalizadores luminosos
SINALIZADOR SIMBOLOGIA NORMA CARACTERÍSTICAS
Sinalizador de embutir
IEC 60617-8
O sinalizador luminoso
de embutir é utilizado
nos painéis de comando
das máquinas, já os de
sobrepor são instalados
em cima das máquinas,
em lugar visível a todos.
Sinalizador de sobrepor
Ao montar um painel, você deve observar na especificação qual tipo de sinali-
zador deve usar: de lâmpada incandescente, de neon ou de LED; o tipo de tensão
de funcionamento: alternada ou contínua; e qual é seu valor de tensão: se é de 24
V, 127 V ou 220 V, por exemplo. Caso a tensão seja contínua, lembre-se da polari-
dade correta, conforme já explicado no item anterior acerca do sinalizador sonoro.
Observe ainda o diâmetro do furo a ser feito no painel para a instalação dos
sinalizadores.
FIQUE
ALERTA
Quando você for montar um painel com sinalização lu-
minosa, siga a cor de cada sinalizador de acordo com o
indicado no projeto, pois cada cor indica uma situação,
e se não for aplicada corretamente, poderá colocar em
risco a segurança das pessoas.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
86 COMANDOS ELÉTRICOS
4.6 TEMPORIZADORES
O temporizador tem a função de temporizar, como o próprio nome sugere
“contar tempo”, ou seja, ele controla eletronicamente o tempo de abertura ou de
fechamento de seus contatos.
Alguns modelos temporizam quando são energizados, e outros quando são
desenergizados. Eles possuem os terminais A1 e A2 para conexão dos condutores
que fazem a energização da parte eletrônica e terminais para conexão dos conta-
tos de comando do temporizador. Veja a figura a seguir.
Figura 51 - Temporizador eletrônico com contatos comutadores
Fonte: SENAI-SP (2013)
Um temporizador possui elemento de comando e contatos de acionamento.
O elemento de comando do temporizador – que chamaremos aqui de “bo-
bina eletrônica”, por conter um circuito eletrônico que faz a função semelhante
à de uma bobina de um relé – é a parte eletrônica que é responsável por fazer a
contagem do tempo e a atuação dos contatos do temporizador. Os contatos de
acionamento, por sua vez, são responsáveis por gerar as mudanças no comando
da máquina.
Os temporizadores são representados por símbolos, sendo que um tempori-
zador temporizado na energização, por exemplo, tanto na norma ABNT quanto
na IEC, tem suas “bobinas eletrônicas” representadas pelo mesmo símbolo. Já os
contatos, de acordo com ABNT, são tratados de forma diferenciada e depende
muito da interpretação do usuário.
87
Nesse sentido, a norma IEC 60617-7 (2012) utiliza uma forma de mais fácil in-
terpretação: tanto o símbolo da “bobina eletrônica” quanto o de contato infor-
mam se o temporizador é do tipo que atua na energização ou na desenergização.
Assim, se em um diagrama você ver um contato de um temporizador qualquer, só
pelo símbolo do contato você já reconhece o tipo de temporização, se na energi-
zação ou desenergização, não importando se esse contato é NA ou NF.
O quadro a seguir resume a simbologia dos temporizadores.
Quadro 10 - Temporizadores
COMPONENTE (PARTE) SIMBOLOGIA NORMA
Elemento de comando do
temporizador ativado na
energização
A
1
A
2
NBR 12523
IEC 60617-7
Contatos do temporizador
ativados naenergização
IEC 60617-7
Elemento de comando do
temporizador ativado na
desenergização
A
2
A
1 NBR 12523
IEC 60617-7
Contatos do temporizador
ativados na desenergização
IEC 60617-7
Muitos modelos de temporizadores possuem contatos comutadores ou rever-
síveis. Nesse caso, o terminal identificado por 15 é o terminal comum, de modo
que os terminais 15 e 16 fazem a função de contato NF, e os terminais 15 e 18
fazem a função de contato NA.
Quanto à instalação física em painéis de comando, os temporizadores pos-
suem encaixe para trilho DIN 35 ou orifícios para fixação por parafusos.
Ao instalar qualquer dispositivo de comando, leia o manual do fabricante. Nele,
você encontra informações técnicas importantes para uma correta instalação.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
88 COMANDOS ELÉTRICOS
CASOS E RELATOS
Marcos, um eletricista de uma grande empresa metalúrgica, estava traba-
lhando na reforma da parte elétrica de uma máquina hidráulica semiauto-
mática. Durante a montagem do painel de comando elétrico, por engano,
instalou um temporizador temporizado na desenergização, no lugar de um
com retardo na energização. Quando a montagem foi concluída, a máqui-
na foi logo testada sem nenhuma avaliação preliminar. Isto ocasionou um
problema: quando o funcionário apertou o botão para iniciar seu funcio-
namento, o motor principal fez um ruído muito forte e quebrou a trava do
sistema transportador.
O pessoal da manutenção foi analisar o problema e constatou que ao iniciar
o funcionamento, a máquina deveria, primeiramente, acionar os solenoides
de destravamento do transportador e, depois de alguns segundos, ligar o
motor principal. Como o temporizador incorreto foi instalado, tanto o mo-
tor quanto a trava foram acionados ao mesmo tempo e, como o motor es-
tava ligado, a trava ficou presa e se quebrou. Nesse caso, temos duas falhas
básicas: uma foi ter instalado o temporizador errado no painel, e a outra foi
não ter testado o painel e todas suas funcionalidades antes de instalá-lo na
máquina. Casos como esse poderiam ser evitados se todos os testes fossem
feitos antes de colocar a máquina em funcionamento.
4.7 CONECTORES
Os conectores ou bornes usados em instalações de comandos eletroeletrôni-
cos industriais são componentes elétricos destinados a fazer a interligação en-
tre os elementos e o quadro de comando. Uma de suas aplicações consiste em
interligar o conjunto de botões instalados na porta com o quadro de comando,
ou interligar o quadro aos motores da máquina. No quadro 11, você tem infor-
mações sobre esse tipo de conector ou borne.
2 TENSÃO NOMINAL
Tensão Nominal (Un) é o
valor da tensão especificada
pelo fabricante, por
exemplo, como condição
de funcionamento de um
componente, dispositivo,
equipamento ou sistema
elétrico.
89
Quadro 11 - Simbologia para conexões elétricas
SIMBOLOGIA NORMA CARACTERÍSTICAS
IEC 60617-3 O conector ou borne é um componente utilizado
dentro dos painéis de comando para interligação
elétrica de dispositivos.
IEC 60617-3 Este símbolo representa uma interligação elétrica a
ser realizada em local determinado pelo técnico.
Esses conectores possuem uma mola, que pode ser metálica ou plástica (de
poliamida), a qual permite seu encaixe através da pressão do próprio corpo do
conector no trilho.
Os conectores são fabricados em diferentes modelos e tamanhos, de acordo
com a faixa de corrente de operação e a secção transversal (bitola) em mm2 dos
condutores.
A tabela a seguir apresenta especificações de um fabricante de conectores.
Nele, você pode observar os dados técnicos importantes sobre esses conectores,
como corrente nominal, tensão nominal2 e faixa de bitola em mm2 dos conduto-
res, de acordo com o tipo de conector.
Tabela 5 - Exemplo de especificações de conectores.
TIPO SAK 2,5 SAK 4 SAK 6 SAK 10
SAK 2 – 4/2
(Borne duplo)
SAK B2,5
(Mini borne)
CÓDIGO DA TAMPA AP2 AP3 T2 – 4/2 B2,5
CORRENTE
NOMINAL 24 A 32 A 41 A 57 A 32 A 24 A
TENSÃO
NOMINAL 800 V 380 V
TIPO DE POSTE
DE FIXAÇÃO EW35
SECÇÃO DOS
CONDUTORES (MM²) 0,5...2,5 0,5...4 0,5...6 1,5...10 0,5...4 0,13...4
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
90 COMANDOS ELÉTRICOS
Alguns dados utilizados nesse quadro são meramente ilustrativos, pois eles
mostram de forma genérica as especificações técnicas de um fabricante, para que
você tenha uma ideia de como fazer a leitura e a interpretação de catálogos téc-
nicos. Acompanhe a explicação.
Observe na tabela 5, por exemplo, a coluna correspondente ao conector de 4
mm para trilho DIN (SAK 4). Se você cruzar com a linha referente à corrente no-
minal, verá que esse conector suporta 32 A. Seguindo a linha de tensão nominal,
verá que ele funciona com tensão até 800 V. Podem ainda ser utilizados postes de
fixação tipo EW35 e comporta condutores de secção desde 0,5 mm2 até 4 mm2, ou
seja: de 0,5 mm2, 1 mm2, 1,5 mm2, 2,5 mm2 e de 4 mm2.
Um aspecto importante que você deve observar quando estiver conectando
a fiação, é que não se deve conectar condutor de bitola maior que a máxima es-
pecificada no quadro do borne. Pois caso isto ocorra, o parafuso não possibilitará
o aperto necessário, ocasionando pressão insuficiente e contato inadequado do
borne com o condutor.
Ainda na tabela 5, você pode observar que existem outros modelos de conecto-
res: o conector duplo e o mini conector, ambos têm a finalidade de otimizar o espaço
do painel. Existem também conectores específicos, tais como borne para condutor
neutro (na cor azul) e borne para conexão do fio terra (nas cores verde e amarela).
Os conectores para a interligação do fio de aterramento, ou fio terra, são do-
tados de pontos de conexão de entrada e saída do fio de aterramento, e alguns
possuem ainda contato direto com o trilho metálico de fixação, aumentando a efi-
ciência e garantia da conexão. A figura a seguir apresenta um conector em corte
parcial, mostrando esse contato com o trilho metálico aterrado.
Figura 52 - Conector para aterramento com ponto de contato com trilho DIN 35
Fonte: SENAI-SP (2013)
3 TORQUE
É a força de giro aplicada ao
parafuso durante o aperto
com a ferramenta, podendo
ser medida em Newton-
metros (Nm).
4 ESPANAR A ROSCA
Espanar a rosca, segundo o
dicionário Michaelis significa:
desgastar-se (parafuso ou
rosca) a ponto de não mais
segurar. Fonte: <http//
michaelis.uol.com.br>.
91
Vamos ver agora como realizar a fixação do condutor no conector. É simples,
mas para fazer uma boa conexão você deve possuir previamente algumas
informações básicas e aplicar corretamente a técnica: em alguns conectores, usa-
mos parafuso com chave de fenda para aperto, e em outros usamos chave tipo
fenda-Philips, também conhecida como chave cruz. Outros ainda não têm parafu-
sos e usam o sistema de fixação por mola de compressão.
Os conectores com mola trazem as seguintes vantagens: garantir a pressão
adequada ao condutor, além de tornar a montagem mais prática e rápida.
FIQUE
ALERTA
Quando estiver instalando condutores e fazendo uso de
alicates para corte de fios e terminais elétricos, não se
esqueça de usar óculos de segurança para que as pon-
tas de fio não atinjam seus olhos.
A figura 53 destaca alguns conectores com sistema de parafusos e conectores
sem parafuso, por pressão.
conectores por parafuso conectores por pressão
Figura 53 - Sistemas de fixação dos fios nos conectores
Fonte: SENAI-SP (2013)
Na primeira imagem apresentada, o condutor está sendo conectado por meio
de chave de fenda apertando o parafuso do conector. Na segunda imagem, com
auxílio de uma chave de fenda, o profissional pressiona o mecanismo que libera a
mola para encaixar o condutor.
O torque3 de aperto do parafuso do conector é um detalhe muito importante
que você deve observar durante a instalação. Assim, quando você estiver insta-
lando um condutor, não deve apertar demais o parafuso para não ocorrer o que
chamamos “espanar a rosca4”. Também não deve apertar de menos, porquecausa-
rá uma pressão insuficiente no condutor, ocasionando, consequentemente, mau
contato e aquecimento naquele ponto.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
92 COMANDOS ELÉTRICOS
Para você ter uma referência sobre o torque de aperto que deve aplicar em
um parafuso, veja este exemplo: com rosca métrica de 3 mm (M3), e um borne
de 4 mm para trilho DIN de um determinado fabricante, o torque deve ser de,
no mínimo, 0,5 Nm e de, no máximo, 1 Nm. Esse é um dado que você encontra
especificado em norma e em catálogos do fabricante do produto.
Para conectar um condutor em um conector, você deve seguir os seguintes passos:
a) soltar o parafuso localizado na parte de cima do conector com a chave de fenda;
b) decapar o condutor com a medida da parte metálica do terminal elétrico;
c) introduzir o condutor na abertura lateral do conector; e
d) segurar o condutor na posição desejada, apertando o parafuso até que ele
esteja bem fixado.
A figura ilustra dois condutores fixados corretamente no conector.
detalhe da �xação dos condutores
Figura 54 - Conexão correta do condutor no conector industrial
Fonte: SENAI-SP (2013)
VOCÊ
SABIA?
Para medir o torque, utilizamos uma ferramenta de-
nominada torquímetro. Existem chaves de fenda com
torquímetros incorporados, porém são difíceis de serem
encontradas.
93
FIQUE
ALERTA
Ao realizar a conexão, não decape demais o cabo para
não deixar o condutor exposto, causando riscos de
acidentes elétricos. Também não decape pouco, pois,
quando você for conectá-lo, o parafuso pode prender
sua capa causando contato insuficiente. Não é recomen-
dável estanhar a ponta de cabos que serão fixados ao
conector. Para isso, use terminais.
Outro tipo de conector que o instalador vai encontrar é o conector com fusível
de proteção incorporado. Esse conector possui uma base ou porta-fusível para
uso de fusível de vidro, tipo de proteção muito usada em aparelhos eletrônicos
portáteis. Encontramos dois tamanhos de fusível de vidro que são mais usados: 5
mm X 20 mm e os de 6,3 mm X 32 mm, sendo a primeira medida o diâmetro e a
segunda o comprimento (D X C). Observe na figura a seguir um conector fusível
e seu respectivo fusível.
compartimento
do fusível
alavanca para
colocação e
extração do
fusível
fusível de vidro
Figura 55 - Conector com fusível e fusível de vidro
Fonte: SENAI-SP (2013)
Quando montamos diversos conectores em um trilho, formamos um conjunto
popularmente conhecido como régua de bornes.
SAIBA
MAIS
Para saber mais sobre os dispositivos de comando eletroele-
trônicos, você pode realizar uma busca na internet pelo nome
de fabricantes, como por exemplo: Kraus Naimer, Weg, Schnei-
der Eletric, Coel, Contemp, Fusibrás, Siemens e Conexel.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
94 COMANDOS ELÉTRICOS
4.8 ACESSÓRIOS PARA RÉGUA DE BORNES
Para montar uma régua de bornes de um painel industrial, você necessitará
de diversos acessórios. Os principais são: tampa, poste, placa separadora, pontes
conectoras (jumpers), identifi cadores de conectores e de condutores, acessórios
para fi xação em painéis de comando e terminais elétricos. A seguir, veja as carac-
terísticas de cada um deles.
4.8.1 TAMPA
Quando montamos uma régua de bornes, após o último conector de uma se-
quencia é necessário colocar uma tampa, pois como já vimos, o conector é fecha-
do em uma lateral e aberto na outra.
FIQUE
ALERTA
Imagine o que pode acontecer se você deixar o conec-
tor sem tampa: haverá risco de choque elétrico e curto-
-circuito.
A tampa é feita de material plástico e isolante e é encaixada na lateral aberta
do conector. Ela também é utilizada quando temos em uma régua de bornes uma
sequência de conectores de 2,5 mm para trilho DIN e precisamos instalar conec-
tores de 4 mm para trilho DIN, continuando essa sequência.
A fi gura 56 a seguir mostra a tampa de um conector industrial para trilho DIN.
Figura 56 - Tampa de conector para trilho DIN
Fonte: SENAI-SP (2013)
95
4.8.2 POSTE
O poste é uma peça plástica encaixada no trilho e fixada por parafuso, com a
finalidade de garantir que os conectores permaneçam na mesma posição em que
foram instalados no trilho. Em cada extremidade da régua de bornes, deve ser
fixado um poste. Veja a seguir um modelo de poste.
poste EW-2
Figura 57 - Modelo de poste
Fonte: SENAI-SP (2013)
4.8.3 PLACAS SEPARADORAS
As placas separadoras são usadas para dividir conjuntos de conectores com
funções distintas. Imagine uma régua com 5 bornes, exclusiva para conectar os
fios que vão para o painel de comando localizado na porta, e um outro conjunto
com 5 bornes na sequência para conexão dos condutores que vão para os senso-
res que ficam na estrutura da máquina. Eis, aqui, a função das placas separadoras:
separar um conjunto do outro.
Figura 58 - Régua de bornes com conectores divididos por placas separadoras
Fonte: SENAI-SP (2013)
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
96 COMANDOS ELÉTRICOS
Veja que todos esses bornes podem ser do mesmo tipo e tamanho, porém,
como eles apresentam funções diferentes é aconselhável a colocação de placas
separadoras para formar conjuntos distintos.
4.8.4 PONTE CONECTORA
A ponte conectora é um terminal de interligação entre conectores, também
conhecido como jumper. Serve para distribuir a alimentação sem a necessidade
de se conectar fio externo. Isso facilita e simplifica o trabalho, além de trazer outra
vantagem: deixa livres os dois pontos de conexão do conector. Ela é metálica e
possui, na parte superior, parafusos para fixação nas roscas dos bornes. A figura a
seguir mostra um exemplo dessa ponte conectora.
Figura 59 - Pontes conectoras instaladas em régua de bornes
Fonte: SENAI-SP (2013)
Nas pontes com parafusos, as partes metálicas são expostas e, portanto, neces-
sitam de miniplacas isoladoras entre as pontes.
4.8.5 IDENTIFICADORES PARA CONECTORES
Os identificadores, ou placas de identificação, são pequenas peças plásticas
para identificação dos conectores. Temos identificadores com letras, com números
e com letras e números, cuja função é organizar o painel, facilitando sua monta-
gem e a manutenção. Observe as fotos da figura a seguir.
97
placas de identi�cação na cartela
placas de identi�cação instaladas
Figura 60 - Placas de identificação
Fonte: SENAI-SP (2013)
Eles são destacados da cartela e fixados na parte superior dos conectores por
encaixe.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
98 COMANDOS ELÉTRICOS
4.8.6 IDENTIFICADORES PARA CONDUTORES
Os identificadores para condutores são instalados diretamente no condutor.
Eles facilitam a montagem e a manutenção, auxiliando na prevenção de erros
durante as conexões. Podem ser encontrados com letras, com números ou com
letras e números. Os tipos mais comuns são: anilha, plaquetas de encaixe e fita
adesiva de identificação. Veja a seguir cada um desses tipos em detalhes.
Identificador tipo anilha
A anilha é uma espécie de anel plástico com identificação na parte lisa exterior.
São encontradas em tamanhos diferentes para condutores de até 16 mm de sec-
ção, em tiras tubulares pré-partidas prontas para serem destacadas e inseridas no
condutor, conforme mostra a figura a seguir.
tiras de anilhas anilhas instalada
Figura 61 - Anilhas
Fonte: SENAI-SP (2013)
Existe também outro modelo de anilha, em formato de “U”, que é fixada por
encaixe, abraçando o condutor, sendo possível sua instalação em cabos que já
contenham terminais ou que já estejam conectados a bornes.
99
Identificadores tipo plaqueta plástica
Esses identificadores estão disponíveis em cartelas em branco, sem gravação,
que recebem identificação impressa. Para instalá-los no condutor, você deve des-
tacar a plaqueta da cartela já com a identificação impressa, encaixar no porta-eti-
queta e, por último, inserir o conjunto de etiqueta e de porta-etiqueta no condu-
tor. Observe a figura a seguir.
plaqueta no circuito
de potência
plaquetano circuito de comando
Figura 62 - Identificação tipo plaqueta plástica de encaixe com etiqueta impressa
Fonte: SENAI-SP (2013)
Essa tecnologia de identificação é muito utilizada por grandes empresas de mon-
tagem de painéis elétricos e exige alguns recursos específicos como uma impres-
sora própria e um software para impressão nas plaquetas plásticas de identificação.
Existe ainda um tipo de plaqueta plástica de encaixe na qual as identificações
já vêm impressas, ou seja, encontramos os números, letras e símbolos já gravados
individualmente. No momento de instalar a identificação no condutor, o instala-
dor deve compor a identificação, dígito por dígito, para formar o código completo
da identificação, encaixando-os no porta-etiqueta. Veja a seguir.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
100 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 63 - Identificação tipo plaqueta de encaixe
Fonte: SENAI-SP (2013)
O porta-etiqueta é encontrado em diversos tamanhos para atender às diferen-
tes bitolas dos condutores.
101
Identificadores tipo fita adesiva
Os identificadores tipo fita adesiva são fornecidos em carretéis dispensadores
de fita e sua aplicação é bem simples: você escolhe o número que deseja, puxa a
fita de forma suficiente para dar ao menos uma volta e meia no condutor, corta
a fita puxando-a contra a lâmina de corte existente no próprio carretel e, depois,
cola a identificação no condutor, fazendo movimento circular em torno dele. En-
contramos fitas de diferentes cores e tamanhos para atender à variação de diâme-
tros de condutores. Observe a figura a seguir.
Figura 64 - Carretel porta fita identificadora
Fonte: SENAI-SP (2013)
Essa forma de identificação não tem sido muito utilizada em painéis de co-
mando industriais, em ambientes com a presença de agentes agressivos como
óleo, graxa, aquecimento e vapores químicos.
4.8.7 ACESSÓRIOS PARA FIXAÇÃO DOS CONDUTORES EM PAINÉIS DE
COMANDO
Os suportes autocolantes, as abraçadeiras plásticas e a abraçadeira espiral
duto são importantes acessórios para fixação dos condutores do chicote elétrico5
nas portas, tampas e laterais dos painéis.
Suportes autocolantes
Os suportes autocolantes, também conhecidos como fixadores autoadesivos,
servem de ponto de fixação ao chicote elétrico. Devem ser colados na parte inter-
na da porta do painel para fixar o chicote que interligará os dispositivos do painel.
O suporte possui duas passagens, permitindo a instalação de abraçadeira e do
chicote na posição vertical ou horizontal na porta do painel.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
102 COMANDOS ELÉTRICOS
Os suportes possuem fita dupla face em sua base. Para instalá-los, você
deve retirar o papel protetor e colá-los no local desejado. Depois, é só passar a
abraçadeira plástica e prender o chicote. Veja a figura a seguir.
suporte suporte instalado
Figura 65 - Suporte autocolante
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para uma perfeita adesão, é muito importante que a superfície esteja limpa, e
livre de poeira e gordura.
Abraçadeiras plásticas
As abraçadeiras plásticas são utilizadas para amarrar os condutores de modo a
formar o chicote elétrico do painel. São fabricadas em nylon em vários tamanhos
e têm boa resistência. No ato da instalação, você ajusta sua medida de acordo
com a quantidade de condutores do chicote. Uma vez instaladas, elas não podem
ser reutilizadas.
Figura 66 - Abraçadeira plástica
Fonte: SENAI-SP (2013)
103
Para instalar uma abraçadeira em um chicote elétrico, você deve:
a) pegar a abraçadeira e envolvê-la em torno dos condutores do chicote elétrico;
b) inserir a ponta da abraçadeira na cavidade da trava;
c) puxar a ponta da abraçadeira até prender seguramente os condutores; e
d) cortar a parte da abraçadeira que sobrou com um alicate de corte.
Ao instalar as abraçadeiras, não deixe pontas expostas capazes de causar fe-
rimentos.
Espiral duto
O espiral duto, também denominado abraçadeira espiral duto, é um acessório
feito de material plástico que tem o formato semelhante a uma mola. É outra op-
ção de formação do chicote elétrico.
Figura 67 - Abraçadeira espiral duto
Fonte: SENAI-SP (2013)
Encontrado nas cores branca e preta, e nas medidas de ½”, ¾” e 1”, é usado para
direcionar o chicote elétrico de um painel de comando protegendo o conjunto de
condutores e melhorando a aparência da instalação.
Para instalá-lo, você deve envolver os fios enrolando-os no chicote até o pon-
to desejado.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
104 COMANDOS ELÉTRICOS
4.8.8 TERMINAIS ELÉTRICOS
Os terminais elétricos são instalados nos condutores para dar melhor acaba-
mento à instalação, melhorar o contato elétrico, evitar que a identificação se solte
do fio e para evitar que alguns pequenos fios de cobre do cabo escapem do co-
nector, gerando risco de contato com outra superfície condutora.
Para instalar esses terminais nos condutores, utilizamos um alicate manual co-
nhecido por alicate prensa-terminais, que por meio de compressão ou prensa-
gem, fixa o terminal no condutor.
Existem basicamente dois tipos de alicates para essa finalidade, de acordo com
o tipo de terminal a ser instalado:
a) alicate prensa-terminais para terminais de corpo isolado e não isolado; e
b) alicate prensa-terminais para terminal ilhós (ou tubular).
Esses alicates também são conhecidos por alguns instaladores por alicates
crimpadores, devido ao fato de darem nome ao processo de prensagem de termi-
nais como crimpagem de terminais.
Observe na figura a seguir os tipos de terminais de corpo isolado e não isolado
e o alicate prensa-terminais.
terminais alicate prensa-terminais
1 2 3 1 2 3 4
corpo isolado: 1 - pino
2 - anel
3 - forquilha
corpo
não-isolado: 4 - forquilha
Figura 68 - Tipos de Terminais
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os terminais são escolhidos de acordo com a bitola do condutor e conforme o
sistema de fixação que se pretende utilizar.
105
Vamos a alguns exemplos práticos: quando é necessário ligar um condutor
em conectores industriais de painel de comando (popularmente conhecido por
borne SAK), é preciso utilizar o conector de tipo pino. Quando a necessidade é co-
nectar um condutor em um ponto de aterramento do painel no qual é fixado por
parafuso, o ideal é utilizar o terminal de tipo anel e, até em alguns casos, podem
ser utilizados os terminais de tipo forquilha.
Os condutores precisam ser decapados antes da instalação dos terminais. Para
isso, usamos alicates decapadores. Veja um exemplo.
Figura 69 - Alicate para decapagem de condutores
Fonte: SENAI-SP (2013)
Na figura a seguir, você acompanha cada passo do procedimento para pren-
sagem de terminais de corpo isolado. Saiba que o procedimento é o mesmo para
o não isolado.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
106 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 70 - Procedimento de prensagem de terminais
Fonte: SENAI-SP (2013)
Note que o terminal é prensado na parte do corpo que recebe uma cobertu-
ra isolante.
O terminal de tipo ilhós ou tubular é prensado pela ponta metálica, parte que
vai diretamente conectada ao borne. Para instalar esse tipo de terminal, utiliza-
mos outro modelo de alicate, o alicate prensa-ilhós. Na figura a seguir, veja exem-
plos desses terminais e de seu alicate.
Figura 71 - Terminais de tipo ilhós tubular
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esse tipo de terminal é instalado em condutores que serão conectados exclusi-
vamente em conectores industriais de painel de comando (SAK).
Na figura a seguir, acompanhe cada etapa de instalação dos terminais de tipo
ilhós ou tubular.
107
Figura 72 - Procedimento de prensagem de terminais ilhós tubular
Fonte: SENAI-SP (2013)
Encontramos alicates que possuem mais algumas funcionalidades, por exem-
plo, além de prensar o terminal no condutor, servem também para cortar e deca-
par o condutor.
Agora que você já conhece os acessórios utilizados em um painel de comando
eletroeletrônico, veja como é feita a numeração dos cabos e dos conectoresem
um diagrama de comando elétrico.
A numeração dos cabos é feita da seguinte forma: inicia-se pelo circuito de po-
tência numerando as linhas de alimentação com suas respectivas identificações.
Em seguida segue-se uma linha vertical, iniciando pelo número 1, numerando
cada trecho da ligação e ao passar pelo componente o cabo troca de número. Ao
completar a primeira linha horizontal segue-se para a próxima linha do desenho
até completar todo o diagrama elétrico. A numeração dos cabos deve ser feita
com uma fonte de tamanho menor que a utilizada na identificação dos compo-
nentes do diagrama e deve ser posicionado no meio da linha que representa o
cabo elétrico e posicionado perpendicular em relação a ele.
Já os conectores de ligação são identificados pela letra X seguido de um nú-
mero que o identifica na respectiva régua de bornes.
O painel pode ter apenas uma única régua de bornes e neste caso a identifica-
ção fica sendo: X1.1 para o primeiro conector, X1.2 para o segundo conector, X1.3
para o terceiro conector e assim por diante.
Quando houver mais de uma régua de bornes elas são identificadas como X1.y
para a primeira régua, X2.y para a segunda régua, X3.y para a terceira régua e as-
sim por diante, onde y representa o número do borne na régua.
4 DISPOSITIVOS DE COMANDOS ELETROELETRÔNICOS INDUSTRIAIS
108 COMANDOS ELÉTRICOS
Observe as figuras a seguir, que ilustram um diagrama de comando elétrico
que emprega três réguas de bornes. Uma para a conexão dos cabos de alimen-
tação ao painel, outra para a conexão do motor elétrico ao circuito de potência e
uma terceira régua para a ligação dos botões de comando do painel.
M
2 4 6
1 3 5
3~
K20
2 4 6
1 3 5
Circuito de potência
K10
L1
L2
L3
3~ 220 V 60 Hz
L1
L3
L2
L1
L3
L2
X1f1
X1f2
X1f3
X1f4 PE
1
2
3
4
5
6
X2f2
Q1
V1 W1
M1
U1
PE
PE
1 3 5
2 4 6
X2f1 X2f3 X2f4
1
3
5
2
4
6
Régua de bornes
da alimentação
Régua de bornes
do motor
Identificação dos
cabos de alimentação
Identificação
do cabo
Figura 73 - Identificação dos cabos e conectores no circuito de potência
Fonte: SENAI-SP (2014)
109
8
7
7
14
FF1
~2 220 V/60 Hz
1
2
1
2
S0
S1
3
4
K20
S2
3
4
K20
13
14
K10
13
14
K10
A1
A2
F2
K10
21
K20
A1
A2
21
22 22
S1S2
1
2
1
2
E1
A1
A2
K10
33
34
E2
A1
A2
K20
33
34
Circuito de comando
Q1
L1
L2
L1
L2
7
9
9
9
9
X3M1
9
9
9
10
10
10
10
11
11
12
13 13 13
13 13
14
14
14
15
15
16
17 18
13 13
X3M2
X3M3
X3M4
X3M7
X3M8
X3M5
X3M6
X3M9
X3M10
X3M11 X3M13
X3M12 X3M14
9
17 1
8
A numeração do cabo muda
ao passar pelo componente
Segundo conector da régua
de bornes do comando
8 7
Mas permanece a mesma
ao passar pelo conector
Figura 74 - Identifi cação dos cabos e conectores no circuito de comando
Fonte: SENAI-SP (2013)
SAIBA
MAIS
Para saber mais sobre os acessórios e as ferramentas para
instalação em painéis de comando eletroeletrônicos, você
pode realizar uma busca na internet pelo nome de fabrican-
tes, como: 3M, Crimper, Hellermann, Hollingswort, Phoenix
Contact e Steck.
110 COMANDOS ELÉTRICOS
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você conheceu os principais dispositivos de comandos ele-
troeletrônicos industriais. Apresentamos características físicas e elétricas
importantes para a instalação de chaves seccionadoras, botões, sinalizado-
res, chaves de fim de curso, contatores e relés, relés de estado sólido, tem-
porizadores e acessórios.
Você viu também acessórios usados na instalação e sua importância para
os painéis de comando eletroeletrônicos industriais.
Apresentamos os tipos de conectores e identificadores de fios, assim como
os procedimentos de instalação dos terminais nos condutores.
Reforçamos a importância desses conhecimentos e procedimentos técni-
cos, pois eles fazem parte do dia a dia nos trabalhos de instalação e monta-
gem de painéis de comando de sistemas eletroeletrônicos industriais.
111
Anotações:
Agora que você já tem conhecimento sobre a instalação de dispositivos de comando ele-
troeletrônicos, vai conhecer as máquinas elétricas estáticas industriais.
As máquinas elétricas são equipamentos que funcionam pelo princípio da indução eletro-
magnética. São de grande importância, pois estão presentes em todos os tipos de indústrias.
As máquinas elétricas estáticas são os transformadores e os autotransformadores. Neste ca-
pítulo, vamos estudar somente os transformadores. Os autotransformadores serão abordados
no capítulo que trata de Sistema de partida de motores elétricos com chave compensadora.
Máquinas Elétricas Estáticas
5
114 COMANDOS ELÉTRICOS
5.1 CARACTERÍSTICAS DOS TRANSFORMADORES
Os transformadores são equipamentos elétricos que modificam níveis de ten-
são, fornecendo-a de acordo com as necessidades dos diversos circuitos elétricos
ou eletrônicos.
Os equipamentos elétricos e eletrônicos muitas vezes funcionam com tensões
de valores diferentes daqueles fornecidos pela rede elétrica de alimentação, por
isso há necessidade de transformadores.
Apesar de denominados transformadores, eles não transformam um tipo de
tensão em outro. Eles funcionam normalmente em tensão alternada, recebem
tensão alternada na entrada e fornecem tensão alternada na saída. Em motores
à explosão, temos transformadores operando com tensão contínua pulsante na
sua entrada.
Os transformadores elevam, reduzem ou isolam a tensão de saída, podendo ser:
a) transformador redutor ou abaixador, que fornece na saída uma tensão me-
nor que a da entrada;
b) transformador elevador, que fornece na saída uma tensão maior do que a
da entrada; e
c) transformador isolador, que não eleva e nem reduz tensão, ou seja, ele
mantém a tensão de saída no mesmo valor da tensão de entrada. Esse
transformador é utilizado em situações mais específicas, tais como isolação
galvânica1 do circuito alimentado pela saída do transformador. Também é
utilizado para limitar a corrente em caso de curto-circuito.
Os transformadores podem ser refrigerados a óleo isolante ou a seco. Os
a óleo isolante são muito utilizados em transmissão e distribuição elétrica, por
trabalharem com tensões mais elevadas. Já os a seco são refrigerados pelo próprio
ar ambiente e são muito utilizados em equipamentos eletrônicos, instrumentos
de medição e máquinas industriais.
Esses transformadores são compostos essencialmente de núcleo e bobinas.
VOCÊ
SABIA?
As bancadas de teste e de manutenção de equipamen-
tos eletroeletrônicos podem ser equipadas com transfor-
mador isolador. Ele evita a ocorrência de choque elétri-
co, caso alguém toque em alguma parte metálica aterra-
da na sua rede de alimentação da entrada. E, em caso de
curto-circuito, as consequências serão minimizadas, pois
a corrente é limitada à potência do transformador.
1 ISOLAÇÃO GALVÂNICA
Isolação galvânica ou
isolação magnética
é utilizada quando
precisamos que um
circuito fique totalmente
isolado de outro circuito,
sem nenhum ponto em
comum, nem mesmo a terra.
Conseguimos isso ligando a
rede elétrica na entrada do
transformador, e o circuito
que desejamos isolar na
saída do transformador.
Separando os potenciais
dessa forma, a entrada
não tem nenhuma ligação
elétrica com a entrada do
transformador, sendo a
ligação exclusivamente
magnética.
115
5.1.1 NÚCLEO
O núcleo é de aço e tem a finalidade de conduzir as linhas magnéticas geradas
pelo transformador, formando um circuito magnético.
São fabricados com chapas laminadas de aço silício, montadas aos pares, até
completar sua largura total.
Os formatos dos transformadores variam em função dos formatos dos núcleos,
representados por letras de fôrma, como mostra a figura a seguir.
chapas E, I chapas C, I chapas C, C
Figura 75 - Formatos dos núcleos de transformadores
Fonte: SENAI-SP (2013)
Dentre os formatos de núcleos apresentados acima, o tipo mais usado é o for-
mado por chapas nos modelos das letras E e I.
5.1.2 BOBINAS
As bobinas, também denominadas indutor, servem para gerar ocampo eletro-
magnético dos transformadores. São feitas a partir de fios com isolação a verniz,
conhecidos por fio magnético.
Uma bobina é formada por diversas espirais, ou seja, várias voltas de fio enro-
lados em um carretel. Daí se origina o nome enrolamento, forma como também
são conhecidas as bobinas.
Nos transformadores, temos dois tipos de bobinas:
a) bobina primária – alimentada pela tensão da rede; e
b) bobina secundária – na qual retiramos a tensão para alimentar um equipa-
mento ou carga elétrica.
5 MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
116 COMANDOS ELÉTRICOS
A bobina primária é eletricamente isolada da bobina secundária, ou seja, não
tem nenhuma ligação elétrica com a bobina secundária do transformador.
5.2 TIPOS DE TRANSFORMADORES
Existem diversos tipos de transformadores, porém aqui trataremos dos trans-
formadores de potencial monofásicos e trifásicos por serem os mais utilizados em
sistemas eletroeletrônicos industriais.
5.2.1 TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS
Os transformadores monofásicos são aqueles alimentados por uma ou duas
fases, muito utilizados em circuitos de potência, no comando de máquinas e nos
equipamentos eletrônicos. Observe um exemplo a seguir.
TRANSFORMADOR MONOFÁSICO SIMBOLOGIA NORMA
NBR 5444
NBR IEC 60617-6
Figura 76 - Transformador monofásico
Fonte: SENAI-SP (2013)
Há transformadores monofásicos com mais de uma bobina primária e/ou se-
cundária, que são denominados de transformadores de entradas e/ou saídas múl-
tiplas.
117
Instalação de transformadores monofásicos
Antes de instalar um transformador é importante saber qual enrolamento é o
de maior tensão e qual é o de menor tensão. Isso pode ser feito testando a resistên-
cia ôhmica com o ohmímetro ou multímetro na escala de resistência. A bobina que
apresentar maior resistência será aquela que trabalha com a maior tensão e, con-
sequentemente, a de menor resistência será a que trabalha com a menor tensão.
Os transformadores monofásicos mais comuns são os que têm o primário
com três fios ou o primário com quatro fios. Vamos ver como se faz a ligação
em cada um deles.
Ligação de transformador monofásico com três fios
Um transformador que possui primário com três fios, também denominado
transformador com derivação central, é constituído por uma bobina para 220 V
com uma derivação central (Center Tap) que permite dividir o primário em duas
partes, de modo que temos a opção de alimentá-lo com a metade da tensão,110
V, desde que se utilize a derivação central e uma das extremidades da bobina.
Alguns equipamentos eletrônicos possuem uma chave de seleção de tensão 110
V/220 V, que serve para escolher em qual tensão você quer ligar o equipamento.
A figura a seguir ilustra um transformador com três fios no primário e a instalação
da chave de seleção de tensão.
entrada
220 V 110 V
entrada
220 V 110 V
Figura 77 - Transformador de monofásico com três fios e chave 110 V/220 V
Fonte: SENAI-SP (2013)
A chave 110 V/220 V também é chamada de chave HH e possui seis terminais
de conexão. Na posição 110 V, a chave fecha os contatos centro-esquerda; na po-
sição 220 V, fecha os contatos centro-direita.
5 MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
118 COMANDOS ELÉTRICOS
Observe na figura a seguir a instalação da chave HH instalada em um transfor-
mador de três fios.
0V
220V
110V
Figura 78 - Chave HH instalada em transformador monofásico com primário com três fios
Fonte: SENAI-SP (2013)
Nesse tipo de transformador, na maioria dos casos, não temos o terminal
central exatamente no meio da bobina primária de 220 V, pois a tensão da rede
elétrica na maior parte das regiões do Brasil não é de 110 V, mas sim 127 V.
FIQUE
ALERTA
Nunca inverta as ligações do primário pelas do secundá-
rio. Por exemplo, se você tem um transformador abaixa-
dor de 220 V de entrada e 22 V de saída, a razão entre as
tensões é a saída com tensão 10 vezes menor que a en-
trada. Se, por engano, você ligar 220 V no enrolamento
de menor tensão, vai sair 2.200 V, ou seja, tensão 10 ve-
zes maior. Essa falha pode causar incêndio ou danos aos
enrolamentos e acidentes com as pessoas que estiverem
em contato. Portanto, certifique-se antes de energizar.
Ligação de transformador monofásico com quatro fios
Um transformador que possui primário com quatro fios é constituído de dois en-
rolamentos de 110 V isolados entre si. A ordem de início e fim de cada um desses
enrolamentos deve ser respeitada para evitar danos ao se energizar o equipamento.
Observe, na figura a seguir, as ligações desse transformador alimentado em
110 V e 220 V, respeitando os inícios (I) e fins (F) da bobinas.
119
entrada
110 V
entrada
220 V
110 V
110 V
I1
I2
F1
F2
I1
I2
F1
F2
saída
110 V
110 V
saída
Figura 79 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios
Fonte: SENAI-SP (2013)
Compare a figura a seguir com a anterior e veja que na ligação em 110 V as bo-
binas primárias ficam em paralelo, de modo que o início da 1ª bobina é conectado
com o início da 2ª bobina. E na ligação 220 V as bobinas ficam em série, sendo que
o fim da 1ª bobina é conectada ao início da 2ª bobina.
110 V 220 V
Figura 80 - Ligação de transformador monofásico com primário com 4 fios
Fonte: SENAI-SP (2013)
Por possuir mais fios, esse tipo de transformador requer mais cuidado na instalação,
para que não ocorra inversão dessa chave, conforme apresentado na figura a seguir.
Figura 81 - Instalação de chave HH em transformador monofásico com primário com 4
Fonte: SENAI-SP (2013)
5 MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
120 COMANDOS ELÉTRICOS
CASOS E RELATOS
Ao instalar uma chave de seleção de tensão na entrada do transformador
monofásico de uma máquina para possibilitar sua ligação nas tensões 110
V ou 220 V, um eletricista não observou a indicação impressa na chave e
inverteu as ligações.
Ao energizar com 220 V da rede elétrica, estando a chave na posição 220 V
devido à inversão, a saída do transformador forneceu o dobro do valor de
tensão esperado, danificando o circuito eletrônico da máquina.
Se antes de energizar, ele tivesse realizado os testes com o ohmímetro teria
percebido o erro, pois na posição 110 V o instrumento indicaria um peque-
no valor de resistência ôhmica, uma vez que as duas bobinas estariam em
paralelo e, na posição 220 V, indicaria um valor maior de resistência devido
às duas bobinas estarem ligadas em série.
Portanto, , nunca energize um equipamento recém instalado, modificado
ou reparado antes de fazer as conferências necessárias para evitar danos
e garantir o bom funcionamento da máquina, nunca energize um equipa-
mento recém instalado, modificado ou reparado.
5.2.2 TRANSFORMADORES TRIFÁSICOS
Os transformadores trifásicos, assim como os monofásicos, são formados de
um núcleo de chapas de aço silício, enrolamentos e terminais de ligação. Sua prin-
cipal diferença está no núcleo, que possui três colunas nas quais são instaladas as
bobinas primárias e secundárias.
Encontramos transformadores trifásicos nas ruas, no alto de alguns postes uti-
lizados na transmissão e distribuição de energia em redes aéreas.
Nas indústrias, são usados para compatibilizar tensões em circuitos de potên-
cia. Por exemplo, se você instalar um transformador trifásico de 380 V para 220 V
poderá alimentar uma máquina trifásica de 220 V, desde que tenha potência su-
ficiente para tal.
2 EQUIPAMENTOS
ELETRÔNICOS
TIRISTORIZADOS
São aqueles compostos
por componentes
eletrônicos da família
dos tiristores, utilizada
para o acionamento de
dispositivos de corrente
alternada.
121
Outra aplicação industrial importante é sua instalação em circuitos que ali-
mentam equipamentos eletrônicos tiristorizados2 de controle de velocidade. Nes-
se caso, o transformador trifásico pode ser instalado para minimizar os efeitos das
interferências na rede.
Os transformadores trifásicos industriais são identificados pelos seguintes sím-
bolos, de acordo com a figura a seguir.
SIMBOLOGIA NORMA
NBR 5444
IEC 60617-6
Figura 82 - Transformadortrifásico
Fonte: SENAI-SP (2013)
Como esses transformadores estão sujeitos à vibrações durante o funciona-
mento, devem ser bem fixados nos locais onde serão instalados, bem como seus
terminais elétricos.
Para instalar transformadores, basta fixá-los com parafusos no painel ou em
outro local onde funcionarão.
Ligação de transformador trifásico
Semelhantes aos motores, nos transformadores trifásicos industriais os fios ou
pontas de ligação são identificados por números. Observe, no quadro a seguir, as
ligações mais usadas em sistemas trifásicos.
5 MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
122 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 12 - Exemplos de fechamentos de transformador trifásico
SÍMBOLO E
DENOMINAÇÃO
DIAGRAMA
ENROLAMENTO DE
ENTRADA DE TENSÃO
ENROLAMENTO
DE SAÍDA DE TENSÃO
∆ / ∆
triângulo - triângulo
Y / Y
estrela - estrela
∆ / Y
triângulo - estrela
Y / ∆
estrela - triângulo
123
Como você pôde observar no quadro 12, as ligações ou fechamentos mais
comuns nos transformadores trifásicos são: triângulo (∆) e estrela (Y). Para que
você possa compreender melhor esses fechamentos, acompanhe os dois exem-
plos a seguir.
Exemplo 1 - Fechamento de transformador trifásico (∆/Y)
Considerando que cada bobina tem tensão nominal de 220 V, qual fechamento
preciso fazer neste transformador trifásico para alimentar com 220 V a entrada e
retirar 380 V na saída? Para responder a essa questão, veja as ligações no diagrama.
Figura 83 - Ligação de transformador trifásico em Triângulo (∆) - Estrela (Y)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Nesse fechamento, as três bobinas primárias configuram a ligação Triângulo,
e as três bobinas secundárias têm suas saídas ligadas (jumpeadas), fazendo uma
configuração Estrela. Dessa forma, na entrada temos 220 V da ligação Triângulo e
na saída Estrela, 380 V.
5 MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
124 COMANDOS ELÉTRICOS
Exemplo 2 - Fechamento de transformador trifásico (Y/ ∆ )
No mesmo transformador, qual fechamento preciso fazer para alimentar a en-
trada com 380 V e retirar 220 V na saída? Observe as ligações no diagrama.
Figura 84 - Ligação de transformador trifásico em Estrela (Y) - Triângulo (∆)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Note que nessa ligação ocorre o inverso da anterior: na entrada, a ligação
estrela suporta 380 V e, na saída, temos 220 V da ligação triângulo. Assim, para
quaisquer fechamentos que você for realizar, deve seguir as indicações da placa
de ligações do transformador e/ou consultar o catálogo do fabricante.
Os transformadores do sistema elétrico de potência usados em distribuição de
energia têm seus terminais identificados, além dos números, por letras, sendo “H”
as pontas do enrolamento do primário e “X” as do secundário.
SAIBA
MAIS
Para saber mais sobre transformadores de potência, use um
site de busca e consulte fabricantes como ABB, Siemens, To-
shiba e WEG.
125
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você conheceu os transformadores mais utilizados nas indús-
trias, suas características construtivas e aspectos referentes à sua instalação.
Mostramos a instalação de chave de seleção de tensão para transforma-
dores monofásicos e as principais ligações de transformadores trifásicos
industriais.
Como eletricista industrial, poderão lhe pedir para executar esse tipo de
instalação.
5 MÁQUINAS ELÉTRICAS ESTÁTICAS
Máquinas Elétricas Rotativas
6
As máquinas elétricas rotativas compreendem os motores elétricos e os geradores de ener-
gia elétrica. Ambos possuem características semelhantes, sendo assim, neste capítulo aborda-
remos mais especifi camente os motores elétricos.
Os motores elétricos são dispositivos bem conhecidos, pois os encontramos em vários eletro-
domésticos, tais como: liquidifi cador, batedeira, espremedor de frutas, geladeira etc. Na indús-
tria, esses motores são muito utilizados nas máquinas e nos processos de fabricação, podendo
ser de dois tipos: corrente alternada ou corrente contínua, conforme mostra o esquema a seguir.
excitação
independente
excitação
série
gaiola de
esquilo
rotor
bobinado
ímã
permanente
polos
salientes
excitação
compound
ímã
permanente
motor CA
motor CC
monofásico
universal
assíncrono
síncrono
assíncrono
síncrono
capacitor de
partida
capacitor
permanente
polos
sombreados
capacitor de
dois valores
split - phase
polos lisos
histerese
de gaiola
de anéis
repulsão
relutância
trifásico
motores
elétricos
Figura 85 - Tipos de motores elétricos
Fonte: SENAI-SP (2013)
128 COMANDOS ELÉTRICOS
6.1 MOTORES ELÉTRICOS DE CORRENTE ALTERNADA
Os motores que funcionam alimentados por corrente alternada, como você
observou no esquema, podem ser monofásicos ou trifásicos. A seguir, veremos as
características, as aplicações e as formas de ligação de cada um deles.
6.1.1 MOTOR ELÉTRICO MONOFÁSICO DE FASE AUXILIAR
Os motores elétricos monofásicos são instalados geralmente em locais onde
não se dispõe de sistemas trifásicos, em equipamentos de baixas potências como:
compressores, bombas, exaustores, torres de refrigeração e trituradores. Podem
ser alimentados por duas tensões 127 V ou 220 V, por uma fase ou duas fases da
rede, e são compostos por estator, bobinas de trabalho e de partida, rotor, tam-
pas, hélice de ventilação, capacitor, contato centrífugo e caixa de ligações. Veja, na
figura a seguir, cada uma dessas partes indicadas por um número e, em seguida,
verifique suas respectivas identificações.
1
4
5
7
8
9
6
2 e 3
Figura 86 - Motor monofásico em corte
Fonte: SENAI-SP (2013)
1) Estator: parte fixa do motor que serve para abrigar as bobinas de trabalho e
de partida do motor, constituindo a parte cilíndrica da carcaça.
2) Bobinas de trabalho: produzem o campo eletromagnético girante respon-
sável pela rotação do rotor. Ficam instaladas no estator.
129
3) Bobina de partida ou enrolamento auxiliar: usada somente para partir o
motor e definir o sentido de giro.
4) Rotor (tipo gaiola de esquilo): integra o conjunto do eixo do motor, é a peça
cilíndrica que gira dentro do estator.
5) Tampas: abrigam os rolamentos que suportam o rotor e o eixo do motor. Há
duas tampas, sendo uma de cada lado.
6) Hélice de ventilação: serve para ventilação interna do motor e está acopla-
da ao eixo.
7) Capacitor: tem a função de auxiliar a partida do motor, sendo normalmente
instalado acima do estator, envolvido por proteção metálica.
8) Contato centrífugo: serve somente para dar a partida no motor. É um conta-
to normalmente fechado (NF) que se abre quando o motor entra em rotação.
9) Caixa de ligações: dispõe dos fios para as ligações da tensão da rede e se-
leção de tensão ou velocidade do motor e está localizada normalmente na
lateral do estator.
Quando o motor é energizado, suas bobinas recebem tensão e surge um cam-
po eletromagnético devido à circulação da corrente elétrica, que movimenta o
rotor e, consequentemente, o eixo do motor.
O enrolamento de partida, o capacitor e o contato centrífugo servem somente
para a partida do motor, pois quando está em rotação o contato desliga esse con-
junto, e o motor continua em funcionamento.
Os motores monofásicos são de pequena potência, de velocidade fixa e fun-
cionam em redes de tensão alternada com frequências de 50 Hz ou 60 Hz, sendo
que os de maior velocidade não ultrapassam os 3600 RPM (rotações por minuto).
Esse motor é fixado pela base metálica por meio de parafusos e, devido à ex-
posição a vibrações, é aconselhável utilizar arruela de pressão para sua instalação.
Ligação do motor monofásico de fase auxiliar
Os motores monofásicos possuem duas, quatro ou seis pontas numeradas
para efetuar as ligações ou fechamentos para 110 V ou 220 V, ou ainda para inver-
são do sentido de giro.
Os motores com duas pontas são aqueles que dispõem de dois fios para liga-
ção da rede elétrica e não permitem mudança de tensão de funcionamento, ou
seja, se estiverem especificados para uma tensão de trabalho de 110 V, você não
poderá aplicar 220 V e vice-versa.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
130 COMANDOS ELÉTRICOSOs motores com quatro pontas permitem somente inverter o sentido de giro.
Esse fechamento não é muito usual.
Os motores com seis pontas dispõem de seis fios numerados de 1 a 6 para efe-
tuar as ligações ou fechamentos para 110 V ou 220 V, além de permitir a inversão
do sentido de giro. Esses são os mais utilizados.
As tensões de alimentação podem chegar até 127 V ou 230 V. Para realizar esses
fechamentos, é fundamental que o instalador siga as ligações indicadas na placa
existente na lateral do motor, pois existem variações quanto à numeração das pon-
tas de acordo com cada fabricante. Veja as ligações mais usuais desses motores.
110 V
3
5
1 4
2
6
220 V
3
5
1 4
2
6
Figura 87 - Fechamentos do motor monofásico
Fonte: SENAI-SP (2013)
Na figura a seguir você pode ver como fica o diagrama de ligação multifilar
para o motor monofásico nas ligações de 110 V e 220 V.
110 V
1
2 4
3 5
6
220 V
1
2
4
3
5
6
Figura 88 - Ligação multifilar
Fonte: SENAI-SP (2014)
131
Esses fechamentos sofrem variações de acordo com o padrão de cada fabri-
cante e a norma utilizada. Portanto, é importante seguir as ligações indicadas na
placa de identificação existente no motor. A tabela 6, ao final deste capítulo, apre-
senta a correspondência dos números utilizados com as outras formas de identi-
ficação dos cabos de ligação dos motores.
As pontas 5 e 6 do enrolamento de partida também são responsáveis por de-
finir o sentido de giro do eixo do motor, ou seja, a forma de ligar essas pontas
define para que sentido o eixo do motor irá girar.
Se você ligar o motor e o eixo girar para um sentido indesejado, basta inverter
a ponta 5 pela 6, tanto na ligação para 110 V quanto na 220 V. No entanto, a inver-
são dos terminais deve ser feita com motor parado, pois não é possível inverter
a rotação durante o funcionamento, devido ao fato de o contato centrífugo estar
aberto enquanto o motor está girando.
6.1.2 MOTORES ELÉTRICOS TRIFÁSICOS
Os motores elétricos trifásicos são muito utilizados nas máquinas e nos proces-
sos industriais, devido à sua eficiência, simplicidade, robustez e baixa manutenção.
Os motores trifásicos, ao contrário dos monofásicos, são ilimitados em potên-
cia, permitem a inversão da rotação durante o funcionamento e o controle da
velocidade por equipamentos eletrônicos. Essas características conferem a esse
motor uma grande gama de aplicações industriais.
Os motores trifásicos comuns são alimentados por uma rede elétrica consti-
tuída de três condutores de fase, identificados pelas letras R, S e T. Esses motores
possuem uma estrutura bem semelhante à dos monofásicos, sendo constituídos
por: estator, rotor, tampas com rolamentos, hélice de ventilação e caixa de liga-
ções. No entanto, sua estrutura é mais simples, pois não necessitam de capacitor
de partida, contato centrífugo e nem enrolamento de partida.
Veja as partes do motor trifásico representadas a seguir.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
132 COMANDOS ELÉTRICOS
estatorrotorcaixa de ligações
tampas com rolamentos
hélice
Figura 89 - Motor trifásico em corte
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esses motores são fabricados em diferentes potências e velocidades para tra-
balharem em redes de tensão alternada, com frequências de 50 Hz ou 60 Hz.
Quando se deseja inverter a rotação dos motores trifásicos, basta inverter duas
fases quaisquer (uma pela outra) das três fases que o alimentam. No entanto, o
ideal é que cada motor esteja com sua numeração e fechamento corretos, e que a
instalação das fases esteja também na ordem correta, ou seja, R, S e T, para que, no
momento de acionar o motor, o instalador saiba o sentido correto em que irá girar.
FIQUE
ALERTA
Há equipamentos que só trabalham em um único sen-
tido de giro, sob o risco de sofrer dano. Nesses casos,
é aconselhável desacoplar o seu motor para ligá-lo em
separado, e só depois fazer o acoplamento e testá-lo
com a garantia de que não haverá risco de acidentes.
As fases R, S e T da rede de alimentação podem ser verificadas por meio de um
instrumento conhecido como sequenciador de fases ou fasímetro.
Vamos apresentar as formas de ligação dos três tipos de motores trifásicos as-
síncronos mais usados: comum de rotor-gaiola, de velocidade única; Dahlander,
de duas velocidades; e os de rotor bobinado, que permitem que se obtenham
várias velocidades ou até ajustar e controlar a velocidade.
133
Ligação do motor trifásico assíncrono de rotor gaiola
Os motores trifásicos assíncronos de rotor gaiola podem trabalhar com mais
de uma tensão. No entanto, só oferecem a possibilidade de uma velocidade de
rotação. São encontrados com 3, 6, 9 ou 12 pontas, possibilitando sua instalação
em diferentes níveis de tensão.
Os motores fabricados com seis pontas normalmente podem trabalhar com
duas tensões, sendo as mais comuns 220 V e 380 V. Os fechamentos mais usuais
para essas tensões podem ser vistos na figura a seguir.
1 2 3
4 5 6
220 V
L1 L2 L3
1 2 3
4 5 6
380 V
L1 L2 L3
Figura 90 - Fechamentos do motor trifásico de 6 pontas
Fonte: SENAI-SP (2013)
As inscrições L1, L2 e L3 indicam a entrada da alimentação, sendo que as fases
R, S e T da rede elétrica seguem essa ordem.
A ligação para 220 V faz um fechamento interno chamado de simples triângulo
(∆) ou delta. A ligação para 380 V recebe o nome de simples estrela (Y). A imagem
a seguir apresenta o diagrama multifilar dessas ligações.
1
4
2 5
3
6
L2 L3
L1
4
1
5 6
2 3
L1
L2 L3
Figura 91 - Diagrama multifilar ligação triângulo e ligação estrela
Fonte: SENAI-SP (2014)
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
134 COMANDOS ELÉTRICOS
Os motores fabricados com nove pontas podem funcionar somente com duas
tensões, de acordo com os tipos de ligação das quais dispõem.
Se o motor possui fechamento duplo triângulo (∆∆) ou triângulo (∆), podemos
fazer fechamento para 220 V ou 440 V.
Observe as ligações mais comuns desse motor.
7 8 9
4 5 6
220 V
L1 L2 L3
7 8 9
4 5 6
440 V
L1 L2 L3
1 2 3 1 2 3
Figura 92 - Fechamentos (∆∆) e (∆) do motor trifásico de 9 pontas
Fonte: SENAI-SP (2013)
Se o motor possui fechamento duplo Estrela (YY) ou Estrela (Y), podemos fazer
fechamento para 380 V ou 760 V, conforme figura a seguir.
7 8 9
4 5 6
380 V
L1 L2 L3
7 8 9
4 5 6
760 V
L1 L2 L3
1 2 3 1 2 3
Figura 93 - Fechamentos YY e Y do motor trifásico de 9 pontas
Fonte: SENAI-SP (2013)
A imagem a seguir apresenta os diagramas multifilares das ligações do motor
de 9 pontas.
135
L1 L2 L3
1 2 3
4 5 6
7 8 9
440 V
1 2 3
4 5 6
7 8 9
L1 L2 L3
220 V
L1 L2 L3
1 2 3
4 5 6
7 8 9
760 V
1 2 3
4 5 6
7 8 9
L1 L2 L3
380 V
Fechamento ∆∆ e ∆ . Fechamento YY e Y.
Figura 94 - Diagramas multililares do motor trifásico de 9 pontas
Fonte: SENAI-SP (2014)
Os motores fabricados com doze pontas podem trabalhar com quatro tensões
diferentes: 220 V, 380 V, 440 V e 760 V. Na ilustração a seguir, você pode ver as liga-
ções mais comuns para esses tipos de motores.
7 9 8
4 6 5
220 V
L1 L2L3
1 3 2
10 12 11
7 9 8
4 6 5
380 V
L1 L2L3
1 3 2
10 12 11
7 9 8
4 6 5
440 V
L1 L2L3
1 3 2
10 12 11
7 9 8
4 6 5
760 V
L1 L2L3
1 3 2
10 12 11
Figura 95 - Fechamentos do motor trifásico de 12 pontas
Fonte: SENAI-SP (2013)
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
136 COMANDOS ELÉTRICOS
No motor de doze pontas, o fechamento interno para 220 V é chamado de
duplo Triângulo (∆∆); para 380 V, duplo Estrela (YY); para 440 V, Triângulo (∆) ou
Delta; e para 760 V, recebe o nome de Estrela (Y). Veja, a seguir, os diagramas mul-
tifilares dessas ligações.
1 2 3
4 5 6
7 8 9
L1 L2 L3
220 V (ΔΔ)
10 11 12
1 2 3
4 5 6
7 8 9
L1 L2 L3
380 V (YY)
10 11 12
1 2 3
4 5 6
7 8 9
L1 L2 L3
440 V (Δ)
10 11 12
1 2 3
4 5 6
7 8 9
L1 L2 L3
760 V (Y)
10 11 12
Figura 96 - Diagramas multifilares do motor de 12 pontas
Fonte: SENAI-SP (2014)
VOCÊ
SABIA?
Os motores de 12 pontas são fabricados com a maior ten-
são no valor de 760 V, para permitir um tipo de partida
alternativa de motor chamadade Estrela-Triângulo (Y),
que reduz o pico de corrente no momento da partida. A
tensão maior deve ser vezes maior que a menor tensão.
Sendo assim, temos: 220 V x 3 e 440 V x 3 .
137
Ligação de motor trifásico Dahlander
Nos motores trifásicos Dahlander, a tensão de alimentação é fixa, ou seja, só é
possível fazer a ligação naquela tensão especificada para o motor. No entanto, o
motor oferece duas velocidades, de acordo com a ligação.
Esses motores são bem comuns em aplicações industriais que necessitam de duas
velocidades, uma baixa e outra alta, sendo uma sempre o dobro da outra. O que de-
termina a velocidade do motor são as ligações ou o fechamento que se faz nele.
Nas figuras a seguir, você observa as ligações de um motor Dahlander de duas
velocdades e o diagrama multifilar dessas ligações.
1 2 3
4 5 6
L1 L2 L3
1 2 3
4 5 6
L1 L2 L3
Figura 97 - Fechamentos do motor Dahlander (torque constante)
Fonte: SENAI-SP (2013)
L3L1
1
4
Ligação para
baixa velocidade
Ligação para
alta velocidade
L2
2
5
3
6
L3L1
1
4
L2
2
5
3
6
Figura 98 - Diagrama multifilar do motor Dahlander
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os terminais dos motores podem ser identificados por números ou por outra
forma, dependendo da norma que o motor atende.
A tabela a seguir oferece um exemplo de correspondência entre os números
de identificação das pontas, ou dos cabos de ligação dos motores que foram utili-
zados, e as outras formas de identificação, de acordo com cada norma específica.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
138 COMANDOS ELÉTRICOS
Tabela 6 – Exemplo de manual de motor para identificação das pontas.
TABELA DE EQUIVALÊNCIA PARA IDENTIFICAÇÃO DOS CABOS
Identificação dos cabos no
diagrama de ligação
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Velocidade
única
NEMA MG 1
Parte 2
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12
IEC 60034-8 U1 V1 W1 U2 V2 W2 U3 V3 W3 U4 V4 W4
JIS (JEC 2137) –
até 6 terminais
U V W X Y Z
JIS (JEC 2137
– acima de 6
terminais
U1 V1 W1 U2 V2 W2 U5 V5 W5 U6 V6 W6
Duas velocida-
des (Dahlander
e Duplo enrola-
mento)
NEMA MG 1
Parte 2
1U 1V 1W 2U 2V 2W 3U 3V 3W 4U 4V 4W
IEC 60034-8 1U 1V 1W 2U 2V 2W 3U 3V 3W 4U 4V 4W
JUS (JEC 2137) 1U 1V 1W 2U 2V 2W 3U 3V 3W 4U 4V 4W
Ligação de motores trifásicos de rotor bobinado
Os motores trifásicos de rotor bobinado ou de anéis são utilizados para movi-
mentarem cargas de alta inércia1, ou que exijam conjugados de partida elevados e
que necessitem de múltiplas velocidades (ou controle de velocidade). Ao instalar
bancos de resistências, é possível obter múltiplas velocidades; ao instalar reosta-
tos ou sistemas eletrônicos de controle, é possível obter o controle da velocidade.
A diferença com relação ao motor trifásico comum é a presença de rotor bo-
binado, cujas bobinas são conectadas a três anéis metálicos e isoladas entre si,
no corpo do eixo, dentro do motor. Possui também três escovas deslizantes de
carvão que fazem o contato dos anéis com os três terminais K, L e M da caixa de
ligações do motor. Observe, na figura a seguir, os detalhes que diferenciam esse
motor dos motores trifásicos comuns.
1 CARGAS DE ALTA INÉRCIA
Cargas de alta inércia ou
conjugado de partida
elevado são aquelas cargas
mecânicas acopladas ao
eixo do motor que exigem
uma grande medida
de esforço para serem
movimentadas.
139
Figura 99 - Motor trifásico de anéis
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esse motor possui 3, 6, 9 ou 12 terminais de conexão de rede trifásica e ainda
mais 3 terminais, que são conectados aos anéis e às bobinas do rotor. Observe, a
seguir, um exemplo das ligações em um motor de anéis de seis pontas fechado
para 380 V segundo as normas IEC e NEMA.
W2 U2 V2
K L M
L1 L2 L3
T6 T4 T5
M1 M2 M3
L1 L2 L3
U1 V1 W1 T1 T2 T3
R1 R2 R3 R1 R2 R3
norma IEC 60034-8 norma NEMA MG1 Parte 2
Figura 100 - Fechamento de motor de rotor bobinado
Fonte: SENAI-SP (2013)
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
140 COMANDOS ELÉTRICOS
As identificações U1, V1 e W1 são das bobinas do estator e recebem a alimen-
tação da rede elétrica representada por L1, L2 e L3, e as letras K, L e M ou M1, M2
e M3 são conectadas aos dispositivos de controle, por exemplo, um conjunto de
resistências ou reostato de três polos2.
Observe um exemplo de instalação de um reostato para partida de motor de anéis.
K L M
R1 R2
Rx
R3
R
S
T
PE
F1, 2, 3
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
K1
F7
U1 V1 W1
MM1
3-
Figura 101 - Instalação de reostato de três polos em motor de anéis.
Fonte: SENAI-SP (2013)
No diagrama, o conjunto Rx é um reostato, uma espécie de potenciômetro
de tamanho aumentado, porém de três polos ou três conjuntos de resistências
interligadas formando um fechamento estrela (Y), onde as identificações R1, R2 e
R3 são as saídas dessas resistências.
2 REOSTATO MANUAL DE
TRÊS POLOS
É um dispositivo formado
por um conjunto de
resistores, uma pista
de contato deslizante e
um volante para variar
o valor da resistência
Ôhmica. O reostato é um
potenciômetro de potência
alta.
141
Quando o usuário movimenta o eixo do reostato por meio do volante (Knob),
as resistências em R1, R2 e R3 aumentam ou diminuem, dependendo do sentido
em que se gira o volante.
Esse valor de resistência varia, desde um valor máximo até zero ohms (0 Ω), sendo
que em zero ohms o motor funciona com a máxima velocidade, devido aos termi-
nais K, L e M do rotor estarem com resistência igual a 0 Ω, ou seja, curto-circuitados.
CASOS E RELATOS
Em uma aula do curso de comandos elétricos, os alunos estavam apren-
dendo a instalar um motor de rotor bobinado. Leandro, um dos alunos, es-
queceu-se de conectar os terminais R1, R2 e R3 (do reostato trifásico) aos
terminais K, L e M (do rotor) e energizou o motor.
Nada aconteceu após a energização, apesar de o motor ter recebido tensão
e corrente. Leandro perguntou ao instrutor o que estava acontecendo. A
explicação foi a seguinte: como o reostato não foi conectado, não houve
um circuito fechado para a corrente elétrica induzida no rotor passar. Por-
tanto, não há campo eletromagnético de interação com o campo girante
gerado pelo estator.
Assim, para dar partida no motor com controle da velocidade, você deve
conectar o reostato e variar sua resistência para verificar a variação progres-
siva da velocidade do motor.
E, para ver o motor girar sem variação de velocidade, você deve curto-cir-
cuitar os terminais K, L e M do rotor bobinado. Fazendo isso, o motor vai
funcionar e se comportar como um motor de rotor tipo gaiola de esquilo,
ou motor trifásico de indução comum.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
142 COMANDOS ELÉTRICOS
6.2 MOTORES ELÉTRICOS DE CORRENTE CONTÍNUA
Os motores elétricos de corrente contínua ou de tensão contínua, como são
conhecidos, foram os primeiros a oferecerem a possibilidade de controle da ve-
locidade mantendo o torque elevado. Isso permitiu sua aplicação em diversos ti-
pos de máquinas e equipamentos industriais e comerciais, tais como: máquinas
operatrizes com mesas móveis com controle de velocidade, máquinas CNC, equi-
pamento de teste de tração para veículos automotores, veículos de tração para
transporte e diversas outras aplicações.
Esses motores funcionam com tensões contínuas com valores particulares, ou
seja, a tensão de funcionamento dos motores CC depende da aplicação e leva em
conta fatores como conjugado e potência requeridas do motor. É comum encon-
tramos motores com tensões desde 12 VCC até tensões maiores de 450 VCC, ou
seja, motores de pequenas até grandes potências.
Os motores elétricos alimentados por corrente contínua podem ser de ímã
permanente ou de estator bobinado, e sempre possuem o rotor bobinado.
Veremos a seguir as características, aplicações e formas de ligação de cada
um deles.
6.2.1 MOTORES DE ÍMÃ PERMANENTE
Os motores elétricos de corrente contínua de imã permanente, também co-
nhecidos como motores com campo fixo, são empregados em máquinas e
equipamentos industriais que necessitam de controle de velocidade com precisãoe força mecânica. Muitas máquinas operatrizes do tipo mandrilhadoras de grande
porte, que possuem mesa móvel na qual a velocidade de deslocamento é preci-
samente controlada, utilizam motores CC. Esse tipo de motor também é aplicado
em alguns veículos de tração elétrica do segmento dos transportes, tais como
alguns modelos de trens e ônibus elétricos (trólebus).
Eles são constituídos fisicamente por: estator com ímã permanente, rotor bo-
binado, tampas, coletor ou comutador, escovas deslizantes, porta-escovas e ter-
minais de ligação. A figura 102 ilustra um motor de ímã permanente e suas partes
internas indicadas por números, cujas identificações você pode ver logo a seguir.
3 SINTETIZAÇÃO
É um processo que consiste
na compactação de um pó
dentro de uma fôrma, como
por exemplo, no caso das
escovas de carvão: o grafite
em pó, quando submetido
a um aquecimento durante
certo período de tempo
transforma o pó em uma
peça sólida.
143
rotor bobinado
coletor
escovas
deslizantes
porta
escovas
estator com ímã
permanente
tampa
terminal de
ligação
Figura 102 - Motor de Corrente Contínua de Ímã Permanente
Fonte: SENAI-SP (2013)
Saiba mais sobre cada uma dessas partes:
1) estator com ímã permanente: é parte da carcaça do motor que abriga o ímã
permanente;
2) rotor bobinado: é uma peça cilíndrica dotada de bobinas, também conhe-
cido por armadura ou induzido;
3) tampas: abrigam os rolamentos que suportam o rotor e o eixo do motor.
São duas, sendo uma de cada lado;
4) coletor ou comutador: é um conjunto metálico instalado no eixo do rotor
e dotado de laminadas de cobre ou latão isoladas entre si, conectadas às
bobinas do rotor;
5) escovas deslizantes: são peças fabricadas de materiais condutores sinte-
tizados3, tais como grafite ou carvão, e servem para transmitir a corrente
elétrica para o coletor e bobinas do rotor;
6) porta escovas: é a peça que aloja as escovas e as posiciona em um alinha-
mento perpendicular ao coletor;
7) terminais de ligação: são terminais metálicos conectados em cada porta
escovas para a ligação da tensão contínua.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
144 COMANDOS ELÉTRICOS
Esses motores são encontrados com formato externo quadrado ou cilíndrico e
possuem flanges4 ou furos na tampa para fixação.
Os motores de corrente contínua com ímã permanente também funcionam
como gerador de corrente contínua (ou gerador de tensão contínua). Quando há
um sistema mecânico movimentando o eixo do motor, em seus terminais surge
uma tensão proporcional à velocidade da rotação no eixo.
Possuem apenas dois terminais para ligação da fonte de tensão contínua e o
sentido de giro depende exclusivamente da polaridade que se liga a esses termi-
nais. Para inverter a rotação, basta inverter a polaridade dos terminais. Veja essas
ligações na figura a seguir.
esquema de ligação
A1 A2
M
Figura 103 - Ligação de Motor de Corrente Contínua de Ímã Permanente
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os motores de ímã permanente também podem gerar energia na forma de
tensão contínua. Para que ele funcione como gerador, deve-se acoplar o eixo do
motor a uma fonte de movimento capaz de girar e manter a rotação constante.
Os valores de tensão e corrente gerados dependem da tensão e da potência
do motor, mas a polaridade da tensão depende só do sentido de giro do eixo. As-
sim, um motor CC de imã permanente pode funcionar como gerador CC.
6.2.2 MOTORES DE ESTATOR BOBINADO
Os motores de corrente contínua com estator bobinado são utilizados em má-
quinas e equipamentos industriais que necessitem de um melhor controle de velo-
cidade e torque. Eles permitem atingir velocidades maiores que as atingidas pelos
motores de ímã permanente, pois possibilitam o controle tanto da armadura quan-
to do campo. Esses motores são encontrados em máquinas dotadas de conversores
CA/CC que controlam a velocidade, o torque e o sentido de giro do motor CC.
4 FLANGE
É uma aba em forma de
coroa, localizada na ponta
de cano ou conexão [do
motor], para se juntar
a outra extremidade
similar, geralmente por
meio de parafuso, com
vedante interposto. Fonte:
Dicionário Eletrônico
Houaiss 2.0a. Disponível em:
<http://houaiss.uol.com.
br/busca?palavra=flange>.
Acesso em: maio 2013.
145
Os motores de estator bobinado são muito semelhantes aos motores CC de
ímã permanente. A diferença está no estator, pois, no lugar de um grande ímã, en-
contramos várias bobinas de campo, peças que lembram o estator de um motor
de corrente alternada. Observe a figura a seguir.
Figura 104 - Motor Corrente Contínua de Estator Bobinado
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esses motores também podem funcionar como gerador de corrente contínua
(ou gerador de tensão contínua).
Ligações dos motores de corrente contínua de estator bobinado
Os motores de estator bobinado permitem algumas possibilidades de ligações
de acordo com a necessidade da aplicação.
Nesses motores, o rotor é chamado de armadura e as bobinas do estator são
chamadas de bobinas de campo. Os terminais de ligação da armadura e do cam-
po são identificados por letras e números. Veja as representações no diagrama
a seguir.
Figura 105 - Diagrama do Motor de Corrente Contínua
Fonte: SENAI-SP (2013)
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
146 COMANDOS ELÉTRICOS
• S1 e S2 representam uma ou duas bobinas (ou grupo de bobinas) de campo,
que devem ser ligadas em série com a armadura. Possuem fio de maior es-
pessura para suportar a corrente do induzido;
• F1 e F2 representam a bobina (ou grupo de bobinas que possuem o fio mais
fino), que deve ser ligada à armadura do motor, pois não conduz grandes
correntes; e
• A1 e A2 representam os terminais da armadura, rotor ou induzido;
Acompanhe os detalhes das ligações de campo dos motores de corrente contínua.
Ligação de motor CC de campo série
A ligação do motor CC de campo série, também conhecido por motor CC de
excitação em série, resulta em alto conjugado na partida, ou seja, o motor é capaz
de partir (ou arrancar) com plena carga. Por isto, essa configuração é aplicada a
motores usados em equipamentos de movimentação de cargas de alta inércia,
tais como trens elétricos, guindastes e pontes rolantes.
Nesse tipo de ligação, o motor não deve ser acionado sem carga mecânica, ou
em vazio, pois a velocidade que esse motor vai atingir é tão elevada que ele se
autodestruirá se não for desligado rapidamente.
Essa configuração consiste em ligar a(s) bobina(s) de campo em série com a
armadura, como você pode observar no diagrama a seguir.
Figura 106 - Motor CC de campo série
Fonte: SENAI-SP (2013)
147
Ligação de motor CC de campo paralelo
As ligações dos motores de campo paralelo são feitas quando se deseja velo-
cidade constante e quando for possível acionar o motor em vazio, sem carga no
eixo, por exemplo, em máquinas ferramentas. Esses motores também são conhe-
cidos por motores de excitação paralela ou em derivação.
Essa configuração consiste em ligar a(s) bobina(s) de campo em paralelo com
a armadura, como você pode observar no diagrama a seguir.
Figura 107 - Motor CC de campo paralelo
Fonte: SENAI-SP (2013)
Ligação de motor CC de campo composto em derivação
O motor de campo composto em derivação incorpora as vantagens dos mo-
tores de campo série e dos motores de campo paralelo. Permite um alto torque
na partida com velocidade estável, mesmo com variações no conjugado da carga.
Por isso, essa ligação é usada para máquinas que partem com carga e precisam de
estabilidade de velocidade, tais como laminadores.
Essa configuração consiste em ligar uma das bobinas de campo em série com
a armadura e outra bobina em paralelo com a armadura, como você pode obser-
var na figura a seguir.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
148 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 108 - Motor CC de campo composto em derivação
Fonte: SENAI-SP (2013)
Ligação de motor CC de campo paralelo independente
A ligação do motor de campo paralelo independente ou de excitação indepen-
dente ou, ainda, de excitação composta ou compoundproporciona um controle
da velocidade e permite um torque constante para grandes variações da carga.
Essa ligação é bastante utilizada em máquinas, tais como as de papel, extrusoras5
e laminadores, ou ainda, naquelas em que se deseja a variação e o controle da
velocidade por meio de conversores CA/CC, como as com Comando Numérico
Computadorizado (CNC).
Nessa configuração a bobina de campo é conectada de forma independente da
ligação da armadura. Dessa forma, pode-se controlar a tensão e a corrente no cam-
po e na armadura separadamente, como você pode observar na figura a seguir.
Figura 109 - Motor CC de campo independente
Fonte: SENAI-SP (2013)
5 EXTRUSORA
Extrusora é uma máquina
industrial que força
passagem de material
através de orifício ou
matriz para alterar o
material, dando-lhe um
formato alongado ou
filamentado. São máquinas
que produzem arame,
condutores elétricos, tubos,
macarrão e outros.
149
Para inverter o sentido de giro de um motor de corrente contínua você deve
mudar a polaridade magnética do campo do rotor em relação ao estator, inver-
tendo a polaridade elétrica de um desses campos. Por exemplo, se inverter a po-
laridade da armadura, então mantenha a polaridade do estator.
FIQUE
ALERTA
Nunca deixe a armadura energizada e o campo desener-
gizado, pois sem o campo magnetizante a velocidade
da armadura tende a aumentar até ultrapassar o limite
da máquina, ocasionando danos permanentes, caso não
seja desenergizado em tempo.
Ligação do motor CC de campo composto independente
Esse motor agrega as vantagens do motor de campo paralelo independente e
ainda associa as vantagens do motor de campo série. Ele proporciona um contro-
le da velocidade e permite um torque constante para grandes variações da carga,
além de oferecer elevado torque na partida o que permite partir a plena carga.
Você pode observar as ligações a seguir.
Figura 110 - Motor CC de campo composto independente
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os motores de corrente contínua com estator bobinado também podem gerar
eletricidade. É necessário alimentar as bobinas de campo do estator com tensão
contínua fixa e fornecer rotação constante para girar o eixo. A energia gerada é
disponibilizada nos terminais da armadura, A1 e A2.
6 MÁQUINAS ELÉTRICAS ROTATIVAS
150 COMANDOS ELÉTRICOS
Para fazer esse motor gerar energia, também é possível outra ligação: ao invés
de alimentar as bobinas de campo do estator, alimentamos a armadura com tensão
contínua. Quando o eixo do motor (gerador) for movimentado, haverá rotação cons-
tante. Logo, teremos tensão contínua fixa nos terminais de campo S1 e S2 ou F1 e F2.
Os valores de tensão e corrente gerados dependem da tensão e da potência
do motor, já a polaridade da tensão depende do sentido de giro do eixo. Dessa
forma, um motor CC de campo bobinado pode funcionar como gerador CC.
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você conheceu os tipos de motores mais utilizados em má-
quinas e equipamentos industriais.
Viu que dentre os motores que funcionam em corrente alternada, existem
aqueles com velocidade fixa com várias possibilidades de tensão, aqueles
que são capazes de girar em duas velocidades, porém só podem ser ligados
em uma única tensão, e ainda os de múltiplas velocidades.
Você também viu que os motores de corrente contínua possuem o rotor
bobinado, porém o estator pode ou não ser bobinado, e que os motores de
corrente contínua podem ser de campo fixo (também denominados de ímã
permanente ou de estator bobinado) e, nesse caso, podem formar diversas
ligações nesses motores.
Você aprendeu que o motor de corrente contínua também pode gerar ele-
tricidade se fornecemos movimento ao seu eixo.
E, observando os diagramas apresentados, você conheceu as formas de li-
gação dos motores industriais abordados neste capítulo.
Conhecer a instalação dos motores industriais é imprescindível, pois os mo-
tores elétricos estão presentes em praticamente todos os tipos de máqui-
nas e equipamentos utilizados nas indústrias.
SAIBA
MAIS
Se você quiser saber mais sobre qualquer tipo de motor
elétrico acesse um site de busca da internet e digite as se-
guintes palavras chaves: “motores elétricos” + “manual de
instalação”. Os fabricantes disponibilizam catálogos e fichas
técnicas dos produtos.
151
Anotações:
Sensores Industriais
7
Você já deve ter passado por portas que se abriram automaticamente diante de sua apro-
ximação, sem o acionamento manual de qualquer botão. e se fecharam, também automatica-
mente, depois que você passou. O que faz com que essas portas se abram e se fechem dessa
maneira é a presença de sensores e de circuitos eletrônicos que controlam sua operação.
Os sensores são dispositivos capazes de monitorar ou detectar algo. Isto é, eles medem uma
grandeza física e enviam um sinal elétrico como resposta de uma ação.
Eles estão presentes em quase todas as máquinas e processos industriais, pois permitem
que o sistema de controle identifi que, por exemplo, a posição de ferramentas, a contagem de
peças, a seleção por tamanho, o peso, a cor, entre outras aplicações.
Neste capítulo, vamos apresentar os sensores e os procedimentos para sua instalação em
máquinas e equipamentos industriais. Vamos conhecer os tipos mais comuns utilizados na in-
dústria, como: sensores de proximidade, temperatura, velocidade, pressão, vazão e nível.
E então, vamos conhecer esse importante dispositivo industrial?
154 COMANDOS ELÉTRICOS
7.1 SENSORES DE PROXIMIDADE
Os sensores de proximidade atuam pela aproximação, presença e distância de
um objeto na faixa de seu alcance, como as portas automáticas, por exemplo.
Existem diversos tipos de sensores de proximidade. Neste capítulo, estudare-
mos os magnéticos, indutivos, capacitivos e ópticos, por serem os mais utiliza-
dos. A simbologia usada para todos eles e as normas que a definem você vê na
figura a seguir.
Simbologia Norma
IEC 60617-7
NBR 12523
Figura 111 - Simbologia do sensor de proximidade
Fonte: SENAI-SP (2013)
7.1.1 INSTALAÇÃO FÍSICA
Durante a instalação física dos sensores de proximidade, você deve tomar al-
guns cuidados importantes:
a) seguir o padrão de cores da fiação do fabricante, pois cada um cria o seu;
b) evitar o aperto excessivo das porcas de fixação, usando a ferramenta correta;
c) regular o sensor para não sofrer impactos com partes ou peças da máquina,
durante testes e funcionamento;
d) não submeter o cabo de conexão do sensor a esforço mecânico de tração
ou torção;
e) evitar instalar a fiação do sensor muito próxima da instalação elétrica de
motores, para evitar interferências; e
f ) fazer uma espira para evitar a quebra do cabo e permitir sua livre movimen-
tação, quando instalado em partes que se movimentam no sentido do seu
comprimento. Observe a figura a seguir.
155
superfície
�xa
superfície
móvel da
máquina
espira de serviço
Figura 112 - Fixação de sensor em superfície móvel
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os suportes de fi xação possuem furos para inserção e rosqueamento das duas
porcas presentes no corpo dos sensores. Quando o sensor for instalado em es-
truturas que sofrem vibração mecânica, recomenda-se utilizar arruela de pressão
para evitar que ele se solte.
A fi gura a seguir mostra a instalação de dois sensores de proximidade, um com
apenas duas porcas, e outro com duas porcas e duas arruelas de pressão.
Figura 113 - Instalação de sensor em suporte fi xo por meio de porcas e arruelas
Fonte: SENAI-SP (2013)
7 SENSORES INDUSTRIAIS
156 COMANDOS ELÉTRICOS
7.1.2 INSTALAÇÃO ELÉTRICA
Os sensores de proximidade indutivo, capacitivo e óptico possuem em comum
as seguintes características elétricas:
a) normalmente, alimentação por tensão contínua - sendo um positivo e o
outro negativo ou zero (0) V; e
b) saída de sinal – uma saída ou duas, podendo ser ao relé ou ao transistor.
Aqueles alimentados por tensão contínua utilizam um padrão de cores para
identificação de cada fio de acordo com sua função, conforme apresentadono
quadro 13.
Quadro 13 - Padrão de cor para identificação de fios
em sensor de tensão contínua
COR DO FIO FUNÇÃO CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS
Marrom Alimentação Positiva
Normalmente são alimentados por
tensões contínuas entre 10 e 30 VCC
Azul Alimentação Negativa 0 V (Zero Volt) da fonte de tensão contínua
Preto
Saída de sinal
Contato NA de saída
Branco Contato NF de saída
Esse padrão é o mais utilizado, porém algumas empresas adotam padrões pró-
prios para ligação dos sensores. O padrão é informado no catálogo do fabricante
ou no próprio corpo do sensor.
Com relação às características elétricas, os sensores de proximidade podem
ter saídas NPN ou PNP, ser de dois fios (também conhecidos como sensor Namur),
três ou quatro fios de saída e podem ainda ser digitais ou analógicos.
Saiba que, apesar de não serem tão comuns, há no mercado sensores de
proximidade que são alimentados por tensão alternada, ou até mesmo pelas duas
tensões, contínua e alternada.
Com tantas variações nas características elétricas, você pode estar pensando
que é difícil instalar um sensor, mas preste atenção nas explicações e nos diagra-
mas de instalação a seguir e você verá como é fácil.
157
Sensores de proximidade com saída NPN de três fios
Esses sensores possuem dois terminais de entrada de alimentação e uma saída
digital, NA ou NF. Quando esse sensor é acionado, um transistor ou um contato de
relé interno em sua saída conecta o negativo da fonte com a carga, ou seja, fecha
a ligação da carga com o negativo, energizando-a. Observe o diagrama de insta-
lação, na figura a seguir, e veja que nesse tipo de sensor o fio positivo é comum
tanto ao sensor quanto à carga.
Figura 114 - Diagrama de instalação de sensor NPN de três fios
Fonte: SENAI-SP (2013)
Compare, nos destaques dos diagramas da Figura 114, a posição dos contatos
antes de o sensor ser acionado e depois de detectar a presença do metal.
Em máquinas e equipamentos eletroeletrônicos industriais, os sensores de
proximidade de modo geral são conectados à régua de bornes, recebendo tensão
de alimentação e fornecendo sinal de saída ao comando da máquina.
Na Figura 115, observe os fios do cabo de conexão de um sensor indutivo, o
seu padrão de cores e veja também como fica a instalação de vários cabos de
sensores na régua de bornes.
cores dos �os de
sensor indutivo
conexão de sensor
na régua de bornes
Figura 115 - Instalação de sensores indutivos
Fonte: SENAI-SP (2013)
7 SENSORES INDUSTRIAIS
158 COMANDOS ELÉTRICOS
Sensores de proximidade com saída PNP de três fios
Esses sensores têm o funcionamento semelhante ao anterior. A diferença está
na polaridade, que é inversa. Quando ele é acionado, fornece o positivo do termi-
nal da fonte para a carga, ou seja, um transistor conecta ou desconecta (liga ou
desliga) a carga do lado positivo da alimentação. Observe o diagrama a seguir.
Figura 116 - Diagrama de instalação de sensor PNP de três fios
Fonte: SENAI-SP (2013)
Perceba que nesse tipo de ligação, o negativo é o potencial comum.
Sensores de proximidade com quatro fios de saída
Nesses sensores, dois fios são de alimentação e os outros dois são contatos de
saída, sendo convencional encontrarmos 1NA e 1NF.
Encontramos sensor de proximidade com quatro fios NPN ou PNP. Veja um
exemplo de ligação de sensor de quatro fios NPN a seguir.
Figura 117 - Diagrama de ligação NPN de sensor de quatro fios com 1 contato NA e 1 NF
Fonte: SENAI-SP (2013)
1 ATMOSFERA
POTENCIALMENTE
EXPLOSIVA
Ambiente que contém
materiais inflamáveis com
alto risco de explosão.
159
Observe que o fio branco está ligado ao contato NF do sensor. Assim, quando
o sensor é acionado pela presença do metal, esse contato se abrirá. O mesmo
acontece com o contato NA ligado ao fio preto: quando o sensor é acionado, esse
contato se fecha.
Sensores de proximidade com dois fios de saída
Esse tipo de sensor não necessita de fios exclusivos para alimentação, pois são
ligados em série com a carga.
Eles são muito utilizados na indústria devido à facilidade de instalação que
oferecem e podem ser:
a) eletrônicos − também conhecidos por sensor Namur, normalmente traba-
lham com tensões de 90 a 240 VCA. No entanto, possuem capacidade para
baixos valores de correntes; e
b) elétricos − funcionam por acionamento magnético e possuem maior capa-
cidade de corrente do que os eletrônicos.
Os sensores de proximidade de dois fios eletrônicos são preferidos em am-
bientes com “atmosfera potencialmente explosiva1”, pois não geram faiscamento
no momento da atuação, não apresentando risco de explosão.
Observe a seguir a instalação desse sensor.
Figura 118 - Esquema de ligação de sensor Namur
Fonte: SENAI-SP (2013)
Agora que você já conhece as formas de ligação elétrica dos sensores, vamos
falar sobre os tipos mais utilizados.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
160 COMANDOS ELÉTRICOS
7.1.3 SENSORES DE PROXIMIDADE MAGNÉTICOS
Os sensores de proximidade magnéticos são aqueles atuados por ação de ímã.
Podem ser elétricos ou eletrônicos.
Como exemplo de sensor de proximidade magnético, apresentamos o reed
switch, ou chave magnética. Observe na Figura 119 que eles funcionam pelo prin-
cípio da atração que um ímã exerce sobre os metais ferrosos. Ou seja, com a apro-
ximação de um ímã, o contato da chave magnética muda sua posição.
reed switch desligado
reed switch acionado
ímã
sensor
reed switch
N S
ímã distante
N S
PP3
9 V
PP3
9 V ímã próximo
Figura 119 - Funcionamento do Reed Switch: desacionado e acionado
Fonte: SENAI-SP (2013)
Como você pode perceber, os sensores magnéticos reed switch de dois fi os não
dispõem de polaridade, outro aspecto facilitador no momento da instalação.
Um exemplo típico de aplicação do sensor magnético reed switch pode ser en-
contrado nos circuitos eletropneumáticos. Veja-o na fi gura a seguir.
Figura 120 - Sensores magnéticos instalados em cilindro pneumático
Fonte: SENAI-SP (2013)
161
Quando a haste do cilindro avança até o ponto onde o sensor está instalado, o
contato do reed switch fecha detectando que ela chegou ao fim de seu percurso.
Alguns sensores possuem LED para sinalizar quando ele está atuado, ou seja,
quando a haste está na posição.
7.1.4 SENSORES DE PROXIMIDADE INDUTIVOS
Sensores de proximidade indutivos são dispositivos eletrônicos que fun-
cionam pelo princípio da indução eletromagnética e, por isso, são capazes de
detectar a aproximação de peças metálicas. Eles funcionam gerando um campo
eletromagnético oscilante à sua frente. A face sensora consiste de uma bobina
sobre um núcleo de ferrite ou metálico.
Quando um objeto metálico ferroso invade esse campo eletromagnético, o
sensor “percebe” uma variação no campo e aciona um relé ou transistor de saí-
da, informando ao sistema de controle a detecção desse objeto. Veja a seguir o
sensor indutivo.
+
-
OU
+
-
sensor indutivo
Figura 121 - Sensor indutivo
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os sensores indutivos podem ser blindados ou não. A diferença é que os blin-
dados possuem um campo mais direcionado, o que contribui para o aumento da
distância sensora e da precisão do sensor.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
162 COMANDOS ELÉTRICOS
Alguns sensores indutivos possuem LED para indicar o seu estado: acionado
ou não acionado.
De maneira geral, os sensores indutivos são precisos. No entanto, em ambien-
tes com grandes variações de temperatura, a distância sensora costuma sofrer
variações.
Eles são amplamente aplicados na indústria, além de máquinas de usinagem
CNC, tornos, fresadoras e outras.
7.1.5 SENSOR DE PROXIMIDADE CAPACITIVO
Os sensores de proximidade capacitivos são dispositivos eletrônicos capazes
de detectar a presença de diversos tipos de materiais, como: líquidos, objetos or-
gânicos, plásticos e metálicos.
Eles possuem uma distância sensora pequena. Não são tão precisos quanto
os indutivos, mas possuem a capacidade de detectar objetos não metálicos. Tam-
bém estão sujeitos à variações na distância sensora em ambientes que apresen-tem temperatura variada.
O seu princípio de funcionamento tem como base duas placas colocadas lado
a lado da face sensora, na qual o material a ser aproximado age como um dielétri-
co aumentando a capacitância e acionando, dessa forma, a saída do sensor.
Internamente, um circuito varia a capacitância de um capacitor na sua face
sensora. Assim, esse campo sofre interferências pelo material a ser detectado, que
por sua vez ativa o circuito de saída.
Esses sensores, em sua grande maioria, possuem um ponto de ajuste, um pe-
queno potenciômetro que permite controlar a distância da ativação do sensor em
função do objeto (massa do material) que irá acionar. Observe a figura a seguir.
ajuste de
sensibilidade
Figura 122 - Sensor capacitivo
Fonte: SENAI-SP (2013)
2 LUZ INFRAVERMELHA
É uma energia térmica de
luz não visível aos olhos
humanos que pode ser
percebida pela pele como
sensação de calor.
163
Ao ajustar o potenciômetro, você está ajustando a sensibilidade do sensor.
Esse recurso permite seu uso na detecção de objetos dentro de embalagens em
linhas de produção, para detectar quais embalagens estão cheias ou vazias, des-
de que a densidade do conteúdo seja maior do que a densidade da embalagem.
Observe a Figura 123.
Figura 123 - Detecção de produto através da embalagem
Fonte: SENAI-SP (2013)
7.1.6 SENSORES DE PROXIMIDADE ÓPTICOS
Os sensores de proximidade de tipo óptico permitem identifi car quando um
objeto, peça ou produto atravessa sua frente através da emissão e recepção de luz
infravermelha2.
Eles utilizam dois elementos fotoelétricos para detectar um objeto: um emis-
sor ou transmissor e outro receptor ou detector de luz.
O emissor envia um feixe de luz infravermelha por meio de um fotodiodo e, para
evitar que o receptor a confunda a luz ambiente, ela é gerada de forma pulsada.
O receptor possui um foto transistor, que é um sensor sensível à luz, e um cir-
cuito que reconhece somente a luz vinda do emissor.
Esses sensores são muito utilizados em esteiras transportadoras de linha de
produção para detectar a presença de peças ou produtos.
Encontramos sensores ópticos de proximidade de diversos tipos, tais como:
de barreira, difuso retrorrefl exivo, por fi bra óptica e identifi cador de cores. Vamos
conhecê-los agora.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
164 COMANDOS ELÉTRICOS
Sensor óptico de barreira
No sensor óptico de barreira, o emissor e o receptor de luz estão em invólucros
separados e posicionados de forma alinhada, fazendo com que a luz do emissor
atinja a lente do receptor em linha reta, como você pode ver na fi gura a seguir.
transmissor
de luz
receptor
óptico
objeto
monitorado
ativado
transmissor
de luz
receptor
óptico
objeto
monitorado
desativado
Figura 124 - Funcionamento do sensor óptico de barreira
Fonte: SENAI-SP (2013)
Veja agora um diagrama de instalação elétrica desse sensor em um controla-
dor programável.
165
Figura 125 - Diagrama da instalação elétrica do sensor óptico de barreira
Fonte: SENAI-SP (2013)
Essa instalação é feita com dois módulos eletrônicos: o fotoemissor (S1), que
produz o feixe de luz, e o fotorreceptor (S2), que recebe o sinal e aciona uma saída
que é conectada ao comando elétrico ou controlador programável.
Esse tipo de sensor é muito utilizado em prensas industriais para proteger o
operador contra acidentes. Se, por qualquer motivo, o operador atravessar o feixe
de luz no momento da prensagem da peça, o sensor identifica a invasão do espa-
ço e interrompe a descida da máquina evitando o acidente.
Sensor óptico difuso
Nesse tipo de sensor, o emissor e o receptor ficam no mesmo conjunto. Assim,
quando o emissor envia um feixe de luz e este atinge o objeto a ser detectado, a
sua superfície espalha luz em todos os ângulos. Porém, uma parte desse feixe de
luz é refletida em direção ao receptor que detecta o objeto. A Figura 126 ilustra o
funcionamento do sensor óptico difuso.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
166 COMANDOS ELÉTRICOS
objeto
monitorado
sensor
óptico
difuso
esteira
caminho do
feixe de
luz
Figura 126 - Funcionamento do sensor óptico difuso
Fonte: SENAI-SP (2013)
Veja, a seguir, o diagrama de instalação do sensor óptico difuso com conexão
da fonte de energia elétrica alimentando o sensor e o CP.
Figura 127 - Diagrama da instalação elétrica do sensor óptico difuso
Fonte: SENAI-SP (2013)
3 ESPELHO PRISMÁTICO
Que tem forma de prisma.
Prisma é uma fi gura
geométrica que tem
dois polígonos iguais e
paralelos como bases e
paralelogramos como
faces laterais. Fonte:
<http://aulete.uol.com.br/
prisma#ixzz2Qw6QqBRj>
167
Sensor óptico retrorrefl exivo
Nesse outro tipo de sensor óptico, o emissor e o receptor estão em um mesmo
invólucro, e a luz emitida é refl etida por um espelho prismático3 que refl ete cons-
tantemente a luz.
Assim, o feixe de luz é propagado pelo prisma e é detectado pelo receptor.
Quando o objeto passa pelo feixe, este último é interrompido e o sensor o identi-
fi ca. Veja o funcionamento a seguir.
Figura 128 - Funcionamento do sensor retro refl exivo
Fonte: SENAI-SP (2013)
A instalação elétrica desse sensor é igual a do módulo fotorreceptor do sensor
óptico difuso, apresentado no tópico anterior.
Pela facilidade que oferecem na instalação mecânica e elétrica, esses sensores
também são muito utilizados para detectar peças em esteiras
Sensor de fi bra óptica
Nesse modelo de sensor óptico, o transmissor possui um LED emissor de luz, e
um receptor de luz chamado de fotodiodo. O seu princípio de funcionamento se
assemelha ao sensor óptico de barreira. Observe a fi gura a seguir.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
168 COMANDOS ELÉTRICOS
LED
emissor
foto
transistor
Figura 129 - Funcionamento do sensor com fi bra óptica
Fonte: SENAI-SP (2013)
A fi bra óptica tem sido muito utilizada na construção de sensores ópticos in-
dustriais, pois:
a) detecta em áreas de difícil acesso, por exemplo, pequenos furos;
b) suporta ambientes com radiação, calor, umidade; e
c) é precisa na detecção de pequenos objetos.
Por outro lado, os sensores de fi bra óptica requerem um cuidado maior com
relação a impactos, pois se esse condutor de luz se romper, o sensor deixa de
funcionar.
A instalação elétrica desse sensor segue a mesma lógica do sensor óptico difu-
so, visto anteriormente.
FIQUE
ALERTA
Nunca aponte o feixe de luz dos sensores de fibra óptica
diretamente aos olhos, pois a luz do tipo infravermelho
prejudica a visão, podendo causar consequências graves.
Sensor de cor
Os sensores de cor possuem circuitos eletrônicos mais complexos, pois ope-
ram com três transmissores de cor, sendo vermelhos verdes e azuis. Pela combi-
nação da luz emitida por estes três emissores, o sensor consegue fazer a leitura e
a identifi cação destas e de outras cores.
Veja o exemplo de um sensor capaz de detectar oito cores, acompanhado de uma
legenda contendo as cores e os terminais elétricos de saída acionados pelo sensor.
169
color
brown
blue
white
gray
green
yellow
pink
red
marrom
azul
branco
cinza
verde
amarelo
rosa
vermelho
cor
terminal de saída
número identi�cação
2
7
1
5
3
4
6
8
L+
M
AT
ET
Q1
Q2
Q3
Q4
Figura 130 - Sensor identificador de cor e legenda das cores e terminais
Fonte: SENAI-SP (2013)
Observe, na Figura 131, o diagrama elétrico de instalação desse sensor em um
sistema de esteira industrial para transporte e separação de peças por meio da
identificação das cores de cada peça.
Figura 131 - Diagrama elétrico de instalação do sensor identificador de cor
Fonte: SENAI-SP (2013)
O terminal ET do sensor é referente à calibração de cor a ser detectada.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
170 COMANDOS ELÉTRICOS
7.2 SENSORES DE TEMPERATURA
Devido à necessidade de medir e controlar a temperatura em diferentes pro-
cessos industriais, é que encontramos uma grande variedade de sensores de tem-
peratura.
Considerando que temperatura é uma variável lenta – quando comparada à
velocidade de resposta da luz –, podemos dizer que é uma variável difícil de con-trolar devido à sua inércia. Por exemplo, se a temperatura estiver subindo, mesmo
afastando a fonte de calor, ela ainda continuará subindo por algum tempo e só
depois começará a diminuir.
Os termopares, as termorresistências PT-100 e os termistores PTC e NTC (que
veremos a seguir) são os sensores de temperatura mais comuns.
7.2.1 SENSOR TERMOPAR
O sensor termopar é formado pela junção de metais diferentes. Esse sensor,
quando exposto ao calor no ponto da junção dos dois metais, gera uma peque-
na tensão elétrica da ordem de milivolts, proporcional à temperatura aplicada ao
sensor. Os dois metais são isolados um do outro em todo seu curso e somente na
ponta, na junção, é que eles são interligados. Na próxima figura, temos a estrutura
interna do sensor termopar.
porcelana isolante junção
metais
terminais
parte interna do sensor
Figura 132 - Sensor termopar
Fonte: SENAI-SP (2013)
Existem vários tipos de junção de diferentes metais ou ligas metálicas4 gerando
faixas diferentes de tensões. No quadro a seguir, veja alguns deles e suas aplicações.
4 LIGAS METÁLICAS
As ligas metálicas são
formadas pela união
de dois ou mais metais,
podendo também ser
compostas por semimetais
e não metais, mas sempre
com predominância de
elementos metálicos.
171
Quadro 14 - Exemplos de termopar
TERMOPAR
TIPO
LIGAS DOS
TERMINAIS
POTENCIAL
GERADO EM
CADA TERMINAL
COR DO FIO
DOS TERMO
ELEMENTOS
(IEC 60584)
APLICAÇÃO
K
Níquel-cromo e Positivo (+) Verde Adequado para
trabalhar na faixa
de -200 a 900ºC.Níquel-alumínio Negativo (-) Branco
T
Cobre Positivo (+) Marrom Apresenta boa
precisão para
medições abaixo
de 0ºC.Cobre-níquel Negativo (-) Branco
J
Cobre Positivo (+) Preto Adequado para
trabalhar na faixa
de -40 a 750ºC.Cobre-níquel Negativo (-) Branco
Ao instalar um termopar, atente às seguintes recomendações importantes:
a) instalar os fios ou cabos de maneira a estarem protegidos do aquecimento
excessivo, evitando o derretimento da isolação e curto-circuito;
b) não utilizar cabos ou fios menores que 16 AWG (1,3 mm2), para uso em ele-
troduto flexível, pois eles não têm resistência suficiente à tração;
c) verificar se a isolação do condutor atende às condições do ambiente onde
será instalado, em relação à temperatura, solicitação mecânica, umidade,
presença de óleo ou outros;
d) instalar, sempre que possível, os condutores em eletrodutos, de modo a
evitar flexão ou curvaturas que possam eventualmente alterar suas carac-
terísticas termoelétricas;
e) conectar o cabeçote ao terminal do instrumento por meio de fiação sem
emendas; e
f ) observar a polaridade do sensor e do equipamento antes de fazer as co-
nexões. Use cabo par trançado, eletroduto metálico aterrado ou cabo com
blindagem, para evitar a indução de ruídos no fio de conexão dos sensores.
FIQUE
ALERTA
Os sensores de temperatura normalmente são instala-
dos em ambientes com altas pressões e temperaturas,
por isso é preciso cuidado ao instalar ou realizar sua tro-
ca. Antes de removê-los, certifique-se de que o tanque
esteja despressurizado, para evitar expulsão pela alta
pressão ocasionando acidentes.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
172 COMANDOS ELÉTRICOS
Veja agora, na Figura 133, um exemplo de diagrama de instalação de um ter-
mopar em um controlador.
+ -
cabeçote com
terminais de ligação
aterramento
do eletroduto
junção de dois metais
6 5 4 3 2 1
Figura 133 - Instalação do termopar em controlador
Fonte: SENAI-SP (2013)
7.2.2 SENSOR TERMORRESISTÊNCIAS PT-100
As termorresistências PT-100 são sensores que se baseiam no aumento da
resistência com o aumento da temperatura. Seu elemento sensor consiste de uma
resistência em forma de fio de platina de alta pureza, encapsulado em um tubo
de cerâmica ou vidro. A termorresistência de platina apresenta uma resistência
ôhmica de 100 Ohms a 0ºC.
O sensor é montado em um tubo metálico com uma extremidade fechada e
preenchido com material isolante mineral, que o protege internamente contra
choques mecânicos.
A ligação do tubo é feita com fios de cobre, prata ou níquel isolados entre si,
sendo a extremidade aberta selada com resina, vedando o sensor da temperatura
ambiente para não interferir na medição da temperatura em que vai atuar.
São utilizados em diversos setores, como: o de laboratórios, o farmacêutico, o
petroquímico, o alimentício, entre outros.
173
A parte estrutural é semelhante à de um termopar (Figura 132), o que muda
são os materiais usados internamente. A termorresistência possui um terminal a
mais, como você pode observar na Figura 134, em que há o detalhe do conector
de três terminais.
Figura 134 - Exemplo Termorresistência PT-100
Fonte: SENAI-SP (2013)
O quadro 15 apresenta um diagrama de um sensor tipo PT-100 instalado na
entrada de um equipamento de controle de temperatura.
Quadro 15 - Diagrama de instalação de termorresistência PT-100
Sensor A
PT-100
Sensores
EQUIPAMENTO
MEDIÇÃO °C
SENSOR
SENSOR PT-100
RÉGUA DE
BORNES X1 FUNÇÃO ESPECIFICAÇÃO
N° DO BORNE
1
A
Entrada da
fonte de
corrente
de 2 a 2,5 mA
2
Entrada de
tensão
de 0 a 0,5 VCC
3
Tensão 0 V de
referência para
as entradas
0 V – GND
O equipamento representado no quadro possui entrada de corrente que tra-
balha com uma faixa de 2 a 2,5 mA, que é a faixa de corrente que esse sensor
fornece. O mesmo ocorre com a tensão: a entrada lê até 0,5 V.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
174 COMANDOS ELÉTRICOS
O sensor tem seus terminais conectados nos bornes 1, 2 e 3 da régua de bor-
nes X1 do equipamento. O terminal 1 é o de entrada de corrente em mA e o ter-
minal 2 é o de entrada de tensão, fornecidos pela termorresistência PT-100.
Essa instalação requer aterramento da carcaça do sensor ou da estrutura me-
tálica onde ele estiver instalado, para evitar erros de medição decorrentes de in-
terferências eletromagnéticas.
7.2.3 SENSORES TERMISTORES PTC E NTC
Os sensores do tipo PTC e NTC são na realidade resistores que variam a resis-
tência de acordo com a variação de temperatura. Veja a seguir as características
de cada um deles.
PTC (Positive Temperature Coeffi cient)
São resistores que apresentam um coefi ciente térmico positivo, ou seja, sua
resistência aumenta com o aumento de temperatura.
São de fácil instalação por não exigirem polaridade fi xa, ou seja, podem ser
instalados em qualquer posição. A seguir, veja um modelo de PTC.
250
KZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZKZ
+to
Figura 135 - PTC e símbolo.
Fonte: SENAI-SP (2013)
Uma das grandes aplicações desses sensores é na instalação no interior de
grandes motores elétricos para monitorar sobreaquecimento.
Para o funcionamento desse sensor, é necessário conectá-lo a um módulo es-
pecifi co de PTC que fará o controle, comutando um contato de saída quando ocor-
rer alta temperatura. Veja, a seguir, um diagrama que demonstra o PTC instalado
no seu módulo de controle para a proteção da sobretemperatura de um motor.
175
diagrama
de comando
diagrama
principal
Figura 136 - Modulo de PTC proteção do motor elétrico contra sobretemperaturas
Fonte: SENAI-SP (2013)
NTC (Negative Temperature Coeffi cient)
Esses resistores apresentam um coefi ciente de temperatura negativo, ou seja,
sua resistência diminui com o aumento de temperatura. Na Figura 137, você vê
exemplos de NTC.
-to
Figura 137 - Exemplos de NTC e símbolo
Fonte: SENAI-SP (2013)
O NTC também pode ser usado para proteger motores elétricos. No entanto,
os PTC são mais utilizados.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
176 COMANDOS ELÉTRICOS
CASOS E RELATOS
Henrique é responsável pela manutenção de um setor siderúrgico. Há alguns
meses o sistema de bloqueio de placas vem sofrendo com paradas constan-
tes, devido a falhas no seu sistema. Graças a isso, o supervisor solicitou a Hen-
rique que tomasse uma providência imediata para eliminar tais paradas.
Vejamos como funciona atualmente o sistema.
As placas de aço são recebidas em uma mesa de rolos vindas de outro pro-
cesso (fi gura a seguir); um batente é levantadopara que a placa não caia,
enquanto dois sensores indutivos detectam a posição alta ou baixa do ba-
tente. É nesse sistema que ocorrem as falhas, pois o batente possui uma
folga mecânica natural de projeto, o que faz com que o atuador do sensor
se afaste sem acioná-lo, gerando falhas no controle do equipamento.
placa de aço
mesa de rolos
sensores
indutivos
atuador
do sensor
batente
Figura 138 - Sistema atual de bloqueio de placas
Fonte: SENAI-SP (2013)
177
A solução encontrada por Henrique foi substituir o sensor indutivo por um
sensor óptico retrorrefl exivo, pois este possibilita a instalação a uma dis-
tância maior do atuador do sensor. Assim, qualquer movimento de folga
mecânica do batente não interfere na detecção do sensor.
Veja a simulação do sistema após a modifi cação.
placa de aço
mesa de rolos
batente
prisma
sensores
ópticos
Figura 139 - Sistema de bloqueio de placas após modifi cação
Fonte: SENAI-SP (2013)
Após a modifi cação, não ocorreram mais falhas desse tipo, aumentado a
produção da empresa.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
178 COMANDOS ELÉTRICOS
7.2.4 SENSORES POR INFRAVERMELHO
Esse tipo se sensor trabalha em uma faixa de luz infravermelha, não visível ao
olho humano, e tem por função medir a temperatura de um determinado ponto
sem, no entanto, ter contato físico com ele. São exemplos desse tipo de sensor: os
pirômetros infravermelhos (fixos ou portáteis) e os termovisores. Uma ilustração
desses tipos de sensores pode ser observada a seguir.
Figura 140 - Termovisor e Pirômetro infravermelho
Fonte: SENAI-SP (2013)
Podem ser utilizados no monitoramento da temperatura de processos de fa-
bricação em indústrias siderúrgicas, indústria de fabricação de vidros, alimentí-
cias, metalúrgicas, químicas etc.
Nesses casos, por possuírem bateria interna, a instalação elétrica é feita por meio
da conexão de um cabo de rede de comunicação que interliga o equipamento a
um computador possibilitando que seja feita a leitura constante da temperatura.
7.3 SENSORES DE VELOCIDADE E POSIÇÃO
Esses sensores são utilizados para medir a velocidade, o sentido de giro ou
mesmo verificar o posicionamento angular de elementos rotativos. Para isso, de-
vem ser acoplados ao eixo de máquinas, motores, geradores etc. A seguir, conhe-
ça dois tipos desses sensores: o tacogerador e o encoder.
179
7.3.1 TACOGERADOR
O tacogerador é um dispositivo sensor que gera tensão contínua para indicar a
velocidade e o sentido de giro do eixo de um equipamento. Observe a Figura 141.
Figura 141 - Tacogerador de uso industrial
Fonte: SENAI-SP (2013)
O valor de tensão gerado nesse sensor é proporcional à velocidade que estiver
girando, e a polaridade indica o sentido de giro horário ou anti-horário, como
você pode observar na figura a seguir.
G
A2A1
G
A2A1
Figura 142 - Polaridade do tacogerador de acordo com sentido de giro
Fonte: SENAI-SP (2013)
Note que, ao inverter o sentido de giro do tacogerador, ocorre a inversão de
polaridade da tensão produzida. O tacogerador é um sensor analógico, pois gera
tensão contínua.
É instalado fisicamente por meio de acoplamento, cuja função é transmitir a
rotação do eixo do motor diretamente ao eixo do tacogerador, conforme pode ser
observado na figura a seguir.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
180 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 143 - Acoplamento flexível para interligar eixos do tacogerador com o motor
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os acoplamentos mais utilizados são os de tipo flexíveis (elásticos), que forne-
cem um amortecimento contra os solavancos de partida, as paradas do motor e
as vibrações provenientes de desalinhamento entre os eixos.
7.3.2 ENCODER
Os encoders são sensores que convertem deslocamento ou posicionamento
angular em sinais elétricos. O sinal gerado é um conjunto de bits: “1”, sinal de ten-
são positiva, e “0”, sinal de tensão 0 V. Esse conjunto de bits é interpretado pelo
sistema de controle, que pode ser um CP, inversor de frequência, conversor CA/CC
etc. Veja um modelo de encoder na Figura 144.
Figura 144 - Encoder
Fonte: SENAI-SP (2013)
181
Na indústria, o encoder é instalado em robôs, máquinas CNC e sistemas
automatizados, permitindo o movimento e a parada com precisão em posições
planas ou espaciais.
Para instalar o encoder, é necessário fi xá-lo em um suporte ou base mecânica,
alinhar seu eixo com o do que transmitirá o movimento e apertar, ajustando o
acoplamento através de uma movimentação lenta. Se o acoplamento estiver ade-
quado, é só fazer o aperto fi nal dos parafusos de fi xação. A fi gura a seguir ilustra
esse método.
�xação por parafuso direto no �ange
Figura 145 - Instalação física do encoder
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os encoders são dotados de disco óptico interno perfurado ou disco multises-
são. Em relação à forma construtiva, podem ser: incremental ou absoluto. A fi gura
a seguir mostra esses discos.
fonte
de luz
sensor de
posição
sensor de
referência
disco do encoder
incremental
disco óptico do
encoder absoluto
0
1
2
3
4
5
6
78
9
10
11
12
13
14
15
Figura 146 - Discos de Encoders: incremental e absoluto
Fonte: SENAI-SP (2013)
7 SENSORES INDUSTRIAIS
182 COMANDOS ELÉTRICOS
Os encoders tipo incremental são mais utilizados em máquinas para
medir rotação, sentido de giro e posicionamento linear. É um equipamento
eletromecânico que gera pulsos elétricos de onda quadrada quando movimenta
seu eixo. A cada volta do disco é gerada uma quantidade exata de pulsos.
Já o do tipo absoluto é mais aplicado à medição de posição angular, possuin-
do um disco óptico que produz uma palavra digital formada de um conjunto de
bits que distingue várias posições do eixo. Por exemplo, um encoder absoluto com
8 faixas é capaz de perceber e indicar 256 posições angulares diferentes, e para
cada posição angular temos uma palavra digital.
7.4 SENSORES DE PRESSÃO
Em diversos setores, as medições de pressão e vazão são importantes devido
à necessidade de se obter, por exemplo, o peso de um produto ou volume de um
líquido. A quantidade de material produzido implica diretamente no seu custo.
No setor industrial, a pressão é a variável mais usada no controle de processos.
Veremos a seguir os sensores de pressão: célula de carga, piezoresistivo e pres-
sostato.
7.4.1 SENSORES DE PRESSÃO CÉLULA DE CARGA
São sensores utilizados para medir massa (peso). As balanças rodoviárias, por
exemplo, usam esse tipo de sensor. A pressão exercida pelo peso do caminhão
sobre o sensor indica quantas toneladas de carga ele está transportando.
Para entendermos o funcionamento de um sensor de célula de carga é neces-
sário conhecermos o conceito de um extensômetro.
Um extensômetro, ou Strain Gage, é uma finíssima camada de material con-
dutor depositada sobre um material isolante. Essa camada é montada de manei-
ra a formar uma grade condutora em uma área isolante muito pequena, como
pode ser observado na Figura 147. A sensibilidade do extensômetro está rela-
cionada à deformação exercida na direção do seu eixo, proporcionando a sua
respectiva variação de resistência elétrica (Ôhmica). Podem ser construídos em
fio ou em lâmina.
183
terminais
condutores
terminais
condutores
Figura 147 - Extensômetro de lâmina
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os extensômetros são sensores que possuem suas estruturas metálicas
internas compostas por conjuntos de resistores que variam seus valores ôhmicos
de acordo com a pressão exercida sobre a área sensora. Com a lâmina estendida, a
resistência ôhmica (que em média é de 120 Ôhms) é reduzida proporcionalmente
à deformação e, quando a lâmina é comprimida, sua resistência é aumentada nos
terminais.
Um conjunto de extensômetros de lâmina instalados em superfície plana in-
terligados forma uma ponte de Wheatstone, exposto na Figura 148 a seguir.
V
SG1 SG2
SG3 SG4
U
Figura 148 - Extensômetros ligados em forma de ponte de Wheatstone
Fonte: SENAI-SP (2013)
7 SENSORES INDUSTRIAIS
184 COMANDOS ELÉTRICOS
Quando submetidos a uma deformação, um conjunto de extensômetrospro-
voca um desbalanceamento do valor da resistência dessa ponte e, consequente-
mente, surge uma tensão nos pontos opostos aos pontos da excitação (alimenta-
ção) da ponte.
A célula de carga tem a função de converter uma pressão física em sinal elétri-
co. Ela é composta por um corpo metálico, normalmente de aço carbono ou inox,
que transmite a pressão exercida para os extensômetros internos.
Na fi gura 149, você pode observar um exemplo de condutores empregados
em uma célula de carga. Os fi os de cor vermelha e preta são responsáveis pela
excitação (alimentação) da ponte de Wheatstone, e os de cor verde e branca pela
coleta dos sinais de saída gerados a partir de uma deformação elástica do mate-
rial. Já o fi o terra deve ser ligado como forma de proteção do dispositivo, e está
conectado na parte metálica do sensor. Você pode ver os condutores desse sen-
sor e suas funções na fi gura a seguir.
vermelho ........ (+) alimentação
preto ................ 0 V - alimentação
verde ................ sinal de saída (+)
branco..............sinal de saída (-)
malha - aterramento
Figura 149 - Fios de conexão em um modelo célula de carga
Fonte: SENAI-SP (2013)
7.4.2 SENSOR DE PRESSÃO PIEZORESISTIVO
O efeito piezoresistivo se baseia na deformação exercida em uma ponte de
Wheatstone a partir da pressão sobre um diafragma, que é o elemento que está
em contato com o fl uido. Portanto, esse sensor transforma a variação da pressão
em variação de tensão ou de corrente elétrica.
Normalmente, os fabricantes produzem sensores que trabalham com tensão
ou corrente contínuas. No entanto, podem ser encontrados modelos capazes de
trabalhar com as duas grandezas.
Esses sensores possuem um cabo de ligação incorporado ao corpo do compo-
nente (vulcanizado) ou um conector com terminais de ligação. Observe, na Figura
150, um diagrama que indica a conexão desse sensor utilizado na área industrial.
185
1
3
2
T
Figura 150 - Sensor de pressão piezoresistivo modelo Velki IT-TR-FL com conector DIN43650
Fonte: SENAI-SP (2013)
Em vários modelos, os sensores de pressão piezoresistivo são equipados com
circuitos eletrônicos internos que fornecem tensões ou correntes de acordo com
os padrões analógicos, os quais podem ser instalados diretamente na entrada do
controlador programável (0 a 10 V, 4 a 20 mA etc.).
Na Figura 151, você verá um diagrama que ilustra as ligações de um sensor de
pressão diretamente conectado à entrada analógica do Controlador Programável
(CP). Esse sensor usado como exemplo tem saída de 0 a 10 V e é capaz de medir
pressões de 0 a 1000 Bar.
Figura 151 - Ligações do sensor de pressão com saída de 0 a 10 V à entrada analógica 1 (AI-1) de um controlador programável
Fonte: SENAI-SP (2013)
7 SENSORES INDUSTRIAIS
186 COMANDOS ELÉTRICOS
No quadro a seguir, você acompanha o número do pino do conector DIN utili-
zado nessa ligação, com a respectiva cor e função de cada fio.
Quadro 16 - Codificação de cor do Conector DIN
PINO COR FUNÇÃO
1 Vermelho Entrada de alimentação de +10 VCC
2 Preto 0 V de referência da fonte de alimentação
3 Branco Saída de sinal de tensão 0 a 10 V
T Verde Aterramento
7.4.3 SENSOR PRESSOSTATO
O pressostato é um sensor de pressão eletromecânico que opera com a lógica
ON-OFF, ou seja, ligado ou desligado. É um dispositivo essencial para proteção
dos equipamentos e de sistemas sob pressão, pois evita estourar por sobrepres-
sões ou parar por subpressão. São muito utilizados em compressores de ar, siste-
mas hidráulicos e outros sistemas que trabalham sob pressão.
Temos pressostatos para fluidos como ar, óleo e gás, que podem atuar com
pressão negativa (vácuo) ou pressão positiva (mais usada na indústria). A Figura
152 apresenta um exemplo de pressostato e de sua aplicação.
Figura 152 - Pressostato e aplicação em compressor industrial
Fonte: SENAI-SP (2013)
187
Há pressostatos que atuam nos limites de:
a) pressão máxima − uma chave com contatos NA e NF é forçada a atuar, desli-
gando o motor do compressor ou desligando a válvula de entrada de pressão;
b) pressão mínima − uma chave com contatos NA e NF é acionada, ligando
o motor da fonte geradora de pressão ou abrindo uma válvula que libera a
entrada de pressão para o reservatório;
c) pressão mínima e máxima − atua de acordo com os valores de pressão mí-
nima e máxima ajustados; e
d) pressão diferencial − atua com a diferença de duas pressões, uma alta e
outra baixa.
Em geral, os pressostatos possuem um ou dois contatos reversíveis.
Observe, na Figura 153, a mudança do contato reversível da posição 2 para 3
de um pressostato hidráulico industrial quando a pressão atinge o valor máximo
ajustado.
1
3
2
PE
1
3
2
PE pp
pressostato sem pressão
ou com baixa pressão
pressostato com pressão
máxima atingida
Figura 153 - Funcionamento de um pressostato industrial
Fonte: SENAI-SP (2013)
7.5 SENSOR DE VAZÃO
Vazão representa a quantidade de líquidos, gases ou vapores que passa em
um determinado ponto, por exemplo, em um hidrômetro de uma residência (re-
gistrando a quantidade de água consumida em um determinado período) ou em
um marcador de uma bomba de combustível (que registra a quantidade de litros
fornecidos e o valor a pagar).
Para a indústria esse sensor é muito importante, pois controla ou mede a quan-
tidade de material que está sendo produzido. Para esse fim, existem vários equipa-
mentos e técnicas de medição. Os mais comuns são medidor por turbina, eletromag-
nético, por placa de orifício, Coriolis, deslocamento positivo, Vortex e ultrassônico.
Abordaremos somente o sensor de vazão por turbina, por ser o mais utilizado.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
188 COMANDOS ELÉTRICOS
O sensor de vazão com medição por turbina é formado por um rotor mon-
tado no interior da tubulação, provido de aletas ou pás que o fazem girar quando
atravessado por um fl uido. Uma bobina captadora com um ímã permanente é
montada externamente e alinhada com as aletas da turbina. Veja esses detalhes
na fi gura a seguir.
rotor
bobina
Figura 154 - Sensor de medição de vazão por turbina
Fonte: SENAI-SP (2013)
Quando o líquido passa pelo tubo, o rotor gira a uma velocidade diretamente
proporcional à velocidade da passagem do fl uido pelo sensor.
Como as aletas do rotor são feitas de material ferroso, na medida em que cada
aleta em frente à bobina corta o campo magnético ela produz um pulso cuja se-
quência corresponde à vazão medida pelo sensor.
Observe, na Figura 155, a instalação mecânica e elétrica desse sensor.
trecho reto
medidor de vazão
tipo turbina
conexão da �ação
do sensor
+24 V
terra
sinal
Figura 155 - Instalação de sensor de medição de vazão por turbina
Fonte: SENAI-SP (2013)
189
Os sinais de saída fornecidos por esses sensores são conectados a um módulo
eletrônico, conhecido por transmissor de vazão, e que conta os pulsos do sensor
e os converte em sinais analógicos (0 a 10 V, 4 a 20 mA etc.).
Esse tipo de sensor é muito aplicado na área de instrumentação, no controle
de processos voltados à área química e petroquímica.
7.6 SENSOR DE NÍVEL
Uma das grandezas de medição mais utilizadas na indústria, o controle de ní-
vel é utilizado para controle de líquidos ou grãos sólidos, armazenados em silos,
tanques abertos ou pressurizados. Vamos estudar neste capítulo os sensores de
nível por boia e os por ultrassom.
7.6.1 SENSOR DE NÍVEL POR CHAVE-BOIA
O sensor de nível mais simples é do tipo boia flutuante ou chave-boia, no qual
uma chave interna abre ou fecha um contato, de modo que quando o nível da
água sobe ou desce o sensor aciona um contato NA e/ou NF.
Quando o nível da água sobe, o sensor de nível levanta e abre, interrompe o
circuito de alimentação da bomba, cessando o fornecimento de água. Quando o
nível da água cai, o sensor fecha o circuito de alimentação e aciona a bomba para
encher a caixa novamente. Uma figura com um modelo desse sensor pode ser
vista a seguir.
Figura 156 - Componentes para instalação do sensor de nível tipo chave-boiaFonte: SENAI-SP (2013)
7 SENSORES INDUSTRIAIS
190 COMANDOS ELÉTRICOS
7.6.2 SENSOR DE NÍVEL POR ULTRASSOM
Um som é caracterizado por vibrações (variação de pressão) no ar. O ser huma-
no normalmente consegue distinguir sons na faixa de frequência que se estende
de 20 a 20.000 Hz aproximadamente. Acima desse intervalo, os sinais são conhe-
cidos como ultrassons e abaixo como infrassons.
O princípio de funcionamento do sensor de ultrassom se baseia na transmis-
são e recepção de ondas ultrassônicas. Uma das principais aplicações desse sen-
sor é controlar o nível de tanques.
Na Figura 157, temos um sensor de nível por ultrassom instalado acima do tan-
que de líquido. O elemento transmissor-receptor está alojado na mesma cápsula
cilíndrica, bem na parte inferior, apontado para baixo.
cápsula sensora
Figura 157 - Sensor de nível por ultrassom, com cápsula apontada para o líquido
Fonte: SENAI-SP (2013)
O sensor de ultrassom pode ser usado para medida de nível de líquidos, bem
como para medida de distância, detecção de presença de objetos etc.
SAIBA
MAIS
Para saber mais sobre sensores industriais, consulte o livro:
“Sensores Industriais – Fundamentos e Aplicações”, de Daniel
Thomazini e Pedro Urbano Braga de Albuquerque, publicado
pela Editora Érica.
191
RECAPITULANDO
Neste capítulo, você aprendeu como fazer a instalação de vários tipos de
sensores.
Com relação aos sensores de proximidade, vimos os magnéticos do tipo
reed switch, indutivo, capacitivo e óptico.
A respeito dos sensores de temperatura, vimos o termopar, as termorresis-
tências e o infravermelho.
Acerca dos sensores de velocidade e posição, estudamos o tacogerador e
o encoder.
Para os sensores de pressão, apresentamos as células de carga, o piezoresis-
tivo e pressostato. Já como sensor de vazão, analisamos o tipo por turbina.
Por fim, estudamos os sensores de nível, como o chave de boia e o ultras-
som. Você também viu a simbologia, as especificações e as características
de cada sensor, além de alguns diagramas de instalação.
Os sensores têm grande importância nas máquinas e processos automati-
zados, pois constituem os “olhos” do sistema de controle industrial, por isso
a necessidade de estudá-los.
7 SENSORES INDUSTRIAIS
Existem diversos sistemas que fazem a partida de motores elétricos trifásicos assíncronos,
ou seja, quando o motor está desligado esses sistemas colocam o motor elétrico em funciona-
mento. A partida direta é a forma mais simples de fazer um motor elétrico funcionar.
Para trabalhar na manutenção eletroeletrônica industrial, você precisa conhecer bem os sis-
temas de partida de motores. Assim, até o fi nal deste capítulo, aprenderemos os seguintes itens:
a) fi nalidade da partida direta do motor elétrico trifásico;
b) características e funcionamento do motor elétrico trifásico;
c) características das correntes e do conjugado do motor na partida direta;
d) manutenção do motor elétrico trifásico;
e) sensor de nível do tipo chave-boia;
f ) manutenção no sistema de partida direta de motores com reversão.
Sistema de Partida Direta
de Motores Elétricos
8
194 COMANDOS ELÉTRICOS
8.1 FINALIDADE DO SISTEMA DE PARTIDA DIRETA
A partida direta é aquela que põe o motor elétrico em funcionamento de ime-
diato ou no menor tempo possível. É o tipo de partida por meio da qual energiza-
mos um motor elétrico trifásico diretamente pela tensão nominal da rede elétrica.
A partida do motor é o espaço de tempo compreendido entre o instante em
que o motor está desenergizado, ou seja, com o rotor parado, até o instante em
que o motor atinge plena velocidade ou rotação nominal.
Esse sistema é indicado para máquinas e equipamentos que partem sob carga,
pois, nesse caso, o motor desenvolve o torque nominal. No entanto, a corrente de
partida é elevada e pode atingir valores de até dez vezes o da corrente nominal
do motor.
Na figura a seguir, você pode ver uma betoneira que funciona por um sistema de
partida direta. Ela pode realizar, por exemplo, a mistura de concreto.
Figura 158 - Betoneira
Fonte: SENAI-SP (2013)
Essa máquina parte com carga, ou seja, tendo os materiais em seu tambor,
quando ligada, já inicia o processo de mistura.
A seguir apresentamos o gráfico da partida direta desse motor trifásico de in-
dução da betoneira.
195
Figura 159 - Gráfico da corrente do motor da betoneira
Fonte: SENAI-SP (2013)
O sistema de partida direta é muito utilizado nas indústrias, nas máquinas
equipadas com motores de pequenas potências.
A Norma Brasileira Regulamentadora 5410 (NBR 5410) recomenda que para par-
tida de motores alimentados pela rede pública de baixa tensão com potência acima
de cinco cv, devemos consultar a concessionária local de fornecimento de energia.
Para potências superiores, dependendo da orientação da fornecedora de ener-
gia, é importante e obrigatória a utilização de um sistema alternativo para reduzir
a corrente do motor na partida.
Um dado importante e disponível na placa de identificação do motor é o Ip/
In, que indica quantas vezes a corrente de partida (Ip) é maior que a corrente no-
minal (In) do motor.
No gráfico a seguir, comparamos essas correntes e o conjugado em relação à
velocidade nominal.
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
196 COMANDOS ELÉTRICOS
(a) Corrente do motor na partida direta
(b) Conjugado (torque) do motor na partida direta
(c) Conjugado resistente (da carga)
Figura 160 - Comparativo entre conjugados e corrente na partida direta
Fonte: SENAI-SP (2013)
Por esse gráfico, podemos observar que a corrente de partida (Ip) é aproximada-
mente seis vezes maior que a nominal (In), logo o Ip/In desse motor é seis. No entanto,
o torque ou conjugado potente que o motor consegue oferecer à movimentação da
carga, no momento da partida, pode ultrapassar seis vezes o conjugado nominal.
Devido ao fato de a corrente de partida ser elevada, os condutores devem ser
bem dimensionados com uma bitola que suporte essa corrente.
Para facilitar o entendimento dos gráficos abordados neste capítulo, vamos
comparar a partida do motor com a decolagem de um avião. Para isso verificare-
mos o consumo de energia do motor elétrico em confronto com o consumo de
combustível do avião e o esforço mecânico que o motor faz para partir, que é o
conjugado potente, com o esforço que o avião faz para subir.
197
Tabela 7 – Comparação da partida do motor com a decolagem de um avião
MOMENTO STATUS DO MOTOR ELÉTRICO STATUS DO AVIÃO
1 O motor está desligado. O avião está estacionado na pista.
2
O operador aciona o comando para
a partida do motor.
Em fração de décimos de segundos
temos apenas o consumo de ener-
gia dos componentes do comando.
O piloto põe o avião para correr na pista,
acele-rando para ganhar velocidade
ainda em solo.
Em questão de minutos, o avião consome
certa quantidade de combustível apenas
para fazê-lo correr na pista.
3
O motor está energizado, partindo
e acelerando a carga. Nesse mo-
mento o consumo de energia é
absurdo, a corrente de partida e o
conjugado são muito altos, pois o
motor precisa tirar a carga de seu
estado inicial (parado) até atingir a
velocidade nominal.
O piloto arremete o avião em direção ao
céu. Nesse instante, o avião sai do chão
e começa a voar. As turbinas do avião
gastam uma quantidade absurda de com-
bustível. O esforço é muito alto para fazer
o avião sair do chão e atingir a altitude
desejada.
4 O motor atinge a plena velocidade. O avião atinge a altitude desejada.
Agora que compreendemos o comportamento do motor elétrico na partida
direta, vejamos, na Figura 161, o comando desse sistema de partida instalado no
triturador de papel.
Observe que nesse circuito e nos demais que iremos estudar a seguir, foram
omitidos a identificação dos cabos e os conectores. Isso foi feito para que o dia-
grama fique com um aspecto visual mais claro para que você possa entender me-
lhor seu funcionamento.
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS198 COMANDOS ELÉTRICOS
8.2 FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE PARTIDA DIRETA
Antes de vermos o funcionamento geral do sistema, é importante sabermos
como funciona cada dispositivo que compõe um sistema de partida direta de mo-
tor elétrico. Assim, será mais fácil de entender o seu funcionamento completo.
F10
K1
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
F7
PEW1V1U1
M1 M
3
4
PE
3 220 V/60 Hz
L3
L2
L1
L1
L2
Diagrama elétrico de potência partida direta de motor elétrico
Q12
K1
A1
A2
14
13
S1 K1
14
13
24
23
K1
E1
S0
11
12
95
96
Q11
220 V/60 Hz
Diagrama de comando para
12
1
2
3
4
5
6
7
9
10
118
5
F7
Figura 161 - Comando de sistema de partida direta
Fonte: SENAI-SP (2013)
Veja que muitos dispositivos são usados em um comando de partida direta.
Mas fi que tranquilo, pois neste capítulo vamos apresentar o funcionamento de
cada um desses dispositivos.
199
Para abordar o funcionamento de cada um dos dispositivos do sistema de par-
tida apresentado na Figura 161, dividimos em dois grupos: componentes perten-
centes ao circuito principal ou de potência; e circuito de comando ou auxiliar.
8.2.1 COMPONENTES DO CIRCUITO PRINCIPAL OU DE POTÊNCIA
Fusíveis de proteção (F10)
Devem ser de ação retardada, tipo aM. São empregados na proteção de
circuitos de motores e preparados para suportarem o pico de corrente durante
a partida do motor elétrico. Interrompem a passagem da corrente, ou seja, “quei-
mam”, quando ocorre um curto-circuito.
Contator de potência (K1)
Serve para acionar o motor elétrico. Quando a bobina de K1 no comando for
energizada, o contator fecha os contatos de potência, enviando as fases para o
motor elétrico.
Relé térmico ou bimetálico (F7)
Interrompe um contato no circuito de comando quando a corrente principal
ultrapassa o valor ajustado. Esse relé possui elementos sensores que, no circuito
de potência, ficam em série com o motor elétrico monitorando constantemente a
corrente que vai para o motor. Quando essa corrente ultrapassa o valor ajustado
no relé térmico, o contato 95-96 de F7 se abre no circuito de comando, desligando
a bobina de K1 e evitando danos ao motor. Isso ocorre quando há, por exemplo,
uma dificuldade do motor em girar o eixo, devido a algum problema, causando
uma sobrecarga mecânica. É isso o que faz com que haja também sobrecorrente
ou sobrecarga na rede elétrica do motor.
O relé térmico possui dois modos de funcionamento: o manual e o automáti-
co. No modo de desarme manual, se o térmico desarmar, ou seja, atuar, o contato
95-96 se abre no comando e permanece nessa condição até que um profissional
o rearme e resolva o problema, permitindo que o circuito funcione novamente.
Já na posição automático, se o térmico desarmar, logo depois que esfriarem os
sensores de corrente, ele volta a armar.
1
2
3
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
200 COMANDOS ELÉTRICOS
Para um efetivo funcionamento da proteção, é imprescindível que o relé térmi-
co esteja ajustado, preferencialmente, para o modo manual e com o mesmo valor
da corrente nominal do motor.
Motor elétrico trifásico (M1)
Gera movimento em seu eixo, movimentando o sistema mecânico a ele aco-
plado, ao receber a alimentação das três fases.
Vamos relembrar o fechamento do motor trifásico de seis pontas para enten-
dermos a partida direta. No diagrama da figura a seguir, observe os fechamentos
do motor e a numeração dos terminais de entrada (início – I) e saída (final – F) dos
grupos de bobinas internas de um motor trifásico.
1
4
2
5
3
6
1 3 5
2 4 6
Entrada ou
Saída ou
fim (F)
Enrolamento Nº do terminal
1
4
2
5
3
6
L1 L3 L2
380 V
L1
L3 L2
L3
L2L1
4
1
4
2
5
3
6
L1 L3 L2
220 V 220 V
380 V
3
5
4
2
6 1
5
6
2
3
1
inicio (I)
Figura 162 - Fechamentos e diagrama de entrada e saída das bobinas de motor de seis pontas
Fonte: SENAI-SP (2013)
E se o motor que você for ligar tiver 12 pontas? Qual ligação você faria para as
tensões de 220 V, 380 V, 440 V e 760 V? Vejamos essas ligações e o diagrama de
entradas e saídas das bobinas desse motor na figura a seguir.
4
201
1
4
2
5
3
6
7
10
8
11
9
12
1
4
2
5
3
6
7
10
8
11
9
12
Entrada ou
Saída ou
fim (F)
Enrolamento Nº do terminal
1
7
3
9
2
8
4
10
6
12
5
11
L1 L3 L2
1
7
3
9
2
8
4
10
6
12
5
11
L1 L3 L2
1
7
3
9
2
8
4
10
6
12
5
11
L1 L3 L2
1
7
3
9
2
8
4
10
6
12
5
11
L1 L3 L2
220 V ( _ _ )
440 V ( _ ) 760 V (Y)
380 V (YY)
L1
L3 L2
6
3 9
1
47
25
8
L1
L3
5
2
11
8
104
7
L1
L3 L2
6
3
1
25
12
69
3
7
12
9
811
L3
2 L2
L2
L1
58
9
6
3
1
4 7
10
11
12
inicio (I)
Figura 163 - Fechamentos e diagrama de entrada e saída das bobinas de motor de 12 pontas
Fonte: SENAI-SP (2013)
Independentemente de quantas pontas o motor elétrico disponha (3, 6 ou 12
pontas), o comando para partida direta é o mesmo. A exigência é a de que o fe-
chamento do motor deve estar configurado para a mesma tensão que será apli-
cada pela rede de alimentação elétrica.
8.2.2 COMPONENTES DO CIRCUITO DE COMANDO
Disjuntor termomagnético (Q11 e Q12)
Protege o circuito de comando de sobrecorrentes na instalação principalmen-
te nos casos de curto-circuito em dispositivos do comando. Quando a corrente
ultrapassar o valor nominal do disjuntor, ele se desliga, interrompendo a passa-
gem da corrente e inativando o circuito. Quando você solucionar o problema da
instalação, é só rearmar o disjuntor e o circuito voltará a funcionar.
5
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
202 COMANDOS ELÉTRICOS
Contato de comando do relé térmico (F7):
Abre o contato 95-96 e desliga a alimentação do circuito de comando caso
seja detectada sobrecorrente no circuito de potência. Depois de solucionado o
problema da sobrecarga, você deve rearmar o térmico pressionando o botão azul
na parte frontal do relé para que o circuito possa funcionar novamente.
Botão Desligar (S0):
Serve para desligar o motor. Quando pressionado, o botão abre o contato 11-
12 (NF), interrompendo a tensão. Esse botão é do tipo pulsador e é vermelho.
Botão Ligar (S1):
Serve para ligar o motor. Quando pressionado, o botão fecha o contato 13-14
(NA), permitindo que a bobina K1 seja energizada. Esse botão é do tipo pulsador
e é verde.
Bobina de comando do contator (K1):
Fecha os contatos de potência, quando recebe tensão, para alimentar o motor,
e fecha os contatos auxiliares 13-14 e 23-24 no comando.
Contato 13-14 do contator (K1):
Após soltar o dedo do botão S1, o contator fecha o contato 13-14, que serve
para manter o caminho para a passagem da corrente. Esse contato é chamado de
contato de selo ou de manutenção.
Contato 23-24 do contator (K1):
O contator fecha o contato 23-24 (NA) quando a bobina K1 é energizada. Veja
que no diagrama da figura mostrada anteriormente, esse contato foi usado para
alimentar o sinalizador luminoso (lâmpada) E1.
Sinalizador luminoso (E1):
Acende uma luz verde ao receber tensão, indicando que o motor está em
funcionamento.
Vejamos agora, nos diagramas a seguir, como fazer a partida direta de um mo-
tor trifásico por meio de um comando elétrico. Observe o que ocorre no comando
a partir do momento em que o usuário aperta o botão S1 (verde).
6
7
8
9
10
11
12
203
L1
L2
Botão S1 sendo pressionado
Q12
K1
A1
A2
14
13
S1 K1
14
13
24
23
K1
E1
S0
11
12
95
96
Q11
220 V/60 Hz
L1
L2
Fechamento dos contatos de comando
Q12
K1
A1
A2
14
13S1
K K1
14
13
24
23
1
E1
S0
11
12
95
96
Q11
220 V/60 Hz
Fechamento dos contatos de potência
F10
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
F7
PEW1V1U1
M1 M
3
4
PE
3 220 V/60 Hz
L3
L2
L1
12
5
6
7
9
10
11
8
5
K1
F7 F7
Figura 164 - Diagramas de partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (ligar)
Fonte: SENAI-SP (2013)
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
204 COMANDOS ELÉTRICOS
L1
L2
Contatos de comando de K1
Q12
K1
A1
A2
14
13S1
K1
14
13
24
23K1
E1
S0
11
12
95
96
Q11 220 V/60 Hz
K1
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
F7
PEW1V1U1
M1 M
3
PE
3 220 V/60 Hz
L3
L2
L1
fechados após botão S1 ser solto.
Contatos principais de K1
fechados após botão S1 ser solto.
F10
F7
Figura 165 - Diagramas de partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (ligar)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Você percebeu que depois que o usuário soltou o dedo do botão, devido à bo-
bina de K1 já estar energizada, os contatos 13-14 e 23-24 ficaram fechados? Isso
ocorre mesmo depois que o botão S1 volta à posição inicial, com o contato aberto.
Nos diagramas da figura a seguir, temos a ilustração do que ocorre com o co-
mando quando o usuário aperta o botão S0 (vermelho), que tem a função de des-
ligar o motor.
205
L1
L2
Abertura dos contatos de comando
Q12
K1
A1
A2
14
13
S1 K1
14
13
24
23
K1
E1
S0 11
12
95
96
220 V/60 Hz
F10
K1
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
F7
PEW1V1U1
M1 M
3
PE
L3
L2
L1
L1
L2
Botão S0 sendo pressionado
Q12
K1
A1
A2
14
13
S1 K1
14
13
24
23
K1
E1
S0 11
12
95
96
220 V/60 Hz
Abertura dos contatos de potência
1
2
3
4
F7F7
Figura 166 - Diagramas partida direta de um motor trifásico por comando elétrico (desligar)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Como podemos ver, após pressionarmos o botão S0, a bobina de K1 é desener-
gizada, abrindo o contato de selo, K1 – 13-14, fazendo com que o circuito perca a
condição de manter-se energizado, desligando-se e voltando à condição inicial,
ou seja, pronto para funcionar novamente.
Se o térmico (F10) estiver ajustado para rearmar manualmente e caso ocorra sobre-
carga nas fases que alimentam o motor, os elementos sensores do térmico fazem abrir
o contato 95-96 no circuito do comando, interrompendo e desligando o comando.
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
206 COMANDOS ELÉTRICOS
Nos casos de sobrecorrente ou sobrecarga o elemento térmico aciona um me-
canismo, sinalizando que o térmico está atuando.
Enquanto o térmico estiver desarmado, se o usuário pressionar o botão S1, o
circuito não irá funcionar. Isso ocorre para impedir que o usuário ligue o motor
enquanto existir algum problema no sistema.
Quando um profissional eliminar a causa do problema, ele rearma o térmico
pressionando o botão de rearme ou reset, localizado na face do dispositivo e a
partir disso o circuito poderá voltar a funcionar.
Observe os detalhes em um relé térmico representado na figura a seguir.
Figura 167 - Detalhes de um relé térmico
Fonte: SENAI-SP (2013)
207
Quase que na totalidade das máquinas, o térmico fica no modo de rearme ma-
nual, ou seja, em caso de atuação, o térmico só permitirá o funcionamento do cir-
cuito quando um profissional verificar o que ocorreu e rearmá-lo manualmente.
As máquinas que utilizam o rearme do térmico no modo automático são aque-
las que estão sujeitas a sobrecargas momentâneas e frequentes e que são ineren-
tes do próprio processo de produção. Nesse modo de funcionamento, quando
o térmico atuar por alguma sobrecarga, ele interromperá o funcionamento do
circuito somente enquanto os sensores de corrente estiverem aquecidos. Quando
esfriarem, o térmico voltará a fechar o contato 95-96 e o motor funcionará nova-
mente, sem a intervenção humana.
Um exemplo de equipamento que aplica o térmico no modo de rearme auto-
mático são as esteiras transportadoras de retalhos instaladas embaixo de prensas
de estamparia.
Os motores dessas esteiras sofrem constantemente sobrecargas devido a reta-
lhos que enroscam momentaneamente nas cavidades no trajeto até a caçamba.
CASOS E RELATOS
Neste caso, trataremos de uma empresa de produção de papelão reciclado,
localizada no Nordeste do Brasil. Essa empresa usava, na produção, água
captada de um pequeno riacho por meio de um sistema de bombeamento
para uma caixa-d’água suspensa.
Todas as noites, Carlos, o vigilante da empresa, ia até a base da torre da
caixa-d’água, no fundo do pátio da fábrica, para ligar a bomba de abaste-
cimento. Pela manhã, um funcionário desligava a bomba, pois era o tempo
certo para repor a água usada na produção durante todo o dia.
Uma noite, Carlos acionou a chave e a bomba começou a funcionar. Depois
de pouco tempo, devido a um problema na rede da bomba, o térmico de-
sarmou e a bomba desligou. No dia seguinte, a produção da fábrica come-
çou, mas logo faltou água.
Um funcionário mais antigo foi verificar o que estava acontecendo e cons-
tatou que a caixa-d’água estava vazia. A produção ficou parada por três ho-
ras até a caixa encher o suficiente para começar a produzir novamente.
Foi nessa ocasião que chamaram Fernando, eletricista. Ele percebeu que o pro-
cesso de enchimento da caixa-d’água era completamente manual. Assim, pro-
pôs a instalação de um sistema de enchimento automático, com um sensor de
nível do tipo chave-boia e sinalização sonora em caso de falha.
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
208 COMANDOS ELÉTRICOS
A solução foi implementar um circuito conforme esboça a fi gura a seguir.
Q11
Q12
K1
A1
A2
12
11
S0
K1
24
23
P10
95
96
220 V/60 Hz
K1
1 3 5
2 4 6
1 3 5
2 4 6
F7
PEW1V1U1
M1
M
3
PE
L3
L2
L1
97
98
E10
3 220 V/60 Hz
S10
14
13
F7
F10
Figura 168 - Circuito elétrico para controle de nível de água com chave-boia e sinalizador sonoro
Fonte: SENAI-SP (2013)
O diagrama principal é idêntico ao da fi gura 161 que vimos no início deste
capítulo, entretanto, o comando traz uma pequena alteração: no lugar do
botão Liga (S1), foi utilizado um sensor de nível do tipo chave-boia (S10)
para acionar a bobina do contator (K1). O sensor energiza a bobina de K1
quando a água está em nível baixo e desenergiza a bobina quando a água
chega ao nível máximo. Vejamos na fi gura a seguir o funcionamento do
contato em função do nível da água.
Figura 169 - Funcionamento do contato da chave-boia em decorrência do nível da água.
Fonte: SENAI-SP (2013)
209
O dispositivo empregado para desligar todo o sistema é S0, uma chave de
duas posições fixas, aberta ou fechada, que impede que a bomba seja liga-
da automaticamente.
Fernando também instalou uma lâmpada que indica quando o motor da
bomba está ligado e uma sirene, para chamar a atenção do vigilante na
portaria, quando houver alguma falha na bomba.
Passemos agora ao estudo da manutenção no sistema de partida direta de
motores com reversão.
8.3 MANUTENÇÃO NO SISTEMA DE PARTIDA DIRETA
Para tratar dos procedimentos de manutenção no sistema de partida direta,
apresentaremos as falhas mais comuns que podem ocorrer nos componentes do
circuito de potência e as que podem ocorrer nos componentes do circuito de co-
mando, assim como os procedimentos de testes utilizados em cada caso.
Iniciaremos apresentando no Quadro 17 um resumo de possíveis falhas que
podem ocorrer nos componentes do circuito de potência de um sistema de par-
tida direta.
Quadro 17 – Principais falhas nos componentes da potência e efeitos no circuito
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Fusível de
proteção do
circuito de
potência (F10)
Fusível queimado
(interrompido).
Com um fusível queimado, faltará uma fase, o
circuito funcionará de modo deficiente e o mo-
tor não desenvolverá o torque, pois vai “roncar”
e o térmico atuará, desligando o motor em caso
de persistência. Se houver dois ou três fusíveis
queimados, o motor não funcionará nem apre-
sentará sinal algum.
A espoleta saliente, nos casos dos fusíveis NH,
ou a falta da espoleta, para os fusíveis D, tam-
bém identifica que o fusível está queimado.
1
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
210 COMANDOS ELÉTRICOS
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Contatos de
potência do
contator princi-
pal (K1)
Contatos de potên-
cia interrompidos.
Com um contato interrompido, faltará uma fase,
o circuito funcionará de modo deficiente e o
motor não desenvolverá o torque, pois vai “ron-
car” e o térmico atuará, desligando o motor em
caso de persistência. Com doisou três contatos
interrompidos, faltarão duas ou três fases e o
motor não funcionará.
Contatos de potên-
cia colados (devido a
sobreaquecimento,
os contatos se
fundem e ficam
permanentemente
fechados).
Motor não desliga nem quando a bobina do
contator é desenergizada. Se a chave geral não
for desligada, o motor não irá parar de funcio-
nar.
Relé térmico
(F7, terminais
sensores de cor-
rente)
Sensores de corrente
“cansados”.
Relé térmico não desliga mesmo quando a cor-
rente ultrapassa o valor de corrente ajustado.
Sensores de corrente
“viciados”.
Relé térmico atua, indicando sobrecorrente,
mesmo quando a corrente é inferior ao valor de
corrente ajustado.
Motor elétrico
trifásico (M1)
Curto-circuito entre
bobinas do motor
Ao ligar, os fusíveis se queimam imediatamente.
Curto-circuito entre
bobina e a carcaça
do motor.
Se o motor estiver devidamente aterrado,
queimam-se os fusíveis. Se o motor não estiver
aterrado, a carcaça do motor ficará eletrificada,
oferecendo risco de acidentes e choque elétrico.
Bobinas abertas ou
interrompidas.
Quando o motor é energizado, não desenvolve
torque e “ronca” da mesma forma como quando
há falta de fase; isso ocorre se uma única bobina
estiver aberta. Se forem duas ou três bobinas
abertas, ao energizar, o motor não funcionará e
não apresentará sinal algum.
Bobina com falha de
isolação quanto à
carcaça.
A proteção irá atuar, desde que o motor (car-
caça) esteja devidamente aterrado. Caso haja
aterramento deficiente ou inexistente, a carcaça
do motor ficará energizada, gerando riscos
como o de choque elétrico e faiscamento.
2
3
4
211
Para identificarmos as falhas no circuito de potência apontadas no quadro 17,
precisaremos aplicar procedimentos de teste. No quadro 18, temos alguns proce-
dimentos para diagnosticar essas falhas. Acompanhe.
Quadro 18– Alguns procedimentos de teste para diagnóstico
de falha na potência
COMPONENTE FALHA OCORRIDA PROCEDIMENTO DE TESTE
Fusível de
proteção do
circuito de
potência (F10)
Fusível quei-
mado (F10).
Medir tensão na entrada do fusível em relação
ao terra. Você deve encontrar o valor nominal de
tensão da rede.
Se você medir tensão na saída do fusível em
relação ao terra, não vai encontrar nenhum valor
de tensão.
Contatos de
potência do
contator princi-
pal (K1)
Contatos in-
terrompidos.
Medir tensão na saída dos terminais do contator.
Se o voltímetro não indicar tensão mesmo com o
contator acionado, é muito provável que o contato
esteja interrompido.
Contatos
colados.
Medir tensão nas saídas dos terminais do contator.
Se os contatos estiverem colados, você vai perceber
a presença de tensão mesmo quando a bobina
do contator estiver desenergizada. Normalmente,
nesses casos, ao ligar a alimentação geral da potên-
cia, o motor é diretamente energizado também.
Relé térmico
(F7, terminais
sensores de
corrente)
Sensor de
corrente
Interrompido.
Acionar contator e medir tensão nas saídas 2, 4 e
6 do relé térmico. Descobrir qual saída não tem
tensão.
1
2
3
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
212 COMANDOS ELÉTRICOS
COMPONENTE FALHA OCORRIDA PROCEDIMENTO DE TESTE
Motor elétrico
trifásico (M1)
Curto-circuito
entre bobinas
do motor.
Desligar chave geral, certificar-se de que não há
tensão, selecionar escala de ohm e medir resistên-
cia entre bobinas. Se o valor em ohm for 0 (zero)
ou bem próximo desse, é provável que as bobinas
tenham sofrido sobreaquecimento, fato que com-
promete o motor.
Curto-circuito
entre bobina
e carcaça do
motor.
Desligar alimentação geral, desconectar fios de ali-
mentação do motor e, com o multímetro na maior
escala, medir resistência de isolação entre bobina e
carcaça do motor. Se o resultado for um baixo valor
de resistência, da ordem de alguns quilo-ohms, o
motor pode estar danificado. Se for próximo de 0
(zero), o motor certamente está danificado.
Outro teste fundamental para identificar se há cur-
to-circuito é o teste de isolação com o megômetro.
Conectar um terminal do aparelho na carcaça do
motor e outro em um terminal de bobina e fazer a
medição. A menor resistência de isolação aceitável
na prática para motores de baixa potência e tensão
é em torno de 2 MΩ.
Esses testes são válidos se as bobinas do motor es-
tiverem livres de umidade e impurezas condutivas.
Curto-circuito
entre bobina
e carcaça do
motor.
Bobinas
abertas ou
interrompidas.
Desconectar terminais da rede e desfazer fecha-
mento do motor, de modo que fiquem livres todas
as pontas. Medir com ohmímetro os inícios e finais
de cada grupo de bobina. Exemplo: I1 e F4, I2 e F5,
I3 e F6, e assim por diante. Se o ohmímetro indicar
resistência alta, infinita ou circuito aberto, a bobina
está com defeito, ou seja, o motor está danificado.
Bobina com
falha de
isolação em
relação à
carcaça.
Desenergizar o motor, desconectar condutores
dos terminais do motor, conectar megômetro e
medir resistência de isolação de cada bobina. Se o
1valor for menor que 1 MΩ, a isolação pode estar
comprometida.
4
4
213
Com base nos testes que acabamos de apresentar, para identificar se as bo-
binas de um motor estão em curto-circuito em função da potência ou tensão de
funcionamento do motor, é importante entender que poderá haver variação nos
resultados. A mesma situação vale para analisar se um térmico está danificado.
Estas são formas práticas e simples para identificarmos algumas falhas. Outras for-
mas de testes poderão ser utilizadas.
No quadro a seguir veremos algumas falhas mais comuns nos componentes
do comando de um sistema de partida direta.
Quadro 19 – F alhas comuns nos componentes do comando e efeitos no circuito
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Disjuntores
termomagnéticos
(Q11 e Q12)
Manípulo acio-
nador travado ou
solto.
Normalmente, acontece o travamento na
posição Desligado, o que deixa o manípulo
solto (livre) e impede que você rearme ou
reestabeleça o funcionamento do circuito.
Pode ocorrer travamento ou emperra-
mento mecânico que impede o desliga-
mento manual pelo manípulo. Nesse caso,
se ocorrer alguma anomalia no circuito,
apesar de o manípulo externamente não
se movimentar, é muito provável que
dispositivo desarme internamente, proteg-
endo o circuito.
Contato NF 95-96
do relé térmico
(F7)
Térmico “cansado”.
O contato NF 95-96 não abrirá mesmo
quando a corrente ultrapassar o valor de
corrente ajustado.
Térmico “viciado”.
O contato NF 95-96 irá atuar (desligar)
mesmo quando a corrente for inferior ao
valor de corrente ajustado.
Botão Desliga
(S0) Desgaste ou sujeira
nos contatos.
Haverá mau contato, que poderá ser inter-
mitente, ora funcione, ora não.
Botão Liga (S1)
5
6
7
8
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
214 COMANDOS ELÉTRICOS
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Bobina do conta-
tor (K1)
Bobina em curto-
circuito.
Ao acionar o botão Liga, a proteção (dis-
juntor) atuará, ou seja, desligará o circuito
de comando.
Bobina aberta.
O usuário pressionará o botão Liga, mas
nada acontecerá.
Trepidação ou vi-
bração no conjunto
magnético.
Haverá faiscamento nos contatos de
potência, provocando sobreaquecimento
e desgaste acelerado dos contatos. Além
do ruído sonoro (zumbido) no ambiente,
pode ocorrer o colamento dos contatos.
Contato 13-14
(contato de selo)
do contator (K1)
Contato 13-14
interrompido.
A bobina receberá tensão, mas o contato
13-14 não se fechará.
Contato 13-14
colado.
O contato ficará fechado mesmo com a
bobina desenergizada.
Contato 23-24 do
contator (K1)
Contato 23-24
interrompido.
A lâmpada E1 não acenderá.
Contato 23-24
colado.
A lâmpada E1 não se apagará.
Sinalizador lumi-
noso (E1)
Lâmpada quei-
mada.
Não há sinal quando o motor está ligado.
Sensor de nível -
chave-boia (S10)
Contato colado.
Abomba (M10) fica sempre ligada e só
desliga se mudar a posição da chave (S20).
Contato interrom-
pido.
A bomba (M10) não liga mesmo se a
posição da chave (S20) for alterada.
Sinalizador so-
noro (P10)
Sinalizador em
curto-circuito.
Quando o relé térmico (Q11) desarmar e
o contato 97-98 se fechar, vão desarmar
os disjuntores (Q11 e Q12), desligando o
circuito de comando.
Sinalizador aberto.
Quando o relé térmico (Q11) desarmar e
o contato 97-98 se fechar, o sinalizador
sonoro (P10) não vai tocar.
Para identificarmos as falhas apresentadas no quadro 19, precisamos aplicar
alguns procedimentos de teste. É o que veremos no quadro a seguir.
9
10
11
12
13
14
VOCÊ
SABIA?
O disjuntor termomagnético possui disparadores in-
ternos que funcionam da seguinte forma: em curto-cir-
cuito, o disparador magnético dotado de um eletroímã
abre o disjuntor e, nas sobrecargas de maior duração, o
disparador térmico é quem o abre.
215
Quadro 20 – Principais procedimentos de teste nos
componentes do circuito de comando
COMPONENTE FALHAS OCORRIDAS PROCEDIMENTOS DE TESTE
Disjuntores
termomagné-
ticos (Q11 e
Q12)
Manípulo acio-
nador travado
ou solto.
Acionar várias vezes o disjuntor para ligar e
desligar o circuito. Se travar e não destravar mais
ou se o manípulo ficar solto e não travar mais, o
disjuntor está danificado.
Exceto em caso de desarme por curto-circuito
ou sobrecarga em que o manípulo fica solto e o
usuário não consegue rearmá-lo em seguida. Só é
possível fazer o rearme após o resfriamento.
Contato NF
95-96 do relé
térmico (F7)
Relé térmico
“cansado”.
Contato NF 95-
96 não abre.
Ajustar corrente do térmico abaixo da corrente
real do motor. Ligar o motor e deixá-lo funcion-
ando. Se o contato 95-96 e o térmico não abrirem
em um intervalo de aproximadamente 15 min.,
o térmico está defeituoso ou, como dizemos: “o
térmico está cansado”.
Relé térmico
“viciado”.
Contato NF 95-
96 não abre.
Ajustar corrente ao valor de corrente nominal
do motor. Ligar motor e medir valor de corrente
de cada fase com alicate-amperímetro. Se as
correntes forem inferiores ou iguais ao valor
ajustado e o térmico desarmar, ou seja, se o
contato 95-96 abrir, o térmico está defeituoso, ou
como dizemos: “o térmico está viciado”.
Botão Desliga
(S0) Desgaste ou
sujeira nos con-
tatos.
Realizar várias sequências de liga e desliga e veri-
ficar se falha o acionamento das cargas energiza-
das pelo botão.Botão Liga
(S1)
Bobina do
contator (K1)
Bobina em
curto-circuito.
Desenergizar e certificar-se de que não há tensão
no circuito. Desconectar fios que ligam A1 e A2
da bobina.
Medir resistência da bobina. Se o valor em ohm
for baixo ou próximo de 0 (zero), a bobina está
em curto-circuito.
Bobina aberta.
Medir resistência da bobina. Se o valor em ohm
for muito alto, infinito ou aberto, a bobina está
aberta.
Trepidação ou
vibração no con-
junto Magnético.
Energizar contator e tocar na parte isolada.
Verificar se há vibração, ouvir se produz ruído ou
zumbido.
5
6
7
8
9
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
216 COMANDOS ELÉTRICOS
COMPONENTE FALHAS OCORRIDAS PROCEDIMENTOS DE TESTE
Contato 13-14
(contato de
selo) do con-
tator (K1)
Contato 13-14
(de selo) inter-
rompido.
Desenergizar circuito, desconectar do contator
cabos do terminal 13 ou 14 e medir resistência
entre eles pressionando botão existente na face
frontal do contator. Verificar o resultado. Se o
multímetro não indicar circuito fechado, o con-
tato está interrompido.
Outro teste que deve ser feito com muito cuidado
é: desconectar condutores do contato 13-14,
energizar bobina do contator e medir resistência
ôhmica ou continuidade diretamente no contato
13-14. Se não houver continuidade ou resistência
ôhmica, o contato está interrompido.
Contato 13-14
(de selo) colado.
Desenergizar circuito e medir resistência entre os
terminais 13-14. Se o valor for 0 (zero) ou próximo
desse, o contato está colado.
Contato 23-24
do contator
(K1)
Contato 23-24
interrompido. Realizar os mesmos procedimentos para o caso
do contato 13-14 do contator (K1).
Contato 23-24
colado.
Sinalizador
luminoso (E1)
Lâmpada quei-
mada.
Aplicar tensão diretamente à lâmpada, se ela não
acender é porque está queimada.
Sensor de
nível - chave-
boia (S10)
Contato colado.
Desenergizar circuito, medir resistência com
multímetro e, com a caixa-d’água vazia, movi-
mentar a boia para cima e para baixo. Se indicar
circuito fechado, ou seja, baixa resistência, inde-
pendentemente da posição da boia, o contato
está colado.
Se indicar circuito aberto, ou seja, resistência
infinita, independentemente da posição da boia,
o contato está interrompido.
Contato inter-
rompido.
Sinalizador
sonoro (P10)
Sinalizador em
curto-circuito.
Desenergizar, desconectar fios e medir resistência
do sinalizador. Se o valor em ohm for baixo ou
próximo de 0 (zero), o sinalizador está em curto-
circuito.
Sinalizador
aberto.
Desenergizar, desconectar fios e medir resistência
do sinalizador. Se o valor em ohm for muito alto,
infinito ou aberto, o sinalizador está aberto.
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14
217
FIQUE
ALERTA
As medições de resistência com ohmímetro, ou multí-
metro na escala de ohm, ou com o megômetro indepen-
dentemente da escala só podem ser feitas com painel
desenergizado.
Até aqui vimos que, na manutenção, os procedimentos de teste são muito im-
portantes para localizarmos um defeito e que, para resolver um problema, antes
precisamos identificar as causas.
RECAPITULANDO
Neste capítulo, aprendemos que o circuito de comando tem um contato
que desempenha a importante função de manter a bobina energizada de-
pois que o botão pulsador for liberado. Esse contato recebe o nome de con-
tato de selo.
Vimos também o teste de isolação de um motor elétrico com um megôme-
tro e estudamos as possíveis falhas e os principais procedimentos de testes
dos dispositivos da partida direta de motores elétricos.
Por fim, entendemos que conhecer o sistema de partida direta é funda-
mental para o profissional de manutenção, pois esse conhecimento é uti-
lizado em praticamente todas as partidas de motores de baixas potências,
em máquinas e equipamentos industriais.
Continue seus estudos sobre comandos elétricos no volume 2.
SAIBA
MAIS
Se você quiser saber mais sobre motores elétricos e suas
características, acesse sites de fabricantes, como: ABB, GE
Industrial, Siemens, Voges e WEG.
8 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS
Sistema de Partida Direta de
Motores Elétricos com Reversão
9
No capítulo 8, conhecemos o sistema de partida direta de motores elétricos assíncronos e
aprendemos como ele funciona. Agora, vamos ver um sistema que faz a reversão desses motores.
Na realidade, o sistema de partida direta com reversão é formado de duas partidas diretas,
sendo cada uma em um sentido de giro: horário e anti-horário.
O conhecimento sobre a reversão dos motores elétricos é fundamental ao profi ssional de
manutenção, uma vez que grande parte das máquinas e dos equipamentos eletroeletrônicos
industriais opera em dois sentidos de direção.
Assim, ao fi nal deste capítulo aprenderemos:
a) fi nalidade e funcionamento da partida direta com reversão;
b) características construtivas do motor elétrico trifásico;
c) formação do campo magnético girante;
d) tipos de intertravamentos usados em comandos de reversão de motores elétricos;
e) manutenção no sistema de partida direta de motores com reversão.
220 COMANDOS ELÉTRICOS
9.1 FINALIDADE DA PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO
No ramo comercial é fácil encontrarmos aplicações para a partida direta com
reversão, como as portas automáticas de lojas, os portões eletrônicos de gara-
gens de prédios, as cancelas nos pedágios etc. Assim como na área comercial, na
indústria muitas máquinas realizam operações que exigem a inversão ou arever-
são do sentido de giro de motores elétricos.
Vejamos um exemplo na figura a seguir.
Figura 170 - Retífica plana a rebolo equipada com mesa magnética
Fonte: SENAI-SP (2013)
Nessa máquina, a reversão, usada no avanço e recuo da mesa, é feita por um
motor trifásico de oito polos.
As operações mais comuns que necessitam da reversão de sentido de giro são:
movimento de mesas móveis; cabeçotes e carrinhos de máquinas de usinagem
que se movimentam nos dois sentidos; painéis de operação que sobem ou des-
cem para se ajustarem à altura do usuário; máquinas rotativas e esteiras trans-
portadoras de produtos que giram nos dois sentidos etc. Enfim, são diversas as
aplicações e as finalidades das máquinas industriais.
No item a seguir, conheceremos as características internas e o princípio do mo-
tor trifásico.
2219 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
9.2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS INTERNAS E PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO DE MOTOR TRIFÁSICO DE GAIOLA DE ESQUILO
Você lembra como fazemos a reversão de um motor elétrico trifásico? É sim-
ples, basta trocar de posição uma fase que alimenta o motor por outra qualquer.
Mas você sabe por que e como ocorre essa inversão no interior do motor? Vamos
conhecer um pouco da estrutura interna do motor de indução para entender isso.
Relembrando: os motores possuem estator e rotor. No estator, encontramos os
enrolamentos ou as bobinas dos motores elétricos. Esses enrolamentos são respon-
sáveis por gerar um campo eletromagnético que vai induzir, no rotor do tipo gaiola
de esquilo, um campo magnético. É por isso que é chamado de motor de indução.
Vejamos na figura a seguir um rotor de um motor trifásico de indução.
Figura 171 - Rotor do tipo gaiola de esquilo de motor de indução
Fonte: SENAI-SP (2013)
Observe que o rotor do tipo gaiola de esquilo é feito de chapas de aço-silício
ou ferrossilício, com ranhuras diagonais, preenchidas por barras diagonais de alu-
mínio, curto-circuitadas nas extremidades por um anel do mesmo material. Essa
“gaiola”, formada pelas barras de alumínio, serve para curto-circuitar as correntes
induzidas no rotor durante o funcionamento do motor de indução.
Já o estator é composto de um núcleo de chapas de aço-silício que tem as bo-
binas dos enrolamentos do motor encaixadas em suas ranhuras.
Vejamos esses detalhes na ilustração a seguir.
222 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 172 - Estator de um motor trifásico de indução
Fonte: SENAI-SP (2013)
As bobinas do estator estão defasadas em 120° geométricos umas das outras.
Na ilustração a seguir, cada fase do motor possui duas bobinas por fase, perfazen-
do um total de seis bobinas no estator.
Veja na figura a seguir um estator com o fechamento triângulo.
A - C1
C1
A - C1
C1
C
C - B1
B1
C - B1 B1 B
B - A1
A1
A
BC
B - A1
A
A1
Figura 173 - Ligação interna de estator de um motor trifásico com fechamento triângulo
Fonte: SENAI-SP (2013)
Quando o motor está em funcionamento, a corrente elétrica, ao circular pelas
bobinas, forma um campo magnético diretamente proporcional. Quando a ten-
são da fase é máxima, a corrente naquele instante é máxima, consequentemente
o campo gerado na bobina também é máximo. As correntes formam polos mag-
néticos Norte (N) e Sul (S), dependendo do sentido da corrente elétrica.
223
O sistema trifásico, por causa da sua sequência de fases, quando ligado às bobinas
do motor, forma um campo magnético que gira no interior do estator, fazendo com
que o rotor seja magnetizado e gire em busca do campo magnético girante gerado.
A figura a seguir apresenta o funcionamento do campo girante originado pelo
estator. Verifique.
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
O
N S
N S
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
O
N S
N S
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
O
NS
NS
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
ON
S
N
S
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
O
N
S
N
S
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
O N
S
N
S
A
A
C
B1 1
1
B
C
O
O
N
S
N
S
C
A
B
1 2 3 4 5 6 7
Figura 174 - Fases do sistema trifásico e relação com o campo girante formado
Fonte: SENAI-SP (2013)
Perceba que o gráfico está numerado com instantes de 1 a 7, que são os tre-
chos escolhidos para ilustrar a formação do campo no interior do estator. As três
fases estão identificadas pelas letras A, B e C, mas na prática são L1, L2 e L3.
Analisando o instante 1, observe que a fase A está em 0 (zero) volts, enquanto
a fase C está quase no máximo positivo e a fase B, quase no máximo negativo. Isso
mostra que nesse instante está circulando pelo motor uma corrente que sai de C
e é absorvida por B. Esse percurso da corrente forma um campo magnético entre
bobinas que resulta em uma orientação cuja posição do rotor está exemplificada
logo abaixo do instante 1 do gráfico.
Em um segundo instante, a fase A está bem positiva, fornecendo corrente que
é absorvida pela fase B negativa na mesma intensidade de A. Enquanto isso, a fase
C está em zero (0) volts. Observe que nesse instante o campo e, consequentemen-
te, o rotor se deslocaram 30° no sentido horário.
Se você continuar acompanhando a sequência de fases e as posições do rotor,
verá que no instante 7 o rotor completou 360° geométricos, ou seja, uma volta
completa no interior do estator.
E como é feita a inversão de rotação do motor? Vimos na figura 174 que as
fases A, B e C, no motor exemplificado, geram o sentido horário de deslocamento
do rotor, coincidindo com a sequência de letras A, B e C, que também estão no
sentido horário.
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
224 COMANDOS ELÉTRICOS
Pois bem, para visualizarmos como ocorre a inversão do sentido de giro nos
diagramas representados na figura 174, troque B por C. Refazendo o referido
gráfico e considerando essa nova configuração do motor, vamos perceber que a
orientação da sequência ficará no sentido anti-horário de giro. Aí está a inversão
do sentido de giro do motor.
Vejamos no item a seguir como funciona a partida direta com reversão.
9.3 FUNCIONAMENTO DA PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO
Como já vimos o funcionamento da partida direta, será mais fácil de entendermos
como funciona um comando para reversão do sentido de giro de um motor elétrico.
Observe na figura a seguir o diagrama de um circuito de uma partida direta de
motor com reversão do sentido de giro.
VOCÊ
SABIA?
O número de polos é sempre par, pois sempre teremos
Norte (N) e Sul (S) magnéticos. Além disso, quanto
maior o número de polos, menor é a velocidade. Ao do-
brar o número de polos, a velocidade do campo girante
cai à metade. Exemplo: motor trifásico em 60 Hz: com
dois polos, temos velocidade de 3.600 rpm; com quatro
polos,1.800 rpm; com oito polos, 900 rpm.
225
Figura 175 - Partida direta com reversão
Fonte: SENAI-SP (2013)
Veja que, nesse circuito para proteção do motor e de sua instalação, foi apli-
cado o disjuntor-motor que atua tanto nos casos de curto-circuito quanto em so-
brecargas. Relembrando, temos que o disjuntor-motor é a junção de dois disposi-
tivos: o disjuntor e o relé térmico. Mas a proteção contra sobrecargas só acontece
se a corrente nominal do motor estiver devidamente ajustada no relé térmico
presente no disjuntor-motor.
Na ocorrência de qualquer dessas sobrecorrentes, o contato 95-96 de Q1, instala-
do no comando, se abrirá, desativando o circuito de comando e impedindo a religa-
ção. Nesse caso, é necessário que um profissional verifique o que ocorreu, solucione
o problema e rearme o disjuntor-motor, localizado dentro do painel de comando.
Agora que já conhecemos os demais componentes do circuito, vamos direto
ao funcionamento.
Na figura a seguir podemos acompanhar a sequência de acionamentos do co-
mando, em um sentido de giro que pode, por exemplo, ocorrer no sentido horário.
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
226 COMANDOS ELÉTRICOS
227
Figura 176 - Diagramas de acionamento de comandos (sentido de giro)
Fonte: SENAI-SP (2013)
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO228 COMANDOS ELÉTRICOS
Nesse circuito encontramos o disjuntor-motor Q1, que faz a proteção contra cur-
to-circuito e sobrecarga do motor, pois internamente incorpora um disjuntor tripo-
lar e um relé térmico. Porém, para que a proteção contra sobrecarga seja efetiva, é
necessário que a corrente nominal do motor seja bem ajustada no relé térmico.
Com relação ao funcionamento, você deve ter visto que no diagrama A da fi-
gura anterior temos a representação do botão S1 sendo pressionado por um usu-
ário para ligar o motor no sentido horário, por exemplo.
Com S1 pressionado, K10 é energizado; fecha o contato de selo K10 13-14 e
33-34, acendendo a lâmpada E1, e também os contatos de potência que acionam
o motor elétrico, como vimos no diagrama D da figura anterior. Assim, para inter-
rompermos o funcionamento do motor, basta pressionarmos o botão S0.
Algumas máquinas, principalmente as que trabalham com baixas rotações,
aceitam a possibilidade de inversão direta da rotação do motor sem a necessida-
de de desligá-lo. Nesse caso, a rotação pode ser invertida diretamente através dos
botões S1 e S2.
FIQUE
ALERTA
Em algumas aplicações, não podemos inverter brus-
camente a rotação do motor, sob o risco de quebra de
componentes mecânicos diretamente acoplados ao eixo
do motor. Nessas situações, devemos desligar o motor
antes de inverter a rotação.
Os circuitos que trabalham com inversão de rotação devem ter proteção con-
tra acionamento simultâneo dos botões S1 e S2, para evitar que os dois contato-
res principais K10 e K20 liguem ao mesmo tempo e fechem curto-circuito. Esse
recurso é chamado de intertravamento. Existem dois tipos de intertravamento
elétrico: por contatos de botão e por contatos do contator.
No circuito apresentado, os botões S1 e S2 possuem dois contatos, um NF e ou-
tro NA. O intertravamento do botão funciona da seguinte forma: quando o usuário
pressiona o botão S1, antes de fechar o contato NA 13-14, abre o contato NF 21-22.
Essa diferença de tempo entre a abertura do contato NF e o fechamento do NA é
de fração de segundos, porém é suficiente para garantir que K10 vai ligar e K20,
não. Esses intertravamentos apareceram nos diagramas A e B da figura anterior.
O intertravamento também protege o circuito se o motor já estiver funcio-
nando em determinado sentido e o usuário pressionar o botão de inversão do
sentido sem antes pressionar o botão Desliga. Por exemplo, se o motor estiver
funcionando no sentido horário, acionado por K10, e o usuário pressionar o bo-
tão S2 para inverter a rotação sem antes apertar o botão S0 (Desliga), não haverá
problemas porque o intertravamento vai garantir que K20 só vai ligar depois que
K10 desligar.
229
O fato de o botão S2 abrir o contato NF antes de fechar o NA assegura que,
quando K20 ligar, K10 já foi desligado anteriormente.
No circuito do diagrama A da figura anterior, os contatos K10 21-22 e K20 21-
22 são intertravamentos por contatos do contator.
Para acionarmos o motor no sentido inverso de giro, basta pressionarmos o
botão S0 e, depois, apertarmos o botão S2. Vejamos essa sequência na figura a
seguir, nos diagramas A, B e C.
Figura 177 - Diagramas de acionamento de comandos (sentido inverso de giro)
Fonte: SENAI-SP (2013)
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
230 COMANDOS ELÉTRICOS
Outro tipo de intertravamento que poderia ser utilizado nesse circuito de re-
versão é o intertravamento mecânico. Observe um contator com intertravamento
mecânico na figura seguinte.
Q1 Q2K1 K2
Figura 178 - Contatores com intertravamento mecânico
Fonte: SENAI-SP (2013)
Esse é um conjunto constituído por dois contatores sobre uma base com um
mecanismo que só libera o acionamento de um contator quando o outro não
estiver acionado e em posição segura.
CASOS E RELATOS
O relato a seguir ocorreu em uma empresa metalúrgica fabricante de im-
plementos agrícolas em uma cidade do interior de São Paulo. Essa empresa
tem um setor de máquinas de usinagem e, entre elas, uma retificadora pla-
na de rebolo. Também possui um setor de manutenção formado por alguns
mecânicos, um eletricista de manutenção e um técnico em eletroeletrônica.
Certa vez, a retificadora apresentou o seguinte defeito: o avanço transversal
da mesa não invertia a rotação quando a mesa atingia o ponto de retorno,
tanto no modo automático quanto no modo manual. Assim, a mesa só pa-
rava quando atingia o fim de curso de segurança, identificado por S100.
Essa máquina tinha uma mesa equipada com placa magnética para prender
as peças a serem retificadas. A mesa, a placa e, consequentemente, a peça se
deslocam no sentido longitudinal (sentido do comprimento da mesa), por
meio de um sistema hidráulico. O deslocamento transversal é feito por um
motor trifásico de baixa velocidade, com reversão, comandado por dois senso-
res indutivos, S10 e S20, como podemos ver nos diagramas da figura a seguir.
231
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9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
232 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 179 - Circuito de comando da retificadora plana de rebolo
Fonte: SENAI-SP (2013)
Inocêncio, o eletricista da empresa, analisou a máquina e detectou que a
saída do sensor não estava funcionando, ou seja, ele percebeu que o conta-
tor K10 não acionava quando o came de final de avanço da mesa chegava
à posição de acionar o sensor S10. O eletricista trocou o sensor e, ao fazer
o teste de funcionamento, quando a máquina chegou à posição de fim de
avanço, ela parou e o fusível F2 abriu. O resultado foi que o sensor S10 quei-
mou novamente, só que dessa vez entrou em curto-circuito, fazendo atuar
a proteção fusível. Preocupado, o eletricista resolveu chamar o técnico em
eletroeletrônica para auxiliá-lo.
Ao chegar, Giordano, o técnico em eletroeletrônica, analisou detalhadamente
o diagrama, desconectou o S10 e resolveu medir a resistência na bobina do
contator K10. Ao fazer isso, verificou que a resistência estava muito próxima
de zero. Assim, ele disse logo: “A bobina está em curto-circuito, vamos trocá-la”.
Foi aí que o eletricista respondeu: “Antes me deixe verificar esse supressor de
ruídos R1 em paralelo com a bobina”. Ao medir separadamente o supressor,
o eletricista detectou que R1 estava em curto-circuito. Por esse motivo, foram
substituídos o fusível F2 novamente, o sensor S10 e ainda o supressor R1.
233
Nesse caso, foi utilizado um bloco diodo para minimizar o efeito da tensão
reversa e os distúrbios gerados pelos indutores no momento da energização
e desenergização. Devido a sua função, também é conhecido por diodo roda-
-livre e é instalado em paralelo às bobinas de relés, contatores e solenoides
de válvulas em circuitos alimentados por tensão contínua. Obrigatoriamente,
o diodo roda-livre deve ser instalado na posição de polarização inversa para
drenar a corrente reversa no instante em que ela surgir, evitando a propaga-
ção de interferências para outros componentes do circuito.
Caso esse dispositivo seja instalado na polaridade errada, ao energizá-lo,
ele conectará o positivo da fonte de alimentação diretamente ao negativo
comum da fonte, provocando, assim, um curto-circuito que vai fazer atuar
a proteção, além de danificar o bloco diodo.
Por fim, os profissionais da manutenção fizeram os testes de funcionamen-
to e a máquinavoltou a operar normalmente.
Passemos agora ao item em que aprenderemos a realizar manutenção no sis-
tema de partida direta de motores com reversão.
9.4 MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO
No capítulo 8, vimos as principais falhas que ocorrem com os dispositivos do co-
mando e da potência de um circuito de partida direta. Como a partida com reversão
possui os mesmos dispositivos da partida direta, não há necessidade de repetirmos
as mesmas falhas neste capítulo. Por isso, vamos ilustrar somente as falhas nos dis-
positivos novos presentes na situação ilustrada na seção “Casos e relatos”.
No quadro a seguir, temos algumas falhas que podemos encontrar quando
estivermos fazendo a manutenção de circuitos de comando e potência em sis-
temas de partida direta de motores elétricos com reversão. Será tomado, como
referência para análise, os componentes do circuito de comando e potência da
figura 179.
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
234 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 21 - Principais falhas nos componentes de comando e
potência em sistemas de partida direta de motores com reversão
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Disjuntor-
motor (Q1)
Manípulo acionador
travado ou solto.
Normalmente, ocorre o travamento na
posição Desligado, ficando o manípulo solto
(livre) e impedindo que você rearme ou
reestabeleça o funcionamento do circuito.
Poderá ocorrer um travamento ou emper-
ramento mecânico que impede o desliga-
mento manual pelo manípulo. Nesse caso,
se ocorrer alguma anomalia no circuito,
apesar de o manípulo externamente não se
movimentar, é muito provável que o disposi-
tivo desarme internamente, protegendo o
circuito.
Disjuntor não desar-
ma por sobrecarga.
Disjuntor “cansado”.
O contato não abre mesmo quando a cor-
rente ultrapassa o valor de corrente ajustado.
Disjuntor desarma
sem estar em sobre-
carga.
Disjuntor “viciado”.
O disjuntor atua (desliga) mesmo quando
a corrente é inferior ao valor de corrente
ajustado.
Não é possível rear-
mar o disjuntor após
curto-circuito.
A alavanca ou o manípulo de ligar-desligar
fica com movimento livre e não trava nem
rearmado, nem desarmado.
2
Fonte de
alimentação
(T1)
Saída da fonte em
curto-circuito.
Quando energizado o circuito, a proteção da
entrada da fonte atua e desarma, desligando
o circuito.
Fonte não fornece
tensão.
Bobinas dos contatores não ligam, lâmpa-
das não acendem, LEDs dos sensores não
acendem.
Fonte não consegue
manter a corrente de
saída sob carga.
Quando as cargas elétricas da fonte, tais
como bobinas dos contatores, lâmpadas e
sensores, vão sendo ligadas, logo em seguida
começam a desligar.
Oscilação na saída de
alimentação.
Queima frequente de dispositivos do circuito,
funcionamento instável. Ainda pode ocorrer
que, em certo momento, alguma carga não
ligue quando deveria ligar e/ou desligue
quando deveria estar ligada.
1
2
235
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Sensor indu-
tivo (S10 e
S20)
Sensor em
curto-circuito.
Ao energizar, atua a proteção, ou seja,
queima o fusível.
Sensor não detecta
aproximação do
material. Sensor não aciona a bobina do contator, do
relé ou de outra carga qualquer conectada
à saída.Sensor detecta
material, mas não
aciona a saída.
Sensor sempre
acionado.
Sensor aciona a carga conectada à saída
mesmo sem material.
Diodo de
proteção -
roda-livre
(R1, R2, R3,
R10 e R20)
Diodo em
curto-circuito.
Ao energizar, atua a proteção, ou seja,
queima o fusível.
Diodo aberto.
Quando a bobina do contator é desenergiza-
da, podem ocorrer interferências no circuito
devido a picos de tensão que a bobina gera.
Para identificarmos as falhas que vimos no quadro anterior, vamos precisar apli-
car procedimentos de testes aos dispositivos. No quadro a seguir, temos alguns
procedimentos de testes indicados para diagnosticar essas falhas. Acompanhe.
3
4
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
236 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 22 - Principais procedimentos de teste para diagnóstico
de falha nos componentes de comando e potência em sistemas
de partida direta de motores com reversão
COMPONENTE FALHA OCORRIDA PROCEDIMENTO DE TESTE
Disjuntor-
motor (Q1)
Manípulo acionador
travado ou solto.
Acionar várias vezes o disjuntor no sentido de li-
gar e desligar o circuito. Se travar e não destravar
mais, ou o manípulo ficar solto e não travar mais,
o disjuntor está danificado.
Exceto em caso de desarme por curto-circuito ou
sobrecarga, o manípulo fica solto e o usuário não
consegue rearmá-lo em seguida. Só é possível o
rearme após o resfriamento.
Disjuntor não desar-
ma por sobrecarga.
Disjuntor “cansado”.
Ajustar corrente com valor abaixo da corrente do
motor, ligar o motor e deixá-lo funcionando. Se o
disjuntor-motor não desarmar em um intervalo
de aproximadamente 15 min., ele está defeituoso.
Disjuntor desarma
sem estar em sobre-
carga.
Disjuntor “viciado”.
Ajustar corrente com valor igual ao valor de
corrente nominal do motor, ligar o motor e medir
o valor de corrente de cada fase com alicate-am-
perímetro. Se os valores forem menores ou iguais
ao valor ajustado e o disjuntor-motor desarmar,
ele está defeituoso.
Não é possível rear-
mar o disjuntor após
curto-circuito.
A alavanca ou o manípulo de ligar-desligar fica
com movimento livre e não trava nem rearmado,
nem desarmado. Se após tempo de resfriamen-
to não for possível rearmar o disjuntor, ele está
danificado.
1
1 TENSÃO DE SAÍDA
Algumas fontes possuem
grandes capacitores que
acumulam energia por um
tempo após desligadas.
Essa tensão residual,
como é chamada, além de
prejudicar o resultado da
medição, pode queimar o
ohmímetro.
237
COMPONENTE FALHA OCORRIDA PROCEDIMENTO DE TESTE
Fonte de
alimentação
(T1)
Saída da fonte em
curto-circuito.
Ao energizar, atua a proteção, ou seja, queima o
fusível.
Outra forma de testar é desconectando a entrada
e a saída da fonte do circuito e medir resistência:
1) entre os terminais de saída;
2) nos terminais de entrada de alimentação.
Se em qualquer dos testes a resistência for muito
baixa, com valores que se aproximam de 0 (zero),
a fonte está danificada.
Para fazer esse teste, mesmo com a fonte
desconectada, antes de medir a resistência você
deve verificar se há tensão na saída da fonte.
Fonte não fornece
tensão na saída ou
não mantém a cor-
rente de saída sob
carga.
Realizar teste na fonte sem carga e, se for apro-
vada, deve ser testada com carga.
Teste sem carga
Desconectar carga da saída da fonte de alimen-
tação, energizá-la e medir tensão na saída e na
entrada da fonte. Se você não encontrar tensão
na saída (VCC), a fonte está danificada.
Caso a fonte apresente a tensão nominal na saída,
verificar se essa tensão se mantém ao longo do
tempo.
Se a fonte for aprovada no teste sem carga, fazer
o teste com carga.
Teste com carga
Desenergizar fonte, conectar uma carga com-
patível com a fonte quanto à corrente e à
tensão. Energizar e medir corrente com alicate-
amperímetro e tensão com multímetro. Verificar
também temperatura da fonte.
Em uma fonte em boas condições, com corrente
de saída de valor abaixo ou igual ao valor de cor-
rente nominal da fonte, a tensão deve se manter
ao longo do tempo sem sobreaquecer. Se a fonte
apresentar comportamento diferente do indicado
no teste, certamente está danificada.
Oscilação na saída
de alimentação.
Conectar multímetro, com escala em volt (VCC),
na saída da fonte, energizá-la e verificar se há
oscilação na tensão de saída 1.
Colocar máquina em funcionamento e acom-
panhar tensão durante vários ciclos de funcio-
namento. Para um teste mais apurado, conectar
um osciloscópio e verificar a forma de onda da
tensão de saída e de entrada da fonte durante o
funcionamento.
2
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
238 COMANDOSELÉTRICOS
COMPONENTE FALHA OCORRIDA PROCEDIMENTO DE TESTE
Sensor indu-
tivo (S10 e
S20)
Sensor em curto-
circuito.
Energizar sensor e verificar se atua a proteção.
Outra forma é desconectá-lo e fazer medição da
resistência com multímetro na escala de ohm. Se
a resistência entre os dois terminais de alimen-
tação ou de um terminal da alimentação em
relação à saída for 0 (zero) ohm ou muito próximo
disso, o sensor está em curto-circuito.
Sensor não detecta
aproximação do ma-
terial ou não aciona
saída.
Medir tensão de alimentação. Se estiver correta
e o sensor não fornecer tensão na saída mesmo
com a aproximação do material adequado, o
sensor está danificado.
Sensor sempre acio-
nado mesmo sem
material.
Verificar se fixação (suporte) está influenciando
a atuação do sensor e ajustar se for o caso. Se o
sensor continuar fornecendo tensão na saída sem
aproximação de material, o sensor está danifica-
do.
Diodo de
proteção -
roda-livre
(R1, R2, R3,
R10 e R20)
Diodo em curto-
circuito.
Energizar sensor e verificar se atua a proteção.
Para certificar-se, desconectar e fazer medições
com multímetro na escala de diodo ou de resis-
tência. Se o valor entre os dois terminais for baixo
na medição nos dois sentidos, o diodo está em
curto-circuito.
Diodo aberto.
Desconectar diodo e medir tensão com multí-
metro. Se o valor for muito alto (infinito), o diodo
está aberto.
Nos circuitos de comando alimentados por tensão contínua, para evitar inter-
ferências e sobretensões produzidas pelas bobinas dos contatores no instante da
desenergização, é importante instalar um diodo roda-livre em cada bobina. Este
tem a função de curto-circuitar a tensão reversa, que é a tensão que surge no
sentido contrário à polaridade normal, e eliminar as consequências desse efeito
indesejado. Essa medida evita que os picos de tensão causem interferências no
funcionamento do circuito e afetem a fonte de alimentação, reduzindo a vida útil
dos componentes eletrônicos.
3
4
SAIBA
MAIS
Se você quiser saber mais sobre motores elétricos e suas
características, acesse sites de alguns fabricantes, tais como:
ABB, GE Industrial, Siemens, Voges e WEG.
239
RECAPITULANDO
Neste capítulo, aprendemos como funciona um circuito de potência e de
comando para reversão de motores trifásicos de indução. Vimos também o
cuidado que devemos ter com o circuito de reversão em máquinas nas quais
não podemos inverter o sentido de rotação antes de o eixo do motor parar.
A inovação no circuito de potência foi a aplicação do disjuntor-motor e no
circuito de comando, a alimentação por tensão contínua e a proteção por
diodo roda-livre. Por fim, vimos como se forma o campo magnético girante,
que faz o rotor girar o eixo do motor, e conhecemos o princípio da reversão
de rotação pela inversão de fases do sistema trifásico.
Esses conhecimentos técnicos são importantes, pois grande parte do tra-
balho de manutenção está voltada para sistemas de reversão de motores
elétricos de máquinas e equipamentos eletroeletrônicos industriais.
9 SISTEMA DE PARTIDA DIRETA DE MOTORES ELÉTRICOS COM REVERSÃO
Vimos no capítulo 8 que o uso do sistema de partida direta, dependendo da potência do
motor e da capacidade da instalação, traz algumas consequências às instalações e aos equipa-
mentos que nelas funcionam.
O sistema de partida estrela-triângulo é um sistema indireto ou alternativo de partida de
motores que tem por objetivo reduzir, nas instalações, os efeitos indesejáveis da partida direta.
A partida estrela-triângulo é um sistema simples e de baixo custo. Por isso, é muito utilizada
nos comandos de máquinas.
Daí a importância de conhecermos esse tipo de partida de motores trifásicos, para sermos
capazes de fazer manutenção.
Assim, neste capítulo, além de estudarmos esse importante sistema de partida de motores,
vamos conhecer:
a) a fi nalidade da partida estrela-triângulo;
b) o comportamento das correntes e dos conjugados nesse tipo de partida;
c) as características das tensões e correntes nos sistemas trifásicos;
d) os temporizadores;
e) a manutenção do sistema de partida estrela-triângulo.
Sistema de Partida Estrela-Triângulo
de Motores Elétricos
10
242 COMANDOS ELÉTRICOS
10.1 FINALIDADE DA PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Você deve se lembrar de que, dependendo da potência de um motor, é obri-
gatório o uso de um sistema indireto de partida que reduza o pico de corrente
durante o tempo da partida do motor elétrico. Além desse fator, nos casos em que
a bitola dos condutores da instalação é insuficiente para suportar a corrente de
partida do motor, o sistema estrela-triângulo é uma boa alternativa.
Assim, seja por imposição da concessionária de energia, seja pelas limitações
da própria instalação elétrica, o fato é que a redução do pico de corrente traz van-
tagens aos usuários das instalações elétricas – consumidores ou fornecedores –,
já que a queda de tensão ou a interferência, por exemplo, faz com que os outros
equipamentos instalados na mesma rede funcionem de forma deficiente.
Outra vantagem do sistema de partida estrela-triângulo é que ele permite a uti-
lização de condutores de bitola menores, o que reduz o custo da instalação. Ou,
ainda, no caso de uma instalação já existente, possibilita o uso de motores de maior
potência, sem a necessidade da troca dos condutores por aqueles de maior bitola.
Esse tipo de partida pode ser aplicado em motores de qualquer potência, des-
de que possa receber as tensões indicadas – a menor tensão é do mesmo valor
da tensão da rede e a maior tensão corresponde a 3 (raiz de três) vezes maior
do que a primeira. Como exemplos, temos motor que se liga às tensões 220 V/380
V, motor para tensões 440 V/760 V ou, ainda, motores especiais indicados para
tensões como 380 V/660 V.
Vejamos um caso prático: o sistema de exaustão a seguir foi instalado em uma
área de soldagem de metais para retirar vapores e fumos metálicos do ambiente.
Figura 180 - Sistema de exaustão industrial
Fonte: SENAI-SP (2013)
24310 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
O sistema de partida estrela-triângulo é recomendado para partida de moto-
res em máquinas que partem em vazio ou sem carga, tais como tornos, fresado-
ras, retificadoras, furadeiras e outras máquinas. Esse sistema também pode ser
aplicado a cargas ou máquinas com baixo conjugado resistente, por exemplo,
dobradeiras e exaustores.
A partida estrela-triângulo proporciona uma redução de corrente a um terço
do valor da corrente de partida se comparada ao sistema de partida direta em
triângulo, ou seja, há uma redução muito significativa.
Vejamos, no gráfico da figura a seguir, uma comparação entre as correntes de
partida no sistema estrela-triângulo e no sistema de partida direta.
Corrente (lp)
de partida
do motor (A) Comutação
de Estrela
para Triângulo
Partida
direta
Ip
direta
Ip
Y/
0
In
Partida
Estrela - Triangulo
Pleno funcionamento
> 90% rpm
nominal
% Velocidade
(rpm)
Figura 181 - Correntes na partida direta e na partida estrela-triângulo
Fonte: SENAI-SP (2013)
Observe que o valor da corrente na partida direta, indicado no gráfico pelo
traço vermelho, é bem maior que o valor da corrente na partida estrela-triângulo,
representado pelo traço verde.
O gráfico a seguir apresenta as curvas de conjugado do motor na partida dire-
ta e na partida estrela-triângulo e as respectivas correntes em função da velocida-
de do motor durante a partida, desde o eixo do motor parado a 0 (zero) rpm até a
plena rotação, próximo a 100%.
244 COMANDOS ELÉTRICOS
600
400
Velocidade (%)
0
100
Corrente Torque
20 40 60 80 100
Corrente do motor na partida direta
Conjugado (torque) do motor na partida direta
Conjugado resistente (da carga)(c)
(b)
(a)
c
b
a
Corrente do motor na partida estrela (Y)
Conjugado do motor na partida estrela (Y)(e)
(d)
(%) (%)
200
d
e
Figura 182 - Comparativo entre corrente e conjugado na partida direta e na partida estrela-triânguloFonte: SENAI-SP (2013)
Observe no gráfico da figura 182 que a curva “e” apresenta o conjugado do
motor, ou conjugado potente, em torno de 130%, projetada no eixo Torque; a
curva “b”, em torno de 400%, está projetada no mesmo eixo. Se compararmos a
curva “e” com a curva “b”, temos que a primeira é três vezes menor que a segunda.
Interpretando esses resultados, temos: o conjugado do motor na partida es-
trela (Y) é três vezes menor que o da partida triângulo (∆). Em outras palavras,
de acordo com o gráfico, podemos afirmar que o motor na partida estrela desen-
volve um torque que é aproximadamente um terço menor do que o torque na
partida direta em triângulo (∆).
As curvas “d” e “a” apresentam respectivamente as correntes do motor na
partida estrela (Y) e na partida triângulo (∆), que seguem a mesma proporção e
análise feita para o conjugado. Essas curvas reafirmam que a corrente na partida
estrela (Y) é um terço do valor da corrente se comparado com a da partida direta
em triângulo (∆).
Essas reduções de conjugado e de corrente na partida estrela (Y) em relação à
partida triângulo (∆) serão demonstradas matematicamente a seguir.
A fórmula para calcular essas proporções, observadas no gráfico da figura 181
e da figura 182, leva em conta que a corrente e o conjugado do motor se compor-
tam de forma proporcional ao quadrado do valor da tensão reduzida.
Comparando a tensão em estrela (Y) com a tensão em triângulo (∆), ou delta,
a tensão em triângulo é 3 menor que a tensão em estrela, ou seja, a tensão re-
duzida é da proporção 0,58 (58%) da tensão em estrela. Colocando esse valor na
fórmula a seguir, encontraremos a corrente e o conjugado do motor na partida
estrela-triângulo. Veja.
245
IpY∆ = (Vr)
2 IpY∆ = (0,58)
2 IpY∆ = 0,33
Em que:
IpY∆ = corrente na partida estrela-triângulo;
Vr = porcentagem do valor da tensão reduzida.
Ou seja, a corrente do motor na partida estrela-triângulo é de 0,33 ou 33% da
corrente da partida direta.
O mesmo ocorre com o conjugado do motor ou conjugado potente. Acompanhe.
CpY∆ = (Vr)
2 CpY∆ = (0,58 )
2 CpY∆ = 0,33
Em que:
CpY∆ = conjugado do motor em estrela-triângulo.
Portanto, o conjugado de partida desse motor na ligação estrela-triângulo é
de 33% do conjugado nominal em partida direta.
Para compreendermos melhor as vantagens do sistema de partida estrela-triângu-
lo em relação à partida direta, vamos compará-lo com dados práticos reais retomando
o sistema de exaustão apresentado no início deste capítulo. As informações necessá-
rias sobre o sistema para realização dessa comparação estão na tabela a seguir.
Tabela 8 - Dados de uma aplicação prática para análise
REDE ELÉTRICA VALOR
Número de fases da rede 3
Tensão da rede 220 V
PLACA DO MOTOR VALOR
Tensões do motor 220 V/380 V
Corrente nominal do motor (In) em triângulo 18,8 A
Corrente nominal do motor (In) em estrela 10,9 A
Parâmetro Ip/In 8,3
Potência
5,5 kW
(7,5 cv)
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
246 COMANDOS ELÉTRICOS
Usando os dados da tabela 8, vamos calcular os valores de corrente e torque
considerando o sistema de partida direta e o de estrela-triângulo.
Tabela 9 - Comparativo entre sistema de partida direta
e sistema de partida estrela-triângulo
PARTIDA DIRETA PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Corrente de partida do motor (Ipd)
Ipd = In x (Ip/In)
Ipd = 18,8 x 8,3
Ipd = 156 A
O torque de partida é o nominal do motor
(100%).
Corrente de partida do motor (IpY∆)
IpY = 0,33 ou 33% de IpY∆
IpY = 0,33 x IpY∆
IpY = 0,33 x 156
IpY = 51,5 A
O torque de partida é 33% do nominal.
Observando a tabela 9, percebemos que, se utilizássemos o sistema de partida
direta, a corrente de partida seria de 156 A em cada fase, ao passo que na parti-
da estrela-triângulo a corrente de partida é de 51,5 A em cada fase. Essa é uma
redução muito significativa, o que demonstra as vantagens práticas da partida
estrela-triângulo.
É importante saber que na partida estrela-triângulo também temos alguns in-
convenientes pelo fato de o conjugado ou torque do motor também ser reduzido na
mesma proporção que a corrente de partida, ou seja, a 1/3 do nominal. Ocorre que
cargas com alto conjugado resistente1 não podem ter esse tipo de partida. Alguns
exemplos de máquinas desse tipo são: compressores a pistão, elevadores de carga,
guindastes, bombas, carregadores e laminadores.
Antes de apresentar o circuito de partida estrela-triângulo, vamos ver os con-
ceitos de tensão de fase (VF) e tensão de linha (VL) para entendermos melhor a
relação de 3 presente no sistema trifásico. Para isso, observe os diagramas nas
figuras a seguir.
1 ALTO CONJUGADO
RESISTENTE
Carga mecânica
acoplada ao motor
elétrico que oferece
bastante dificuldade
de ser movimentada
durante a partida e faz o
motor demorar tempo
considerável para acelerar
até a plena rotação.
247
VL1 VL2 VF2 VF1
VL3 VF3
L1
L2
L3
3 VAC - 220 V - 60 Hz
61
4
2
3
5
Figura 183 - Tensões de linha e de fase em um circuito com fechamento triângulo (∆)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Observe que na figura anterior as tensões de linha VL1, VL2 e VL3 são de 220 V,
que são as tensões medidas de uma fase para outra. Se imaginarmos que essas
tensões estão sendo medidas no circuito do exaustor, apresentado no início des-
te capítulo, tanto a tensão medida em cada bobina, que é a tensão de fase (VF),
quanto as tensões de linha são de 220 V. Isso se deve ao fato de cada bobina se
encontrar em paralelo. Essa é uma das características dos circuitos ou das cargas
com fechamento em triângulo (∆) – as tensões de linha e de fase são iguais, ou
seja, de mesmo valor, tanto para motores quanto para transformadores ou outra
carga trifásica.
Esses valores de tensão mudam quando a ligação é alterada para estrela (Y).
Observe como isso acontece na figura a seguir.
VL1
VL3
VF1
VF3
VL2
L1
L2
L3
3 VAC - 220 V - 60 Hz
6
3
VF24 5
21
Figura 184 - Tensões de linha e de fase em um motor com fechamento em estrela (Y)
Fonte: SENAI-SP (2013)
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
248 COMANDOS ELÉTRICOS
Veja que os voltímetros da figura anterior indicam as tensões trifásicas em um
motor elétrico fechado em estrela (Y). As tensões de linha VL1, VL2 e VL3 são de 220
V, e as tensões de fase (VF), que são medidas em cada bobina, são de 127 V. Se
considerarmos o exaustor alimentado por 220 V e fechado na ligação estrela, cada
grupo de bobina interna do motor receberia 127 V. Isso porque a tensão se divide
entre as bobinas de forma que a tensão de fase é igual à tensão de linha dividida
por 3 . Assim, a tensão de fase é aproximadamente 58% da tensão de linha. A
constante 3 é do sistema trifásico.
Mas o que ocorre com as correntes? Será que temos correntes de linha e de fase?
Veja na figura a seguir como as correntes de linha e de fase se comportam no
fechamento em estrela.
Figura 185 - Correntes de linha e de fase em um motor com fechamento em estrela (Y)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Observe que as correntes de linha (IL) e as correntes de fase (IF) são iguais, ou
seja, a corrente que circula por cada linha (IL) de entrada de alimentação é igual à
corrente que circula em cada bobina do motor (IF), porque o fechamento é estrela.
Agora vamos pensar naquele motor do exaustor fechado em triângulo e liga-
do na rede com tensão de 220 V. Imagine que esse motor estivesse em sua carga
máxima. Nesse caso, qual seria a corrente de linha (IL)? Seria a nominal, de 18,8
A. E qual seria a corrente de fase? Ou seja, qual corrente estaria circulando inter-
namente em cada grupo de bobina? Para encontrar essa resposta, é só fazermos
um cálculo simples: 18,8 A divididos por 3 . O resultado é uma corrente de fase
(IF) de 10,8 A.
Veja o comportamento dessas correntes nos diagramas a seguir.
249
Figura 186 - Correntes de linha e de fase em um motor com fechamento em triângulo (∆)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Você percebeu que, nesse tipo de fechamento, a correntede linha (IL) se divide
nas bobinas para formar a corrente de fase (IF)? Ou seja, a corrente de fase (IF) é
aquela que circula em cada bobina do motor. Na configuração em triângulo (∆), a
corrente de fase é 3 vezes menor que a corrente de linha.
Como já conhecemos um pouco a respeito do comportamento das tensões e
correntes nos circuitos com fechamentos em estrela e triângulo, vamos prosse-
guir com nossos estudos e ver o funcionamento da partida estrela-triângulo de
motores elétricos trifásicos.
10.2 FUNCIONAMENTO DA PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
Para entendermos como esse tipo de partida funciona, vamos relembrar o que
estudamos sobre instalação de motores elétricos relacionada à ligação de motor
em estrela e em triângulo. Para isso, observe a figura a seguir.
Estrela (Y)
380 V 220 V
Triângulo ( )
1
4
L1
2
5
L2
3
6
L3
1
4
L1
2
5
L2
3
6
L3
Figura 187 - Fechamentos em estrela (Y) e em triângulo ou delta (∆)
Fonte: SENAI-SP (2013)
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
250 COMANDOS ELÉTRICOS
Para entender o funcionamento da partida estrela-triângulo automática, preci-
samos conhecer um pouco mais os temporizadores.
Temos a seguir uma figura que representa o funcionamento de um tempori-
zador. Observe a posição dos contatos 15-16-18 em função da alimentação e da
temporização.
15
1816
15
1816
15
1816
15
1816
Ativo 15-16
Temporização
Ativo 15-18
Alimentação A1 e A2
Contato 15-16-18
Figura 188 - Funcionamento de um temporizador
Fonte: SENAI-SP (2013)
Em estado de repouso, ou seja, desenergizados A1 e A2, o contato fica fechado
do terminal 15 com o 16 e aberto do 15 para o 18. Quando o temporizador recebe
tensão, esses contatos permanecem na mesma posição até que atinjam o tempo
ajustado. Nesse momento, o contato 15 fecha com o 18, abrindo a ligação com o 16.
Quanto aos contatos de saída, temos temporizadores que contam tempo e
atuam os contatos, depois de energizados. São chamados de temporizadores
com retardo na energização ou temporizadores on-delay.
Temos ainda outro tipo de temporizador: com retardo na desenergização, que
são aqueles que contam tempo após serem desenergizados. Eles também são
conhecidos por temporizadores off-delay. Além desses, temos os temporizadores
que funcionam por pulso na energização e os temporizadores com ciclos intermi-
tentes, menos comuns nos comandos industriais.
251
FIQUE
ALERTA
Antes de comprar ou trocar um temporizador, certi-
fique-se de que esteja solicitando o tipo correto, de
acordo com o modo de funcionamento dos contatos em
relação à alimentação.
Agora que já conhecemos o fechamento do motor em estrela e em triângulo e
já sabemos como funciona um temporizador, vamos entender o funcionamento
de um circuito de comando do sistema de partida estrela-triângulo.
Nessa partida, o motor trifásico, por meio dos contatores de potência, fica ini-
cialmente fechado em estrela, com os terminais 4-5-6 curto-circuitados, ou seja,
preparado para receber 380 V, tensão 3 maior. No entanto, só aplicamos 220 V
conectando R, S, T ( L1, L2, L3 ) da rede elétrica nos terminais 1, 2 e 3 do motor.
Depois de energizado, o motor começa a girar e, quando atinge no mínimo
90% da rotação nominal, o temporizador faz a comutação dos contatores. As-
sim, o motor passa a ser fechado em triângulo, recebendo 220 V nos seguintes
terminais e com as respectivas fases: 1-6 R, 2-4 S, 3-5 T.
Note que R, S e T já alimentavam respectivamente os terminais 1, 2 e 3 e que,
na ligação em triângulo, só conectou o terminal 6 com o 1, o 4 com 2 e o 5 com o
3. Analisemos agora o diagrama da partida estrela-triângulo do sistema do exaus-
tor nas figuras a seguir.
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
252 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 189 - Diagramas da partida estrela-triângulo
Fonte: SENAI-SP (2013)
253
Verifique o funcionamento detalhado desse circuito nos diagramas a seguir.
Figura 190 - Sequência de funcionamento do comando de partida estrela
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para iniciar o funcionamento, o operador pressiona S1, que ativa K2 e KT e, na
sequência, K1. Com K1 e K2 acionados, o motor do exaustor parte devagar, pois,
como o conjugado de partida é baixo, a cada instante o motor vai acelerando e
aumentando a velocidade de giro da hélice. Nesse estágio, o motor está fechado
em estrela, preparado para receber 380 V da rede, mas só aplicamos 220 V. Observe
na figura a seguir que o comando preparou o motor (estrela) para receber 380 V.
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
254 COMANDOS ELÉTRICOS
K1
1 3 5
2 4 6
W1V1U1
M
3
L3
L2
L1
3 60 Hz 220 V
Contatores K2 e K1 acionando o motor na ligação estrela (Y)
3
2
1
6
4
5
1 3 5
2 4 6
K3
1 3 5
2 4 6
K2
1 3 5
2 4 6
F7
F10
M1
Figura 191 - Diagrama de potência (partida estrela)
Fonte: SENAI-SP (2013)
25510 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
256 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 192 - Sequência de funcionamento do comando (partida triângulo)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Enquanto K1 e K2 estão ligados, o temporizador KT está contando tempo e,
quando o exaustor atinge uma velocidade de no mínimo 90% da nominal, o tem-
porizador desliga K2 e liga K3. Nesse instante, o fechamento do motor passa para
triângulo e continua recebendo a tensão em 220 V. Veja essas mudanças no dia-
grama a seguir.
VOCÊ
SABIA?
Podemos fazer a partida estrela-triângulo com motores
que funcionam em redes com tensão de 380 V, desde
que os motores tenham possibilidade de trabalhar nas
tensões 380 V e 660 V, ou seja, motores especiais.
257
K1
1 3 5
2 4 6
W1V1U1
M
3
L3
L2
L1
3 60 Hz 220 V
Contatores K1 e K3 acionando o motor na ligação triângulo ( )
3
2
1
6
4
5
1 3 5
2 4 6
K3
1 3 5
2 4 6
K2
1 3 5
2 4 6
F7
F10
M1
Figura 193 - Diagrama de potência (partida triângulo)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para desligar esse circuito, basta apertar o botão S0, que desliga as bobinas
dos contatores, e o circuito volta à condição inicial.
Para medir a rotação e o tempo em que o motor atinge uma rotação mínima
de 90% da nominal, você deve utilizar um tacômetro juntamente com um cro-
nômetro. Essas informações são imprescindíveis para ajustar adequadamente o
tempo no temporizador KT.
Além do baixo conjugado de partida, o sistema estrela-triângulo apresenta
ainda outra desvantagem: durante o intervalo da comutação de estrela para tri-
ângulo, o motor fica em aberto, deixando de funcionar em uma fração de milis-
segundos, o que é prejudicial para o funcionamento do sistema que está sendo
movimentado.
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
258 COMANDOS ELÉTRICOS
CASOS E RELATOS
O relato que será descrito ocorreu em uma empresa metalúrgica de médio
porte na região do Sul do Brasil. Essa empresa adotava a prática de reformar
máquinas durante as épocas de baixa na produção e nas férias coletivas
dos funcionários. Em uma dessas ocasiões, Rafael, eletricista que montou
um painel de comando de uma máquina em reforma, resolveu simplificar o
diagrama da partida estrela-triângulo da máquina colocando um esquema
mais simples, conforme ilustrado na figura a seguir.
Figura 194 - Diagramas de partida estrela-triângulo
Fonte: SENAI-SP (2013)
2 ARCO VOLTAICO OU
ARCO ELÉTRICO
Faísca que surge em um
meio isolante, como o ar ou
o vácuo, devido às cargas
elétricas que circulam
quando desligamos algum
circuito com carga.
259
Ao testar a máquina, ela inicialmente funcionou bem. No entanto, após al-
guns dias, ocorreu o primeiro incidente: os contatores K2 e K3 estavam com
os contatos colados e os três fusíveis principais queimados. A ocorrência
foi resolvida com a substituição dos contatos principais dos contatores. A
máquina foi liberada para funcionar e, depois de poucos dias, quando o
operador a ligou, ocorreu o mesmo problema. Foi nessa ocasião que Rafael
resolveu substituir os dois contatores, imaginando que o mecanismo inter-no estava enroscando no momento da comutação de estrela para triângulo
ou que as molas não estavam com a pressão certa, demorando mais a abrir.
Para a surpresa do eletricista, depois de poucos dias, o mesmo problema vol-
tou a ocorrer. Preocupado, chamou Anderson, eletricista industrial e supervi-
sor da manutenção, para ajudá-lo nesse desafio. Foi então que esse técnico
disse que para comando estrela-triângulo existe um temporizador específico.
Os dois profissionais consultaram catálogos de conceituados fabricantes
de temporizadores e constataram que nessa aplicação é necessária a uti-
lização de um temporizador com um tempo de retardo na comutação do
contato responsável pela mudança de estrela para triângulo. Esse retardo é
da ordem de 50 ms (milissegundos). No entanto, é um intervalo de tempo
suficiente para o contator K2 (Y) abrir e extinguir o arco voltaico2 antes do
contator K3 (∆) fechar, evitando curto-circuito.
Por fim, eles verificaram outra alternativa para resolver o problema detecta-
do: trocar os dois contatores comuns por um conjunto com dois contatores
e com intertravamento mecânico entre eles.
Ao ler esse caso, você deve ter observado que apresentamos, no diagrama, um
novo dispositivo, o supressor de ruídos.
O bloco supressor de ruídos ou circuito RC recebe esse nome porque interna-
mente é composto de um resistor (R) e um capacitor (C). É conhecido também
por filtro snubber. A finalidade desse componente é minimizar as interferências
geradas pela tensão reversa causada pelos indutores, tais como bobinas dos con-
tatores, solenoides de válvulas e motores, no instante em que são energizados ou
desenergizados. A figura a seguir ilustra um desses supressores.
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
260 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 195 - Supressor de ruídos
Fonte: SENAI-SP (2013)
Por fim, passemos ao item em que estudaremos a manutenção do sistema de
partida estrela-triângulo.
10.3 MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO
No quadro a seguir, temos algumas falhas que podemos encontrar quando es-
tivermos fazendo a manutenção de circuitos de comando e potência em sistemas
de partida estrela-triângulo de motores elétricos.
Quadro 23 - Principais falhas nos componentes de comando e
potência em sistemas de partida estrela-triângulo de motores
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Alimentação
trifásica (RST)
com condutor de
aterramento
Falta de fase.
Se faltar a fase R ou S comum ao coman-
do, nada funcionará.
Se faltar a fase T, o circuito funcionará de
forma deficiente, o motor não desen-
volverá torque e “roncará”. Com isso, o
térmico atuará e desligará o motor em
caso de persistência.
Condutor terra inter-
rompido.
Em caso de falha na isolação de alguma
fase e havendo contato com a carcaça
metálica do motor, se o usuário tocar a
parte metálica sofrerá choque elétrico.
1
261
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Fusíveis (F1, F2,
F3) de proteção
do circuito de
potência
Fusível queimado
(interrompido).
Com um fusível queimado, faltará uma
fase, o circuito funcionará de modo defi-
ciente, o motor não desenvolverá torque
e “roncará”. O térmico atuará e desligará
o motor em caso de persistência. Se
houver dois ou três fusíveis queimados,
o motor não funcionará nem apresentará
sinal algum.
Supressor de
ruídos do motor
(R40)
Supressor em curto-
circuito.
Ao energizar o motor, o disjuntor de-
sarma e o circuito é desligado.
Supressor aberto.
Podem ocorrer interferências nos demais
circuitos e dispositivos devido aos
distúrbios transitórios em forma de picos
de tensão na rede quando o motor é
energizado ou desenergizado.
Alimentação R, S
(220 V/60 Hz) do
comando.
Falta de fase.
Nada ocorrerá quando se apertar o
botão Liga - S1 (verde).
“Bobina eletrôni-
ca” do temporiza-
dor (KT)
“Bobina eletrônica”
em curto-circuito.
Ao acionar o botão liga, a proteção (dis-
juntor) atua, ou seja, desliga o circuito.
“Bobina eletrônica”
aberta ou inoperante.
O comando não faz a comutação, o mo-
tor permanece em estrela e não passa
para a ligação triângulo após o tempo
ajustado.
Contato 15-16-18
do temporizador
(KT)
Contato não atua.
Contato sempre atu-
ando sem temporizar.
Contator (∆) fica sempre ligado logo
quando é energizado.
Supressor de ruí-
dos do comando
(R10, R20 e R30)
Supressor em curto-
circuito.
Ao energizar, o disjuntor desliga a ali-
mentação geral do comando.
Supressor aberto.
Quando a bobina do contator é ener-
gizada ou desenergizada, podem ocorrer
interferências no circuito devido a picos
de tensão reversa gerados.
Para encontrar as falhas apontadas no quadro 23, deveremos realizar alguns
testes. No quadro a seguir, temos alguns procedimentos para realizar esses testes.
Acompanhe.
2
3
4
5
6
7
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
262 COMANDOS ELÉTRICOS
Quadro 24 - Principais procedimentos de teste para
diagnóstico de falha nos componentes de comando e potência
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA PROCEDIMENTO DE TESTE
Alimentação
trifásica (RST)
com condutor de
aterramento
Falta de fase ou fases
de alimentação.
Medir tensão com um multímetro e
verificar presença de tensão entre fases
e entre fase e terra para identificar qual
fase apresenta problema.
Condutor terra inter-
rompido.
Medir tensão (V) entre qualquer fase e
terra. Você não deve encontrar tensão
(V), mas ela existe entre fases.
Fusíveis (F1, F2,
F3) de proteção
do circuito de
potência
Fusíveis (F1, F2, F3)
queimados.
Medir tensão na entrada do fusível em
relação ao terra. Você deve encontrar o
valor nominal de tensão da rede.
Medindo tensão na saída do fusível em
relação ao terra, você não vai encontrar
nenhum valor de tensão.
Supressor de
ruídos do motor
(R40)
Supressor em curto-
circuito.
Retirar supressor do circuito e testar
resistência com multímetro. Se a re-
sistência for baixa, o supressor está em
curto-circuito.
Alimentação R, S
(220 V/60 Hz) do
comando
Falta de fase.
Verificar presença de tensão entre fases
e terra para identificar qual fase apre-
senta problema.
1
2
3
4
263
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA PROCEDIMENTO DE TESTE
“Bobina
eletrônica” do
temporizador
(KT)
“Bobina eletrônica”
em curto-circuito.
Desconectar condutores de alimentação
e fazer medição da resistência entre os
terminais de alimentação A1 e A2 do
temporizador. Se a resistência entre os
dois terminais for 0 (zero) ohm ou muito
próximo disso, o temporizador está em
curto-circuito.
“Bobina eletrônica”
aberta ou inoperante.
Alimentar terminais A1 e A2 e medir
com o multímetro na escala de ten-
são a saída do temporizador. Se não
apresentar mudança de situação de
tensão, o relé está danificado. Outro
teste é conectar uma lâmpada em série
com o contato 15-18 do temporizador,
alimentar o conjunto e verificar se a lâm-
pada acende (ou apaga) após o tempo
ajustado.
Contato 15-16-18
do temporizador
(KT)
Contato não atua.
Contato sempre atu-
ando sem temporizar.
Alimentar terminais A1 e A2 e conectar
uma lâmpada ou multímetro na escala
de tensão na saída do temporizador.
Se o contato ficar sempre atuando ao
ser alimentado, tente ajustar o tempo
no potenciômetro; pode ser que esse
equipamento esteja defeituoso.
Supressor de ruí-
dos do comando
(R10, R20 e R30)
Supressor em curto-
circuito.
Energizar comando e verificar se
desarma o disjuntor quando o circuito
é ligado. Outra forma é desconectar
supressor do circuito e medir resistência.
Se o valor for muito baixo, o supressor
está em curto-circuito.
Supressor aberto.
Desconectar supressor do circuito, sele-
cionar um multímetro que possua escala
para medir capacitância e conectá-lo ao
dispositivo. Se a medição não indicar
nenhuma capacitância, o supressor está
aberto.
5
6
7
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DEMOTORES ELÉTRICOS
264 COMANDOS ELÉTRICOS
RECAPITULANDO
Neste capítulo, vimos a relação entre as tensões e as correntes no sistema
trifásico. Essa relação foi aplicada a um sistema indireto de partida de moto-
res elétricos de indução para contornar o problema do pico elevado de cor-
rente que o motor exige no instante da partida, causando distúrbios que
atingem a rede elétrica e outros equipamentos nela instalados.
Esse sistema também traz a desvantagem de o conjugado do motor ser de
1/3 em comparação com a partida direta.
Aprendemos também como funciona e como fazer a manutenção do co-
mando e da potência de um sistema estrela-triângulo automático e qual a im-
portância do temporizador adequado para a segurança elétrica do comando.
Até aqui demos mais um passo no percurso do conhecimento que deve-
mos ter para realizar a manutenção em sistemas de partida de motores,
principalmente na partida estrela-triângulo, comumente encontrada em
máquinas com motores de média e elevada potência.
265
Anotações:
10 SISTEMA DE PARTIDA ESTRELA-TRIÂNGULO DE MOTORES ELÉTRICOS
Neste capítulo, vamos aprender outro sistema de partida de motores trifásicos com corrente
de partida reduzida: o sistema com chave compensadora.
Esse sistema é muito importante para a partida de motores, pois foi concebido para atender
aplicações em máquinas e processos com características particulares às quais o sistema estrela-
triângulo não tem condições de atender.
Ao fi nal deste capítulo, ao aprendermos sobre a chave compensadora, teremos completado
o conhecimento sobre a manutenção dos sistemas elétricos indiretos de partida de motores.
Para tanto, neste capítulo apresentaremos:
a) a fi nalidade e o funcionamento de sistemas de partida com chave compensadora;
b) o autotransformador trifásico usado em sistemas de partida de motores elétricos;
c) as características de conjugado e corrente de partida no sistema com autotransformador;
d) os instrumentos de medição associados a transformadores de corrente (TC) e de poten-
cial (TP) usados em painéis;
e) o módulo relé para proteção térmica usado em conjunto com sensor de temperatura PTC;
f ) a manutenção do sistema de partida com autotransformador.
Sistema de Partida de Motores
Elétricos com Chave Compensadora
11
268 COMANDOS ELÉTRICOS
11.1 FINALIDADE DA PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA
A partida com chave compensadora é um sistema indireto para reduzir a
corrente de partida sem perder muito o torque de um motor. Serve para muitas
aplicações em que o sistema estrela-triângulo não pode ser usado devido à ne-
cessidade da máquina ou ao processo de partir o motor sob carga que requer,
portanto, um torque mais elevado, como é o caso dos compressores de ar a pis-
tão. Veja as figuras a seguir.
Figura 196 - Compressor de ar a pistão com motor trifásico (à direita) acionado por chave compensadora (à esquerda)
Fonte: SENAI-SP (2013)
Na realidade, a partida com chave compensadora é feita com o uso de um au-
totransformador, que fornece uma tensão menor para o motor.
E o que é um autotransformador? Será o mesmo que um transformador? Vamos
aproveitar o que já sabemos sobre transformador para entender como funciona o
autotransformador – componente usado em sistemas eletroeletrônicos industriais.
O autotransformador funciona segundo o mesmo princípio do transformador,
a indução eletromagnética. Ele é constituído por um único enrolamento com uma
derivação ou mais, e a parte da bobina é comum tanto ao primário quanto ao se-
cundário. Os autotransformadores usados na partida de motores são do tipo trifá-
sicos redutores com derivações ou tapes de saída de tensão, geralmente de 65% e
80% do valor da tensão nominal. Vejamos um autotransformador na figura a seguir.
26911 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
220 V
L1
L2
220 V - 60 Hz
143 V 176 V
80%
65%
80%
65%
1L1
2T1
80%
65%
3L2
80%
65%
5L3
4T2 6T3
Figura 197 - Autotransformador (redutor) com tapes de tensão de 65% e 80%
Fonte: SENAI-SP (2013)
Se compararmos a partida por autotransformador com a partida estrela-triân-
gulo, veremos que o autotransformador é mais vantajoso.
Mesmo no tape de 65%, a tensão que alimenta o motor é, proporcionalmente,
um pouco maior.
O pico na comutação da tensão reduzida do tape para a plena tensão da rede é
bem menor devido ao fato de a bobina do autotransformador ficar em série com
o motor, funcionando como uma reatância, no instante da comutação.
Outra vantagem em relação à estrela-triângulo é que, com o autotransforma-
dor, o motor não desliga durante a comutação da tensão reduzida para a plena
tensão. Isso garante ao motor um funcionamento ininterrupto durante toda a ma-
nobra, desde a partida até a plena tensão.
A questão fundamental que define a necessidade de uso do autotransforma-
dor é a necessidade de o processo ou a máquina partir com carga e exigir da má-
quina um bom torque ou conjugado do motor na partida.
No gráfico da figura a seguir, apresentamos um exemplo que ilustra a relação
entre corrente de partida direta, autotransformador e conjugado do motor (po-
tente) na partida.
270 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 198 - Comparativo entre correntes e conjugado com autotransformador para 80% da tensão nominal
Fonte: SENAI-SP (2013)
A corrente e o conjugado do motor se comportam de forma proporcional ao
quadrado da tensão reduzida. A tensão reduzida que alimenta o motor no tape de
80% é de 0,8 da tensão nominal, portanto a corrente do motor será:
Ip80% = (Vr)
2 Ip80% = (0,8)
2 Ip80% = 0,64
Em que:
Ip80% = corrente de partida com tensão reduzida a 80%;
Vr = porcentagem do valor da tensão reduzida.
Ou seja, a corrente do motor na partida no tape de 80% é de 64% da corrente
nominal do motor na partida direta. O mesmo ocorre com o conjugado do motor
ou o conjugado potente. Veja.
Cp80% = (Vr)
2 Cp80% = (0,8)
2 Cp80% = 0,64
Em que:
Cp80%= conjugado do motor com tensão reduzida a 80%.
Logo, no tape de 80%, o conjugado de partida desse motor é de 64% do con-
jugado nominal da partida direta.
271
E no tape de 65%? Você sabe qual é a corrente e o conjugado do motor? Colo-
cando os valores na fórmula, temos o seguinte cálculo:
Vr = 0,65 ou 65%
Ip65% = (Vr)
2 Ip65% = (0,65)
2 Ip65% = 0,42
Esse resultado indica que temos 42% da corrente ou 42% do conjugado na
partida direta. Isso demonstra que, mesmo no tape de 65%, o sistema de partida
com chave compensadora permite ao motor desenvolver um torque maior quan-
do comparado com 33% de conjugado oferecido pela partida estrela-triângulo.
Em compressores de pistões como esse do exemplo, usamos o tape de 80%,
pois ele traz uma redução significativa de corrente de partida e um bom torque
de partida.
Devido ao maior torque, algumas máquinas que partem com carga, tais como
compressores a pistão, bombas para sistemas hidráulicos, britadores, batedeiras
da indústria de alimentos, misturadores, moinhos e calandras, utilizam a partida
por autotransformador ou chave compensadora.
No item a seguir, aprenderemos como funciona a partida com chave com-
pensadora.
11.2 FUNCIONAMENTO DA PARTIDA COM CHAVE COMPENSADORA
Vamos retomar o compressor de ar comprimido apresentado no início deste
capítulo. Para o compressor iniciar o funcionamento, o operador aperta o botão
S1, acionando os contatores K3 e K2, que fazem o fechamento do autotransforma-
dor e alimentam o motor com a tensão reduzida.
O motor parte com corrente e torque reduzidos e vai desenvolvendo velocida-
de gradativamente. Depois que o motor atingiu pelo menos 85% da velocidade
nominal, o temporizador KT atua, fazendo a comutação para tensão plena, 100%
da tensão da rede, e o motor mantém-se ligado apenas pelo contator K1.
Essa velocidade mínima de 85% para comutação do motor para plena tensão
independe do tape escolhido. Porém, o tempo para o motor atingir essa velo-
cidade está diretamente relacionado ao tape. No tape de 80%, devido ao maior
torque, o motoratinge mais rapidamente a rotação adequada para comutação.
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
272 COMANDOS ELÉTRICOS
Para conhecer essa rotação e esse tempo, você deve utilizar um tacômetro e
um cronômetro, para identificar em quanto tempo a rotação atinge 85% da rota-
ção nominal e ajustar adequadamente o temporizador. No entanto, pessoas ex-
perientes em manutenção sabem quando o motor atingiu a velocidade adequa-
da para comutação só pelo ruído do motor.
Vamos conhecer um circuito de partida de motor com chave compensadora,
na figura a seguir. Veja.
VOCÊ
SABIA?
Se a comutação do tape ocorrer antes de o motor atin-
gir 85% da velocidade nominal, o pico de corrente será
muito alto, comprometendo o objetivo e invalidando a
intenção de partir o motor com corrente reduzida.
273
Diagrama B
K1
A1
A2
S1 K1
K1
F7
F10
PEW1V1U1
M1
M
3
PE
L3
L2
L1
K1
1 3 5
2 4 6
K2
1 3 5
2 4 6
K2
K2
A1
A2
K2
24
K1
K2
E1
L1
L2
220 V/60 Hz
Diagrama A
Potência da partida com autotransformador
Comando da partida com autotransformador
2 4 6
1 3 5
F7
K3
1 3 5
2 4 6
K3
A1
A2
KT
A1
A2
X1
X2
K3
12
K2
K3
2
1
S0
96
95
Q11
Q12
18
15
16
KT
4
3
T2
11
23
44
43
32
31
14
13
22
21
34
33
24
23
14
13
Figura 199 - Diagramas de circuito com chave compensadora
Fonte: SENAI-SP (2013)
O sistema de partida com chave compensadora tem a desvantagem de ter
uma limitação da frequência de partidas. Se em um curto espaço de tempo forem
dadas algumas partidas, o autotransformador sobreaquece, necessitando de um
tempo para resfriamento antes de uma próxima partida. Outra desvantagem é o
custo elevado em relação ao sistema de partida estrela-triângulo.
Uma vantagem desse sistema é que o motor não precisa ser de múltiplas
tensões nem ter várias pontas de ligação. O motor pode ser de uma única tensão
de funcionamento e ter a partir de três pontas de ligação.
Vejamos o funcionamento detalhado do sistema de partida com autotransfor-
mador na sequência de diagramas a seguir.
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
274 COMANDOS ELÉTRICOS
Diagrama B
K1
A1
A2
S1
K1
K1
F7
K2
K2
A1
A2
K2
K1
K2
E1
L1
L2
220 V/60 Hz
Diagrama A
Botão S1 pressionado
Energização de K3, K2 e KT temporizando
K3
A1
A2
KT
A1
A2
X1
X2
K3
K2
K3
2
1
S0
Q11
Q12
18
15
16
KT
4
3
K1
A1
A2
S1
K1
K1
F7
K2
K2
A1
A2
K2
K1
K2
E1
L1
L2
220 V/60 Hz
K3
A1
A2
KT
A1
A2
X1
X2
K3
K2
K3
2
1
S0
Q11
Q12
18
15
16
KT
4
3
96
95
24
23
14
13
14
13
44
43
12
11
32
31
22
21
34
33
24
23
96
95
24
23
14
13
14
13
44
43
12
11
32
31
22
21
34
33
24
23
275
F10
PEW1V1U1
M1
M
3
PE
L3
L2
L1
K1
1 3 5
2 4 6
K2
1 3 5
2 4 6
Diagrama C
Contatores K3 e K2 acionando o motor com
2 4 6
1 3 5
F7
K3
1 3 5
2 4 6
T2
tensão reduzida do autotransformador
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
276 COMANDOS ELÉTRICOS
Diagrama E
K1
A1
A2
S1 K1
K1
F7
K2
K2
A1
A2
K2
K1
K2
E1
L1
L2
220 V/60 Hz
Diagrama D
KT desliga K1, e liga K2
K2(71-72) abre e desliga K3
K3
A1
A2
KT
A1
A2
X1
X2
K3
K2
K3
2
1
S0
Q11
Q12
18
15
16
KT
4
3
K1
A1
A2
S1 K1
K1
F7
K2
K2
A1
A2
K2
K1
K2
E1
L1
L2
220 V/60 Hz
K3
A1
A2
KT
A1
A2
X1
X2
K3
K2
K3
2
1
S0
-Q11
Q12
18
15
16
KT
4
3
96
95
24
23
14
13
14
13
44
43
12
11
32
31
22
21
34
33
24
23
96
95
24
23
14
13
14
13
44
43
12
11
32
31
22
21
34
33
24
23
277
F10
PEW1V1U1
M1
M
3
PE
L3
L2
L1
K1
1 3 5
2 4 6
K2
1 3 5
2 4 6
Diagrama F
Contator K2 acionando o motor em plena tensão da rede
2 4 6
1 3 5
F7
K3
1 3 5
2 4 6
T2
Figura 200 - Diagramas de sistema de partida com autotransformador
Fonte: SENAI-SP (2013)
Para desligar o circuito de comando e parar o funcionamento do compressor,
basta apertar o botão S0, que desliga as bobinas dos contatores, e o circuito volta
à condição inicial.
Os autotransformadores usados na partida de motores são do tipo trifásicos,
e é necessária a conexão das três fases do motor nas saídas de mesmo valor. Por
exemplo, se for selecionada a saída de 80% da tensão, todas as pontas de conexão
do motor deverão ser conectadas nos tapes de 80% da fase correspondente.
Um componente importante nos comandos eletroeletrônicos para monitorar
a corrente, e que vamos conhecer a seguir, é o transformador de corrente.
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
278 COMANDOS ELÉTRICOS
Os transformadores de corrente (TCs) são utilizados em instrumentos de me-
dição de painéis elétricos industriais para indicar a corrente que passa por deter-
minado condutor de um circuito percorrido por correntes elevadas. Também são
utilizados com a função de proteger circuitos contra sobrecargas, quando ligados
a relés térmicos instalados nos circuitos de comando.
Os (TCs) tem como princípio básico de funcionamento captar por meio de
espiras (secundário) o campo magnético que surge da corrente elétrica em um
condutor (primário). Esse campo magnético induz nas espiras uma força eletro-
motriz, que resulta em uma corrente elétrica, proporcional a relação de transfor-
mação do TC.
O TC foi uma boa solução encontrada para medição em circuitos de potência que
teriam um custo inviável se a medição fosse feita com aparelhos para altas correntes.
Ele é constituído por um núcleo toroidal ou retangular com várias espiras ou
bobina, formando o secundário, e o primário é constituído pelo condutor que
atravessa o interior. Nesse condutor circula a corrente, objeto da medição. Obser-
ve esses detalhes nos TCs da figura a seguir.
Figura 201 - Exemplos de transformadores de corrente
Fonte: www.sassitransformadores.com.br
O alicate-amperímetro, um medidor de corrente elétrica, funciona segundo o
mesmo princípio do transformador de corrente. Os amperímetros conectados a
esses aparelhos são usados em painel de comando, em um local onde o operador
ou o técnico tenham acesso.
Para facilitar nosso entendimento sobre esse assunto, vamos imaginar um mo-
tor que, no momento de sua partida, tenha uma corrente que pode chegar a 50 A.
Como poderemos medir a corrente desse motor e indicá-la em um painel para o
operador da máquina visualizar?
279
A solução fica simples se instalarmos, por exemplo, um transformador de cor-
rente de 50/5. E o que isso quer dizer? Isso significa que, quando estiver passando
uma corrente de 50 A pelo condutor fase da rede, que vai para o motor, no secun-
dário do TC teremos uma corrente de 5 A saindo para o amperímetro instalado no
painel. Esse amperímetro, quando estiver marcando 5 A, estará com um ponteiro
posicionado no final da escala, indicando 50 A.
No mercado existem outras faixas de valores para o transformador de corren-
te, tais como: 250/1, 400/5, 1500/10. Basta você escolher a faixa de corrente que
atende às especificações da aplicação.
A corrente que circula pelo amperímetro é diretamente proporcional à corrente
que circula pelo condutor fase, em que o TC está instalado.
Na figura a seguir, veja como é o símbolo de um transformador de corrente.
NBR5444
Símbolo Norma
NBR IEC 60617-6
Figura 202 - Símbolos do transformador de corrente e normas técnicas relacionadas
Fonte: SENAI-SP (2013)
Os transformadores de corrente são instalados no circuito de modo que o
condutor de potência em que se deseja medir a corrente passe por seu interior.
Encontramos TCs bipartidos, que facilitam a instalação, pois podemos realizar
a montagem sem desconectar o cabo de potência que se pretende medir a cor-
rente. Dessa forma, podemos instalar um TC em uma máquina ou rede de alimen-
tação sem a necessidade de desligar ou interromper o funcionamento.
O secundário dos transformadores de corrente deve ser ligado por meio de
condutores diretamente a um amperímetro. Note que na figura a seguir, está sen-
do utilizado um TC com relaçãode transformação de 1200/5A, com o objetivo
de ligar um amperímetro, com entrada de 5A e indicação de fundo de escala de
1200A.
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
280 COMANDOS ELÉTRICOS
k l
K L
L1
N (L2)
Figura 203 - TC, amperímetro e ligação de TC com amperímetro
Fonte: SENAI-SP (2013)
Na manutenção, nunca deixe o secundário de um TC em aberto enquanto o
circuito principal estiver em funcionamento, pois, devido à indução, na saída do
secundário do TC deve aparecer uma alta-tensão induzida, que pode ser perigosa.
FIQUE
ALERTA
Se precisar retirar o instrumento de medição ligado ao
TC para manutenção, antes de desconectá-lo, interligue
(curto-circuite) os dois fios que vão para o amperímetro.
No caso de substituição do transformador de corrente, e para evitar erros de
exatidão na medição, o TC deve ser adquirido do mesmo fabricante do instru-
mento de medição já instalado no sistema. O modelo de TC deve ser idêntico ou
compatível ao indicado pelo fabricante do par TC-instrumento de medição. No
meio técnico, dizemos que temos que comprar o TC “casado” com o instrumento
de medição.
Seja para medir tensão em circuitos de potência ou para adequar a tensão
de um sistema de proteção, a solução é a mesma, instalar um transformador de
potencial (TP). Os TPs, assim como os transformadores convencionais são consti-
tuídos basicamente por um enrolamento primário e um secundário, onde nesse
secundário, a tensão é induzida e é proporcional ao número de linhas magnéticas
que cortam a sua bobina e ao seu número de espiras. Normalmente a tensão de
saída dos TPs são de 115V.
Esses transformadores possuem quatro terminais, dois do primário e dois do
secundário. Os terminais do primário desses transformadores são conectados em
paralelo com a tensão da rede que se deseja monitorar, e os terminais do secun-
dário são conectados diretamente ao voltímetro instalado no painel do operador.
Observe na figura a seguir um exemplo de TP e de voltímetro e suas ligações.
281
L1
Voltímetro
Transformador
de potencial (TP)
N (L2)
6000/115 V
115/6000 V
6000 V
Figura 204 - Transformador de potencial (TP), voltímetro e ligação de TP com voltímetro
Fonte: SENAI-SP (2013)
Note que na ligação está sendo utilizado como exemplo um TP com relação
de transformação de 6000/115 V, com o objetivo de alimentar um voltímetro com
entrada de 115 V e indicação de fundo de escala de 6000 V.
Outro componente importante de ser utilizado em sistemas de partida com au-
totransformador é o relé de proteção térmica com sensor de temperatura PTC, que
já vimos anteriormente. Ele serve para desligar e impedir que o comando funcione
em casos de sobreaquecimento nos enrolamentos dos autotransformadores e dos
motores. A figura a seguir ilustra um relé de proteção térmica.
Relé de proteção térmica
Diagrama de ligações
Sensor
PTC
A1
A2
S1
S2
15
16
+tº
ºt
Função dos terminais
A1 - A2
S1 - S2
15 - 16 - 18
Alimentação
Entrada do sensor PTC
Saída
Figura 205 - Módulo de relé de proteção térmica e do sensor de temperatura PTC
Fonte: SENAI-SP (2013)
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
282 COMANDOS ELÉTRICOS
O modelo de relé de proteção térmica apresentado nessa figura dispõe de um
LED (vermelho) para sinalizar a posição do contato reversor e de outro LED (verde)
para indicar o estado de funcionamento do sensor PTC. Esse recurso, pelo fato de
ser bem visual, facilita a análise de defeitos e um rápido diagnóstico em caso de
manutenção.
O gráfico da figura a seguir apresenta o funcionamento do módulo de relé de
proteção térmica.
Funcionamento do relé de proteção térmica com PTC
Monitoramento do contato 15-16-18 e entradas S1 e S2 (PTC)
tºC
(referência)
S1-S2
15-18
15-16
t
LED
Contatos
Ligado
Ligado
Contato em repouso 15-16 fechado
Sensor PTC em funcionamento normal
Falha no sensor PTC (aberto ou em curto-circuito)
Contato atuado 15-18 fechado
Ligado
Desligado
Desligado
Ligado
Piscando
Desligado Desligado
Desligado
A1-A2
Piscando
Desligado
Sensor aberto Curto-circuito
no sensor
Piscando
Ligado
15
16 18
15
16 18
15
16 18
15
16 18
15
16 18
Figura 206 - Funcionamento do módulo de relé de proteção térmica
Fonte: SENAI-SP (2013)
Note que, se a temperatura no sensor PTC ultrapassar a temperatura de refe-
rência, ou no caso de um rompimento do fio do sensor, o contato 15 fica fechado
com o 16 e aberto com o 18, desativando, assim, o comando e protegendo os
enrolamentos da máquina elétrica.
A temperatura de referência é o valor máximo admitido para o funcionamento
dos enrolamentos de acordo com um regime seguro de operação.
283
Para a proteção de transformadores, autotransformadores e motores, encon-
tramos sensores e relés de proteção térmica que suportam de 60 °C a 120 °C. Eles
devem ser escolhidos segundo a classe de temperatura dos fios usados nos enro-
lamentos.
CASOS E RELATOS
O caso a seguir se passou em uma empresa de estamparia localizada em
São Bernardo do Campo, estado de São Paulo. Essa empresa possui um
compressor a pistão que fornece ar comprimido para alimentar o setor das
prensas. Esse compressor tem um horário de funcionamento: é ligado antes
de 6 h da manhã e desligado após 22 h, quando a empresa encerra o segun-
do turno. O compressor tem válvulas de alívio que são abertas enquanto a
chave compensadora faz a partida do motor. Depois que o motor passou
para a plena tensão, as válvulas vão sendo fechadas manualmente, para
que o compressor entre no ciclo de operação normal.
Ocorreu que, durante as férias do funcionário responsável por ligar o com-
pressor, o vigilante, Antônio Carlos, ficou incumbido de ligar diariamente
esse equipamento. Já na primeira vez que foi ligá-lo, esqueceu-se de abrir
as válvulas de alívio e, ao iniciar a manobra, percebeu que o motor não
desenvolvia velocidade. Foi, então, que desligou e repetiu a operação al-
gumas vezes, quando começou a sentir um cheiro de queimado. Resolveu
interromper o procedimento e aguardou o pessoal da manutenção chegar
para verificar qual era o problema.
A equipe da manutenção elétrica constatou que o autotransformador havia
sofrido dano nos enrolamentos em decorrência de sobreaquecimento. Isso
se deu por causa das consecutivas e frequentes tentativas de partir o motor.
Constatado o problema, os técnicos de manutenção rebobinaram o auto-
transformador e reformaram o painel de comando, que ganhou dois compo-
nentes para que o sistema tenha uma operação segura: um relé de proteção
térmica com sensor PTC e um transformador de corrente ligado a um ampe-
rímetro para monitorar a corrente de partida e de funcionamento do motor.
Na figura a seguir, veja como ficou o diagrama do painel desse compressor.
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
284 COMANDOS ELÉTRICOS
Figura 207 - Diagrama de potência e comando para partida de motor com autotransformador equipado com relé de proteção
térmica por sensor PTC, TC e amperímetro de painel
Fonte: SENAI-SP (2013)
285
Com essa modificação, se o operador fizer várias partidas consecutivas, an-
tes de o autotransformador aquecer a uma temperatura que exponha os
enrolamentos a algum dano, o relé de proteção térmica, através do sensor
PTC, desliga a tensão do comando. Esse conjunto instalado impede que ou-
tra partida seja iniciada até que os enrolamentos se esfriem a uma tempe-
ratura segura para uma nova partida.
Outra medida de segurança implantada foi fixar, ao lado do painel de co-
mando elétrico, o procedimento escrito para ligar e desligar o compressor
com segurança.
No item a seguir, aprenderemos como realizar a manutenção do sistema de
partida com autotransformador.
11.3 MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE PARTIDA COM AUTOTRANSFORMADOR
O quadro a seguir apresenta algumas falhas que poderemos encontrar em cir-
cuitos de comando e potência em sistemas de partida com chave compensadora.
Essa chave compensadora está equipada comrelé de proteção térmica com sen-
sor PTC e possui transformador de corrente e instrumento de medição.
Quadro 25 - Principais falhas nos componentes de
comando em sistemas de partida estrela-triângulo de motores
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Relé de
proteção
térmica (K4)
“Bobina eletrônica”
em curto-circuito.
Ao energizar o comando, a proteção fusível
atua, desligando o circuito.
“Bobina eletrônica”
aberta ou inoperante.
A “bobina eletrônica” do relé de proteção
térmica é energizada, no entanto o contato
15-18 não se fecha, impedindo qualquer
ação de funcionamento do comando. Contato não atua.
Contato 15-18 colado.
Comando fica sempre ligado mesmo sem en-
ergizar A1 e A2 do relé de proteção térmica
(K4).
1
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
286 COMANDOS ELÉTRICOS
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA EFEITO NO CIRCUITO
Sensor de
temperatura
(PTC)
Sensor em curto-
circuito.
O relé mantém o contato atuado, ou seja,
fechado na posição 15-18. Alguns relés de
proteção térmica oferecem uma sinalização
por LED, que fica piscando quando o sensor
está em curto-circuito.
Sensor aberto.
O relé mantém o contato na posição de
repouso, ou seja, fechado na posição 15-16.
Alguns relés de proteção térmica oferecem
uma sinalização por LED, que fica piscando,
quando o sensor está aberto.
Transfor-
mador de
corrente - TC
(T1)
Transformador em
curto-circuito.
O TC aquece demasiadamente e não fornece
corrente para o amperímetro.
Aberto
Não indica leitura de corrente no ampe-
rímetro.
Amperímetro
analógico
(P1)
Amperímetro aberto.
Amperímetro não indica leitura de corrente.
Amperímetro em
curto-circuito.
Falha mecânica.
O ponteiro fica travado em uma posição e
não deflexiona ou deflexiona somente um
pouco indicando um valor incorreto.
FIQUE
ALERTA
Durante a manutenção, devemos ter cuidado para não
trocar as fases no autotransformador. Caso isso acon-
teça, no instante da comutação ocorrerá curto-circuito
entre fases da rede e do autotransformador.
Para encontrar as falhas apresentadas no quadro 25, devemos realizar alguns
testes nos componentes. No quadro a seguir, encontramos alguns procedimentos
de testes para diagnosticar essas falhas.
2
3
4
287
Quadro 26 - Principais procedimentos de teste para
diagnóstico de falha nos componentes de potência
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA PROCEDIMENTO DE TESTE
Relé de
proteção
térmica (K4)
“Bobina eletrôni-
ca” em curto-cir-
cuito.
Desconectar relé do circuito e fazer medição da
resistência com multímetro na escala de ohm. Se a
resistência entre os dois terminais de alimentação
A1 e A2 for 0 (zero) ohm, ou muito próximo disso,
o relé de proteção está em curto-circuito.
“Bobina eletrôni-
ca” aberta ou
inoperante.
Conectar sensores PTC no relé e alimentar termi-
nais A1, A2 e 15. Ao medir a saída 18 em relação
ao terminal A2, se o conjunto estiver funcionando,
analisar presença da tensão nominal da rede. No
terminal 16, não deve haver nenhum valor de
tensão.
Caso esse teste apresente resultado diferente,
curto-circuitar entradas de sensor e medir saída 18
em relação ao terminal A2. Se não houver tensão,
o relé está danificado.
Em caso de dúvida, pode ser feito outro teste:
aquecer o sensor PTC com auxílio de um secador
de cabelo ou soprador térmico e verificar se há
comutação do contato.
Contato não
atua.
Contato 15-18
colado.
Conectar sensores PTC no relé de proteção
térmica (módulo), alimentar terminais A1, A2 e
15 e medir saída 18. Ao verificar a presença de
tensão, desconectar um dos fios que vão para o
sensor. Nesse instante, o contato 15-18 deve abrir,
fechando-se o 15-16. Caso isso não ocorra, o relé
está danificado.
Para eliminar qualquer dúvida, desconectar todos
os condutores ligados ao relé de proteção e medir
contatos 15-18 com ohmímetro. Se indicar valor
próximo de 0 (zero) ohm, o contato está colado.
Sensor de
temperatura
(PTC)
Sensor em curto-
circuito.
Medir resistência com multímetro. A menor
resistência de PTCs, de forma geral, deve estar em
torno de 100 ohms. Se o valor medido for muito
baixo, próximo de 0 (zero) ohm, o PTC está em
curto-circuito.
Sensor aberto.
Medir resistência com multímetro. Se o PTC for
do tipo Pt100, você vai encontrar resistência em
torno de 100 ohms. Outros PTCs podem chegar a
apresentar valores de resistência da ordem de 10
quilo-ohms. Se o valor medido for da ordem de
megaohms ou infinito, o sensor está aberto.
1
2
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
288 COMANDOS ELÉTRICOS
COMPONENTE POSSÍVEL FALHA PROCEDIMENTO DE TESTE
Transfor-
mador de
corrente - TC
(T1)
Transformador
em curto-circu-
ito.
Inserir TC em um circuito energizado e com
corrente compatível. Se houver aquecimento
demasiado e corrente muito baixa ou nula na
medição com amperímetro, é muito provável que
o TC esteja em curto-circuito.
Fazer outra medição complementar. Desenergizar
circuito de potência, para garantir que o primário
do TC esteja desenergizado, e medir resistência
no secundário do TC. A resistência do secundário
normalmente é baixa, da ordem de poucos ohms,
mas se o valor for 0 (zero) ohm, o TC está em
curto-circuito.
Transformador
aberto.
Medir saída do secundário com amperímetro, com
circuito de potência energizado e em funcio-
namento. Se estiver aberto, o amperímetro não
vai indicar corrente ou então mostrará um valor
muito baixo.
Fazer outro teste: medir resistência no secundário
do TC, com circuito de potência desenergizado.
O valor encontrado deve ser de alguns poucos
ohms. Caso contrário, o TC está com o secundário
aberto.
Amperíme-
tro analógi-
co (P1)
Amperímetro
aberto.
Normalmente, instrumentos ligados diretamente
em tensão alternada possuem internamente um
circuito retificador que pode apresentar defeito.
Para testar, desconectar instrumento do circuito
e medir resistência. Se o valor for 0 (zero) ohm, o
retificador está em curto-circuito. Se a medição
não indicar nada ou resistência altíssima, inverter
pontas de prova de medição nos terminais do ins-
trumento. Se mesmo assim não indicar resistência,
o retificador está aberto.
Amperímetro em
curto-circuito.
Falha mecânica.
É um defeito percebido quando se varia a corrente
que passa no circuito de potência, verificando se o
amperímetro responde corretamente se o pontei-
ro está travado, solto ou enroscando.
Alguns amperímetros possuem parafuso de cali-
bração para ajustar a posição do ponteiro.
3
4
289
Hoje em dia, e cada dia mais, existem instrumentos digitais do tipo amperíme-
tro, voltímetro, indicador de RPM, entre outros. Nesses casos, além dos terminais
que vêm do TC, do TP ou de outro elemento sensor de corrente ou de tensão,
temos ainda dois outros terminais de alimentação.
RECAPITULANDO
Neste capítulo, conhecemos outro sistema de partida indireta, a partida
com autotransformador ou chave compensadora, que reduz o pico de cor-
rente do motor na partida e tem a vantagem de proporcionar maior torque,
mesmo no tape de 65%. Aprendemos também o funcionamento e a manu-
tenção de alguns dispositivos usados em comandos elétricos industriais,
tais como transformadores de corrente e de potencial, instrumentos de
medição de painel e relé de proteção térmica contra sobretemperatura, em
equipamentos dotados de enrolamentos.
Como já vimos os sistemas de partida estrela-triângulo e com chave com-
pensadora, podemos dizer que conhecemos os principais sistemas elétri-
cos indiretos de partida de motores.
SAIBA
MAIS
Se quiser saber mais sobre autotransformadores, acesse um
site de busca da internet e digite a seguinte expressão: “auto-
transformadores para motores”. Você vai encontrar diversos
fabricantes que disponibilizam catálogos e fichas técnicas
dos produtos.
11 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES ELÉTRICOS COM CHAVE COMPENSADORA
Sistema de Partidade Motores
com Comutação de Velocidades
12
Neste capítulo, vamos aprender sobre um tipo de motor que oferece a possibilidade de
mudança de velocidade: o motor Dahlander.
Conhecer esse motor é muito importante para o eletricista, pois ele está presente em um
número considerável de máquinas na indústria.
Assim, ao concluir este capítulo, você terá conhecido:
a) a fi nalidade da partida para motor Dahlander;
b) as características construtivas e elétricas do motor Dahlander;
c) o funcionamento do comando de partida do motor Dahlander por meio de contator e
chave de comutação polar;
d) a manutenção em sistemas de comando por contator e com motor Dahlander;
e) os instrumentos de medição de velocidade em motores e outros elementos rotativos.
292 COMANDOS ELÉTRICOS
12.1 FINALIDADE DA PARTIDA COM MOTOR DAHLANDER
O motor Dahlander é um tipo de motor de indução trifásico que tem como ob-
jetivo oferecer duas velocidades diferentes. Isso é possível graças as suas bobinas
que são conectadas de maneira não convencional, pois podem funcionar com
polarização ativa ou consequente. Achou estranho esses nomes? Veremos mais
detalhes adiante, no item sobre características construtivas.
Na indústria, muitas máquinas do processo de fabricação trabalham com mais
de uma velocidade, às vezes duas, quatro, oito ou até mais. No motor Dahlander,
de um mesmo enrolamento obtemos duas velocidades distintas, e a maior veloci-
dade é sempre o dobro da menor.
Esse motor é muito utilizado em tornos do tipo convencional que necessitam
de diversas velocidades obtidas por meio de alavancas que alteram engrenagens.
Como o motor Dahlander oferece duas velocidades, essa combinação resulta
no dobro de velocidades que poderiam ser obtidas somente pelas engrenagens.
É o caso do torno convencional ilustrado na figura seguir.
Figura 208 - Torno convencional equipado com motor Dahlander
Fonte: SENAI-SP (2013)
Além dos tornos, outras máquinas de linha de produção seriada utilizam mo-
tor Dahlander, como furadeiras horizontais para alargamento de furos em peças
cilíndricas, conhecidas também por mandrilhadoras de furos.
Vamos conhecer as características internas e o princípio de funcionamento
desse motor.
29312 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES COM COMUTAÇÃO DE VELOCIDADES
12.2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS INTERNAS E PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO DE MOTOR TRIFÁSICO DAHLANDER
O motor Dahlander possui a mesma aparência de um motor trifásico assín-
crono de rotor de gaiola de uma velocidade. A diferença está na parte interna, na
forma de construção e ligação das bobinas, e não pode ser facilmente observada.
Vejamos na figura a seguir um motor Dahlander.
Figura 209 - Motor Dahlander
Fonte: SENAI-SP (2013)
A variação de velocidade é obtida a partir da ligação elétrica que se faz nos termi-
nais externos do motor. Isso é possível porque o motor Dahlander possui as bobinas
internas do estator preparadas para trabalhar com comutação polar, ou seja, uma
mudança da quantidade de polos magnéticos que se faz internamente no motor.
Para entender o que é comutação polar e como isso é feito, vamos entender,
inicialmente, como são formados os polos magnéticos no estator do motor e sua
relação com a velocidade.
Quando a corrente elétrica passa por uma bobina do motor, forma-se um cam-
po eletromagnético com polaridade Norte (N) ou Sul (S) magnético. O que define
qual polo magnético será formado é o sentido de deslocamento da corrente pela
bobina. Ilustramos na figura a seguir a formação desses polos.
S
I(A)I(A)
N
Figura 210 - Formação de polos Norte (N) e Sul (S) magnéticos
Fonte: SENAI-SP (2013)
294 COMANDOS ELÉTRICOS
Observe que, na primeira bobina, temos a formação de polo Norte (N) ativo
gerado diretamente pela ação da corrente elétrica, entrando em determinado
sentido e, na segunda bobina, temos a formação de polo ativo Sul (S) devido à
circulação da corrente no sentido contrário. Nos motores trifásicos em geral, utili-
zam-se polos ativos, ou seja, polos formados diretamente pela passagem da cor-
rente elétrica.
No motor Dahlander, para possibilitar a modificação da quantidade de polos,
além da utilização dos polos ativos na ligação de menor velocidade, também é usa-
do o recurso de polos consequentes. Por exemplo, em decorrência da formação de
dois polos ativos iguais, surgem dois polos consequentes de polaridade oposta.
Vejamos como isso ocorre nos exemplos a seguir.
S N
Duas bobinas e formação de dois polos
ativos: um polo Sul (S) e um polo
Norte (N).
Duas bobinas e formação de quatro polos:
dois polos Norte (N) ativos e dois polos
Sul (S) consequentes.
Quatro bobinas e formação de quatro polos
ativos: dois polos Sul (S) e dois polos
Norte (N).
Quatro bobinas e formação de oito polos:
quatro polos Norte (N) ativos e quatro
polos Sul (S) consequentes.
S SN N
N S SN
S S S SNN NN
Figura 211 - Formação de polos magnéticos ativos e consequentes
Fonte: SENAI-SP (2013)
Você observou que, com duas bobinas, é possível obtermos dois ou quatro
polos. Mas, com quatro bobinas, podemos obter quatro ou oito polos?
O número de polos está diretamente relacionado com a velocidade na forma in-
versamente proporcional: quanto maior o número de polos, menor é a velocidade.
A velocidade do campo girante no interior do estator do motor, também cha-
mado de campo síncrono, depende do número de polos ou pares (N e S) de polos
e da frequência da rede elétrica em hertz (Hz).
A velocidade de rotação de um motor elétrico é dada em rpm, ou seja, rota-
ções por minuto. Para calcular a rotação de acordo com o número de polos, usa-
mos a seguinte fórmula:
295
f . 60
ns
p
=
Em que:
ns = rotação síncrona em rpm;
f = frequência em hertz (Hz);
p = pares de polos.
Agora, veja como calcular a rotação síncrona de um motor com quatro polos
(dois pares de polos) em rede de 60 Hz.
60 . 60 3600
ns
2 2
ns 1800 rpm
= =
=
O quadro a seguir traz alguns exemplos de valores de rotação síncrona em
função do número de polos que o motor possui, quando ligado a uma rede com
frequência de 60 Hz.
Quadro 27 - Relação entre número de polos e velocidade
NÚMERO DE POLOS ROTAÇÃO SÍNCRONA (RPM)
2 3.600
4 1.800
6 1.200
8 900
12 600
VOCÊ
SABIA?
Gustaf Robert Dahlander, cientista e chefe do Instituto
Real de Tecnologia (KTH) de Estocolmo, na Suécia, em
1897 desenvolveu a ligação de motor para duas velo-
cidades por meio da comutação polar. Em sua home-
nagem, o motor recebeu o nome de motor ou ligação
Dahlander.
12 SISTEMA DE PARTIDA DE MOTORES COM COMUTAÇÃO DE VELOCIDADES
296 COMANDOS ELÉTRICOS
Na prática, o rotor dos motores trifásicos não acompanha a velocidade real ou
síncrona do campo girante, gerado pelo estator, o que justifica o fato de serem
chamados de motores trifásicos assíncronos. Assim, vamos encontrar motor de
dois polos com rotação, por exemplo, de 3.550 rpm indicada na placa ou motor
de quatro polos com 1.760 rpm.
Agora que já entendemos um pouco mais sobre a relação entre a quantidade
de polos de um motor e a velocidade, vamos ver como fazer os fechamentos para
esse motor girar na maior e menor velocidade.
Os diagramas da figura a seguir apresentam os enrolamentos, os fechamentos
e a formação dos polos de um motor Dahlander com duas bobinas por fase. Neles
vemos também uma “bolinha”, chamada de marca de polaridade, que indica o
ponto no qual se inicia o enrolamento da bobina.
Formação de quatro polos
(dois ativos e dois consequentes)
Ligação interna no motor
Fechamento para velocidade baixa
Marca de polaridade ou início de enrolamento
N S SN
1V1UI(A)
L1 L2
L2
L1 L3
1V
2U
1U
2V
2W
1W
L1 L2 L3
1U 1V 1W
2U 2V 2W
Figura 212 - Fechamento do motor Dahlander para quatro polos - velocidade baixa
Fonte: SENAI-SP (2013)
Note que, em cada fase, as bobinas de um mesmo grupo estão em série e no mes-
mo sentido, formando dois polos Norte ativos e dois polos Sul consequentes, ou
seja, nesse fechamento temos quatro polos e velocidade baixa no motor Dahlander.
Veja como