SLIDE SOFT-STARTER

Prévia do material em texto

Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Maurício Albuquerque Moura
Mateus Gamileira Nascimento
Prof.: Me. Aglailson Olivindo
Acionamento do MIT via chave 
eletrônica Soft-Starter
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Introdução
- Controle por Amplitude da Tensão
- Controle por Frequência da Tensão
Soft-Starter
- Como surgiu a soft-starter
- Definição
- Aplicações
- Características e Vantagens
- Princípio de Funcionamento
- Curvas de Aceleração, Proteção e 
Desaceleração de um MIT
- Controle de duas fases
- Principais Funções
- Bypass
- Supervisório
- Outros Recursos
- Cuidados
- ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC 
ATS48D17Q - ATS48
- Simulação no Psim
- Referências
Sumário
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Controle por Amplitude da Tensão
Introdução
Fig. 1 – Curva Torque x Velocidade com variação da tensão no estator
• Equação do torque no motor
Fonte: Marcio Kimpara
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Controle por Amplitude da Tensão
Introdução
Implicações do ajuste de velocidade através da magnitude da tensão aplicada ao estator. 
Faixa estreita de variação de velocidade.
A produção do torque varia com 𝑉𝑠2.
Deve ser evitado em situações onde a carga exige torque constante.
Contudo, este é um excelente método para 
redução da corrente de partida (soft-starter).
O escorregamento para o 
torque máximo não é alterado.
Tendo em mente que a tensão terminal não pode exceder o valor nominal (devido à isolação), esta técnica 
só é adequada para reduzir a velocidade para abaixo do valor nominal;
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Controle por Frequência da Tensão
Introdução
Fig. 2 – Curva Torque x Velocidade com variação da frequência da tensão 
• Equação da velocidade síncrona 
em função da frequência
Fonte: Marcio Kimpara
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Controle por Frequência da Tensão
Introdução
Efeitos de uma frequência excessivamente elevada.
Elevação na velocidade síncrona.
Decréscimo no torque máximo.Decréscimo do torque de partida.
Redução da corrente de partida.
Problemas de saturação magnética.
A redução da frequência leva à baixa reatância resultando na elevação da corrente elétrica.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Efeitos de uma frequência excessivamente baixa.
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Partida Direta;
Como surgiu a soft-starter?
Soft-Starter
Fig. 3 – Comparativo entre métodos de partida
• Partida Estrela-triângulo. 
Fonte: Adaptado de ROSA, 2003 
Neste tipo de partida, a corrente de pico
(Ip) pode variar de 6 a 12 vezes a
corrente nominal do motor.
Proporciona uma maior impedância e
menor tensão nas bobinas diminuindo
assim a corrente de partida o que
ocasionará uma perda considerável do
conjugado (torque) de partida.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Chave de partida eletrônica aplicada ao controle da partida de 
Motores de Indução Trifásico (MIT);
• Assegura a aceleração e desaceleração progressiva permitindo 
uma adaptação de velocidade às 
condições de operação.
Definição
Soft-Starter
Fig. 4 – Soft-Starter WEG
Fonte: WEG 
Utiliza tiristores (ponte de
SCRs) que ajustam a tensão
enviada ao estator.
Fig. 3 – Soft-Starter Schneider
Fonte: Eletrônica Didática 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Aplicações
Soft-Starter
Fonte: Apresentação Emerson Serafim 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Características e Vantagens
Soft-Starter
Ajuste da tensão de partida por um tempo pré-definido.
Pulso de tensão na partida para cargas com alto 
conjugado de partida.
Proteção contra falta de fase, 
sobrecorrente e subcorrente.
Redução de choques hidráulicos em sistemas de bombeamento.
Redução rápida de tensão a um nível ajustável. 
Proteção térmica do motor e do controlador.
Proteção mecânica da máquina movimentada 
por supressão de golpes e redução da corrente 
de partida.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Controle da potência do motor na partida e na frenagem;
• Alimentação do motor por aumento progressivo na tensão;
• Tiristores em antiparalelo comandado por uma placa 
eletrônica de controle.
Princípio de Funcionamento
Soft-Starter
Fig. 5 – Esquema da Soft-Starter
Fonte: Adaptado de ROSA, 2003 
Placa eletrônica de controle que através do usuário, ajusta a
tensão nos bornes do motor suavemente até atingir o valor
nominal.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Circuito de Potência.
Princípio de Funcionamento
Soft-Starter Fig. 6 – Diagrama da Soft-Starter ATS48
Fonte: Adaptado do Manual SCHNEIDER Altistart 48
Circuitos responsáveis pelo comando, monitoração e
proteção dos componentes do circuito de potencia;
comando, sinalização e interface homem/máquina (IHM);
• Circuito de Controle.
Circuito no qual circula a corrente que é fornecida para o
motor. É constituído basicamente por SCRs, suas
proteções (Circuito RC-Snubber) e por TCs
(transformadores de corrente).
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Curvas de Aceleração, Proteção e Desaceleração de um MIT
Sumário
Fonte: Adaptado de ROSA, 2003 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Alguns fabricantes projetam seus soft-starters para 
controlar apenas duas fases (R e S, por exemplo), 
utilizando a terceira como referência. 
Controle de duas fases
Soft-Starter Fig. 7 – Soft-Starter com duas fases controladas
Fonte: Adaptado de ROSA, 2003 
Essa técnica, que é mostrada na figura 6,
simplifica o circuito de controle e,
consequentemente, “barateia” o produto.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Principais Funções
Soft-Starter
Controle das rampas de aceleração e desaceleração.
Limitação de corrente ajustável.
Sensibilidade à sequência de fase.
Detecção de desequilíbrio ou falta de fases e de defeitos nos tiristores.
Proteção do acionamento por sobrecarga.
Circuitos de economia de energia.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Bypass
Soft-Starter Fig. 8 – Circuito no CADeSimu
Fonte: Autor 
• Contator em paralelo com a soft-starter. 
• Parada por Soft Stop. 
• Parada por Full Stop. 
O contator de By Pass, apresenta, portanto, durabilidade
muito grande pois não apresenta faiscamento nos contatos
no na abertura e no fechamento.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Comunicação estabelecida entre microcomputador e soft-starter.
Supervisório
Soft-Starter
Fig. 9 – Diagrama do circuito de Comunicação
Fonte: PONTE;QUEIROZ, 2017 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
• Sensibilidade à sequência de fase. 
Outros Recursos 
Soft-Starter
Fig. 10 – Economia de energia usando soft-starter
• Circuitos de economia de energia.
Fonte: Adaptado de ROSA, 2003 
O plug-in é um conjunto de facilidades
que podem ser disponibilizadas no
soft-starter através de um módulo extra,
ou através de parâmetros.
• Plug-in.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Cuidados 
Soft-Starter
Sempre desconecte a alimentação geral
antes de tocar qualquer componente
elétrico associado à soft-starter.
• Devem ser usados em instalação abrigada;
• Protegidos de pó condutor;
• Utilizar ventiladores com filtro de poeira e venezianas no painel;
• Evitar enfileirar os soft-starter;
• Instalar o dispositivo sempre verticalmente;
• Não deve ser utilizado para partida de motores em anel;
• Não é aconselhável utilizar em elevadores e guindastes;
• Devem ser usados fusíveis ultrarrápidos.
SOBRAL– CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
Fig. 11 – Soft-Starter ATS48
Fonte: SCHNEIDER ELETRIC 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Configurações de Fábrica:
a. Corrente de limitação (ILt) : 400% da corrente nominal In do motor;
b. Rampa de aceleração (ACC) : 15 segundos;
c. Binário inicial de arranque (tq0) : 20% do binário nominal;
d. Tipo de paragem (StY) : Paragem em "Roda livre" (-F-);
e. Classe de proteção térmica do motor (tHP) : curva de proteção térmica de classe 10;
f. Visualização : rdY (Softstart pronto) com tensão de potência e de controlo presentes, corrente 
consumida pelo motor em funcionamento.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
Fig. 12 – Disposição dos Bornes de Potência
Fonte: SCHNEIDER ELETRIC 
• Bornes de Potência. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
Fig. 13 – Disposição dos Bornes de Controle
Fonte: SCHNEIDER ELETRIC 
• Bornes de Controle. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Console de Programação (IHM). 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menus e Parâmetros. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Indicações do Estado. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de Regulações Set. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de Proteção Pro. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de Regulações Avançadas drC. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de entradas e saídas IO. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de parâmetros do 2° motor St2. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de Comunicação COP. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Menu de escolha do parâmetro de visualização SUP. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Manutenção. 
O ATS48 não necessita de manutenção preventiva. 
Limpar o pó acumulado no dissipador no caso de ser necessário.
Verificar o estado e o aperto das ligações
Verificar se a temperatura ambiente se mantem dentro dos níveis aceitaveis e que a ventilação
é eficaz (duração de vida média dos ventiladores: 3 a 5 anos segundo as condições de
exploração).
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
ALTISTART 48 SCHNEIDER ELETRIC ATS48D17Q – ATS48
Soft-Starter
• Comunicação. 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Simulação no Psim
Soft-Starter Fig. 14 – Circuito utilizado no Psim
Fonte: Autor 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Simulação no Psim
Soft-Starter
Fig. 15 – Formas de ondas da Simulação
Fonte: Autor 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Simulação no Psim
Soft-Starter
Fig. 16 – Formas de ondas da Simulação
Fonte: Autor 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Simulação no CADeSimu
Soft-Starter
Fig. 17 – Processos da Simulação
Fonte: Autor 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Simulação no CADeSimu
Soft-Starter
Fig. 18 – Processos da Simulação
Fonte: Autor 
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018
Acionamentos de Máquinas Elétricas II - 2018.1
Referências
• PONTE, F. Wescley; QUEIROZ, Enelde. Tutorial Supervisório. 2017.
• DA ROSA, Ales. Simulação de um Soft-Starter para Acionamento de Motores de indução. 2003.
• ELECTRIC, Schneider. ALTISTART 48 Telemecanique – Guia de exploração e programação. 
• FRANCHI, Claiton Moro. Acionamentos elétricos. 4. ed. São Paulo, SP: Érica, 2008.
• KIMPARA, Márcio. Controle de Velocidade Motor de Indução. 2016.
• ATS48D17Q. Product datasheet – Soft-starter for asynchronous motor. 2018.
SOBRAL – CE, SETEMBRO 2018