Relatório 1 - Laboratório Acionamentos

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LABORATÓRIO DE ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
Chaves de Partida Direta e Direta com Reversão no Sentido de Giro do
MIT
Caio César Branco Nunes1, Lucas Simões Borges2
1Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Minas Gerais
Campus Formiga – Engenharia Elétrica – 10° Período
São Luiz Gonzaga, s/n – Bairro São Luiz– Formiga - Minas Gerais – CEP: 35.577-010
Resumo. Este trabalho apresenta o estudo do método de partida direta de
motores de indução trifásico, de forma teórica, prática (video) e simulada,
permitindo compreender o funcionamento do motor de indução com seu
método de partida direto, assim como a forma de realizar a reversão do
sentido de giro do motor.
1. Introdução
A partida de um motor de forma direta se dá pela conexão deste motor
diretamente à rede elétrica sem a utilização de métodos de partida como soft-starter e
inversores de frequência onde antes que a alimentação chegue ao motor existem os
componentes de potência como os tiristores os quais condicionam o sinal da rede elétrica
para um melhor desempenho do motor. A partida estrela triângulo é considerada uma
forma de partida indireta pelo fato do motor ser submetido ao fechamento estrela antes de
comutar para triângulo [1].
Quando se deseja utilizar o desempenho máximo nominal de um motor elétrico
trifásico a partida direta pode ser considerada como recurso ideal, como por exemplo, o
torque de partida. Entretanto, recomenda-se este tipo de partida em motores de porte
menor que possuam no máximo 7,5 / 10cv de potência. As aplicações da partida direta
têm como principal fator serem um sistema de baixa potência. A utilização de redutores
na ponta do eixo de um motor é uma forma de multiplicar o torque de um motor. Neste
caso não é necessário escolher um motor mais potente. Entre as possíveis aplicações de
motores com partida direta podemos citar como exemplo: bombas, ventiladores, esteiras
entre outros [2].
A partida direta implica diretamente no desempenho do motor e principalmente
na infraestrutura da rede de alimentação do mesmo. Dessa forma, este método de partida
apresenta vantagens e desvantagens e a sua utilização se torna interessante se for feita de
maneira adequada. São equipamentos simples de fácil construção e projeto. Além disso,
produzem conjugado de partida elevado, partida rápida e geralmente tem baixo custo.
Entretanto, provocam queda de tensão considerável na rede causando interferência em
outros equipamentos instalados no sistema o que acarreta em uma série de imposições
das concessionárias de forma a limitar as quedas de tensão. Os componentes do sistema
de acionamento devem ser sobredimensionados elevando os custos de sua instalação e é
um método aplicado apenas a motores menores [2].
Como foi visto, a partida direta é um método simples e econômico de partir um
motor elétrico trifásico, desde que sejam respeitados os limites para seu
dimensionamento. Algumas aplicações exigem que o motor gire em algum momento no
sentido horário e em outro no sentido anti-horário. Os motores elétricos trifásicos
possibilitam sem nenhum problema a inversão do sentido de rotação, desde que a
elaboração da partida seja feita de forma adequada e respeitando os cuidados necessários
[3].
Máquinas equipadas com motores elétricos trifásicos que necessitam realizar
movimentos para esquerda e para direita, para frente e para trás, para cima e para baixo,
irão apresentar circuitos de reversão, sejam eles manuais ou automáticos. Em relação a
partida direta com reversão, esse tipo de partida oferece ao operador a opção de realizar
uma inversão do sentido de rotação do motor sempre que for necessário [3].
Motores com reversão são aplicados em locais que usam um motor trifásico de
baixa potência. Assim, podem ser utilizados em motores de piscinas, estacionamentos e
residências (motores dos portões, por exemplo). Portanto, qualquer motor de baixa
potência pode ser aplicado pela partida de motor com reversão e, assim, aumentar sua
capacidade de funcionamento [3].
2. Objetivos
Abordar de forma teórica e experimental a montagem e o funcionamento dos
motores de indução trifásicos utilizando método de partida direta e direta com reversão
do sentido de giro.
3. Referencial Teórico
3.1 Partida Direta
O modelo de conexão da partida direta, consiste em alimentar o motor
diretamente com a rede elétrica, desta forma existem algumas maneiras distintas de
realizar esta configuração.
A figura 1, apresenta esquema de ligação da partida direta com o uso de fusíveis
e relé térmico.
Figura 1: Partida direta relé térmico e fusível
Fonte: [2]
O segundo tipo de conexão, diferente da citada anteriormente, possui a presença
de um disjuntor, por consequência, elimina a necessidade de trocas de fusíveis e o uso
do relé térmico. A figura 2, apresenta o esquema de ligação deste circuito.
Figura 2: Partida direta disjuntor termomagnético
Fonte: [2]
O diagrama de comando é simples, o esquema de ligação está representado na
Figura 3.
Figura 2: Circuito de comando partida direta
Fonte: [2]
Seu funcionamento é baseado em, ao pressionar o botão B1 este liga o contator
C1 ao soltarmos B1, C1 se mantém ligado através do contato de selo 13 e 14 de C1. O
contator desliga quando B0 for pressionado ou o rele térmico atuar e abrir o contato 95
96.
No caso do disjuntor motor os contatos utilizados serão os contatos 13 e 14 que
permanecerão fechados enquanto o disjuntor estiver armado e se abrirão quando o
disjuntor desarmar.
3.2 Partida Direta com reversão de giro.
Partida direta com reversão é um comando que fornece condições para o motor
partir ou no sentido horário ou no sentido anti-horário. Dessa forma, é necessário alterar
o sentido do campo de giro, que se realiza ao comutar a conexão de duas fases. A
Figura 4 representa o esquema de ligação.
Figura 4: Esquema de ligação do comando de partida direta com reversão
Fonte: [3]
Ao pressionar o botão B1 o contator C1 liga e permanece ligado através do selo
de C1. Se pressionar o botão B2 antes que o contator C2 ligue o contator C1 é desligado
pelo intertravamento de B2, isso acontece porque todo contato nf se abre antes que um
contato na se feche. Neste mesmo momento o contator C2 ficará ligado pelo contato
de selo 13 e 14 de C2. O processo inverso acontece se pressionar o botão B1. Se
pressionar o botão B0 o comando todo é desligado.
4 .Materiais e Métodos
Os materiais utilizados na prática foram:
● Disjuntor termomagnético tripolar;
● Contator de potência;
● Relé térmico;
● Botoeiras sem retenção;
● Lâmpadas de LED;
● Motor de indução trifásico;
Nesta prática foi utilizado um motor de indução trifásico rotor gaiola, o qual
permite o fechamento em estrela (380V) e triângulo (220V) a qual foi a configuração
escolhida para realização do experimento. A corrente nominal com carga nominal é
igual a 1,1 A e possui fator de serviço igual à 1,15, assim o relé de sobrecorrente
utilizado no experimento foi ajustado para 1,25 A.
Em um primeiro instante foi realizada a montagem da partida direta simples do
motor trifásico. Foi utilizada a alimentação trifásica em 220V a qual é fornecida aos
terminais de entrada do disjuntor termomagnético. Analisando em um primeiro
momento o circuito de força, as três fases de saída do disjuntor são conectadas aos
terminais de entrada do contator de potência e os terminais de saída do contator são
conectados aos terminais de entrada de potência do relé térmico. Os terminais de saída
de potência do relé térmico são finalmente conectados ao motor de indução trifásico
utilizado. Por meio da utilização de dois multímetros são monitoradas a corrente de
linha e a tensão de fase.
Com relação ao circuito de comando, temos também que foi alimentado em
220V onde a fase R é ligada ao contato normal fechado do relé térmico para
desenergização da bobina do contator em caso de sobrecarga. Em seguida o terminal 96
do relé foi ligado a botoeira S0 para desenergização visto que a mesma possui contato
normalmente fechado e a saída de S0 é conectada na entrada de S1 a qual é utilizadapara energizar o contator K1. Assim, a saída de S1 é conectada ao terminal A1 da
bobina do contator K1 e o terminal A2 é fechado na fase S. Como são utilizadas
botoeiras sem retenção é conectado em paralelo a S1 o contato normal aberto 13/14. O
led verde indica que o motor está em funcionamento normal e o led vermelho indica
motor interrompido por sobrecarga.
Em segundo instante, a prática foi realizar um circuito de comando para reversão
de giro do motor em partida direta. Para isto foi necessário utilizar 2 contatores de
potência para o circuito trifásico, que alternava a sequência de ligação de fase, assim
alterando o sentido de giro do motor. No circuito de comando, deu-se a necessidade do
intertravamento para a ligação do motor, no momento que a bobina k1 era alimentada,
um contato no circuito era aberto para que não houvesse a possibilidade dos dois
contatores de potência fechassem ao mesmo tempo, portanto, nas duas partes do circuito
de comando que acionava os contatos de potência, contia um contato normalmente
fechado que abria quando o outro circuito era fechado.
5. Resultados e Discussões
As simulações foram realizadas no software CadeSimu, na Figura 5
encontra-se o circuito simulado da partida direta.
Figura 5: Partida direta
Fonte: Autor
A Figura 6, foi realizada a segunda simulação, referente a segunda parte da prática, foi
feito o circuito com a inversão de giro do motor trifásico.
Figura 6: Partida direta com inversão de giro
Fonte: Autor
6. Conclusão
Este trabalho estuda o funcionamento de motores de indução trifásico, assim
abordando suas aplicações, características, métodos de partida direta e inversão de
sentido de giro. Foram feitas práticas em laboratório pela docente da disciplinas e
repassadas para os alunos em forma de vídeo, desta forma foi possível compreender as
conexões e as ligações do circuito.
Outra maneira de estudo do conteúdo foi feito através de um software, onde foi
realizada simulações dos circuitos e tendo um contato maior com esquema de ligação,
assim foi estudado os comandos de partidas e as proteções elétricas necessárias
presentes nos circuitos.
7.Referências
[1] DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas. Rio de Janeiro: LTC,
1999.
[2]Aprendendo Elétrica. Partida direta para motor trifásico passo a passo.
Disponível em: https://aprendendoeletrica.com/como-montar-uma-partida-direta/.
Acesso em:30 de setembro 2021.
https://aprendendoeletrica.com/como-montar-uma-partida-direta/
[3]Aprendendo Elétrica. Partida direta motor trifásico com reversão. Disponível em:
https://aprendendoeletrica.com/como-montar-uma-partida-direta-com-reversao/.
Acesso em: 30 de setembro de 2021.
https://aprendendoeletrica.com/como-montar-uma-partida-direta-com-reversao/