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ENG EVERTON MORAES
Partida Estrela Tringulo do zero ao Dimensionamento
A metodologia completa para entender a principal partida
de motores do mercado
21/07/2015
SALA DA ELTRICA
Eng Everton Moraes
Partida Estrela Tringulo do zero ao Dimensionamento
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Partida Estrela Tringulo do zero ao Dimensionamento
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Eng Everton Moraes
Partida Estrela Tringulo do zero ao
Dimensionamento
A metodologia completa para entender a principal partida de
motores do mercado
Verso 1.0 - Verifique se est com a verso atualizada em:
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So Bernardo do Campo, SP
Partida Estrela Tringulo do zero ao Dimensionamento
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Sumrio Sumrio - figuras ..................................................................................................... 5
Sumrio diagramas .............................................................................................. 5
Fale Conosco! .......................................................................................................... 6
Sobre o Autor .......................................................................................................... 7
CAPITULO 1 O Conceito ....................................................................................... 9
Partidas indiretas ............................................................................................ 9
Corrente de Partida: ...................................................................................... 10
Exemplo de Ip ............................................................................................... 11
CAPTULO 2 A Partida Estrela Tringulo ............................................................ 14
Diagrama de Potncia: .................................................................................. 15
Diagrama de Comando ................................................................................. 18
Interpretao do comando ........................................................................... 19
CAPTULO 3 O Dimensionamento ...................................................................... 26
Dimensionamentos dos contatores K1 e K2 ................................................. 26
Corrente de Fase ........................................................................................ 29
Dimensionamento do Rel de Sobrecarga (Rel Trmico) ........................... 32
Determinando o K3 ....................................................................................... 34
Dimensionamento de fusveis de proteo .................................................. 36
Concluso .............................................................................................................. 39
Partida Estrela Tringulo do zero ao Dimensionamento
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Sumrio - figuras
Figura 1 - placa motor trifsico ............................................................................. 10
Figura 2- Fechamento em estrela de MIT ............................................................. 16
Figura 3- Fechamento em tringulo de MIT ......................................................... 17
Figura 4 - proteo + desliga ................................................................................. 19
Figura 5 - contatos responsveis pelo funcionamento K2 .................................... 20
Figura 6 - Caracterstica do motor ........................................................................ 26
Figura 7 - dimensionamento K1 e K2 .................................................................... 27
Figura 8 - especificaes do contator ................................................................... 31
Figura 9 - Rel trmico .......................................................................................... 32
Figura 10 - Especificaes do rel trmico ........................................................... 34
Figura 11 - Especificaes do K3 ........................................................................... 36
Sumrio diagramas
Diagrama 1 - Diagrama de potncia partida estrela tringulo ............................. 15
Diagrama 2 - Diagrama de comando, partida estrela tringulo ........................... 18
Partida Estrela Tringulo do zero ao Dimensionamento
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Fale Conosco!
Tenho o prazer de receber seu contato para esclarecer
eventuais dvidas sobre este material, note que alm deste
e-book possumos diversos contedos relacionado a rea da
eletroeletrnica disponvel em nosso site, todo contedo que
desenvolvemos tm por finalidade ser o mais didtico e
objetivo possvel para atender a voc com qualidade.
Nosso email: suporte@saladaeletrica.com.br
Nosso site: http://www.saladaeletrica.com.br
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Sobre o Autor
Everton Pacheco Pereira de Moraes. Engenheiro
Eletricista formado pela Universidade Bandeirantes de So
Paulo (UNIBAN) e formao tcnica em Mecatrnica na
Escola Tcnica Lauro Gomes, possui tambm formao
profissionalizante como Eletricista de Manuteno na escola
SENAI Manuel Garcia Filho. Com experincia na rea de
Manuteno em empresas metalrgicas atuando em
planejamento e execuo de manuteno corretiva e
preventiva de instalaes eltricas industriais, atuando como
docente do ensino tcnico e profissionalizante desde 2005
auxiliando na formao de milhares de alunos atravs de
treinamentos presenciais e online.
Ops! J ia esquecendo.... Apaixonado por ver resultados
de seus alunos...
www.saladaeletrica.com.br
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O nico lugar onde o sucesso vem antes do trabalho no
dicionrio.
Albert Einstein
1 Captulo 1
O conceito
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Quando o assunto partida de motores impossvel
voc pensar em outra coisa a no ser Partida Estrela
tringulo correto?
Bom, se esta partida um problema para voc, fique
tranquilo, a partir de agora vou te levar a um outro patamar
em sua carreira, neste material eu vou te mostrar o passo a
passo para entender, timtim por timtim deste sistema de
partida indireta que compe o que eu chamo de Grupo das
10 principais...
Neste primeiro captulo falaremos um pouco sobre o
conceito desta partida que , sem dvidas, a mais
importante para todos ns.
CAPITULO 1 O Conceito
Antes mesmo de entender a partida estrela tringulo
vamos falar sobre porque este sistema compe o conjunto
de Partidas Indiretas.
Partidas indiretas
Partidas Indiretas de motores eltricos so os sistemas
de partida que possibilitam a reduo da corrente nominal
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do motor eltrico no momento da partida de motores,
sabido que um motor trifsico tem como caracterstica o
aumento de sua corrente nominal (In) no momento de sua
partida.
Corrente de Partida: Os motores eltricos trifsicos por serem mquinas eltricas indutivas possuem um aumento abrupto
da corrente eltrica no momento de sua partida.
Este aumento pode chegar a ser at 8 vezes a corrente
nominal [de 4 a 8 vezes]. Com o aumento da tecnologia na
fabricao destas importantssimas cargas eltricas conseguimos
alcanar uma reduo significativa neste problema e novos
motores, normalmente, so apresentados com corrente partida
(Ip) de 4 a 6 vezes a corrente nominal (In).
Como voc pode observar abaixo, uma placa de
identificao de motor eltrico trifsico apresenta duas
informaes importantssimas
para este conceito que estamos
estudando:
1. In Corrente Nominal 2. Ip/In Relao que estabelece a
corrente de partida
Figura 1 - placa motor trifsico
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Exemplo de Ip
Num exemplo simples para o motor da Figura 1
alimentado em tenso de 220V temos a seguinte situao:
In=9,3A
Ip/In=7,90
Sendo assim a corrente de partida deste motor
aplicando-se um sistema de partida direta pode chegar a um
valor de:
= /
Desta forma teramos uma corrente de partida de:
= 9,3 7,90
= , [7,9 vezes mais alta do que a Corrente Nominal]
Obs.: O valor de corrente de nominal de 9,3A que
proporciona o valor 73,47A de corrente de partida seria vlido
considerando que este esteja partindo com carga no rotor.
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No prximo mdulo voc entender os principais
conceitos que voc precisa saber sobre a Partida Estrela
Tringulo e entender, de uma vez por todas, este sistema
que um dos mais requisitados no dia a dia do
profissional da rea eltrica.
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2 Captulo 2
A Partida Y-D
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CAPTULO 2 A Partida Estrela Tringulo
A grande vantagem na utilizao deste sistema de
partida que neste caso o circuito empregado ir permitir a
reduo da corrente de partida do motor eltrico trifsico
fazendo uso da reduo da tenso de fase (A tenso em cada
uma das bobinas que compe o motor).
Para realizar este feito contamos com no mnimo um
motor de seis terminais e manipulamos o fechamento de
suas bobinas de maneira que exista a reduo de sua tenso
de fase.
Aconselho a leitura dos seguintes artigos:
Motor de Seis Pontas Partida Estrela Tringulo
Desta maneira teremos como resultado a reduo da
corrente de partida do motor eltrico trifsico.
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Vale lembrar que este sistema de partida ser
utilizado somente para iniciar o acionamento do motor
e aps o tempo definido pelo temporizador teremos o motor
sendo alimentado normalmente com o sistema realizando
seu fechamento em tringulo.
Diagrama de Potncia:
Diagrama 1 - Diagrama de potncia partida estrela tringulo
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Neste diagrama voc consegue observar que os
contatores K1 e K2 so responsveis pelo acionamento do
motor no fechamento em estrela.
Analisando o motor, pode-se constatar que o K1
alimenta com sistema trifsico os terminais 1,2 e 3 do motor
e o contator K2 realiza o curto circuito, esta configurao
representa, por sua vez, o fechamento do motor em estrela.
Figura 2- Fechamento em estrela de MIT
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Ainda analisando o diagrama de potncia (Figura 2),
possvel observar que o contator K3 responsvel por
promover, junto do contator K1 o fechamento do motor em
tringulo, observe os terminais 1-6, 2- 4 e 3-5 unidos e
recebendo a alimentao.
Figura 3- Fechamento em tringulo de MIT
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Diagrama de Comando
Diagrama 2 - Diagrama de comando, partida estrela tringulo
Como voc pode observar o diagrama de comando do
circuito acima representa a partida do motor de induo
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trifsico (MIT) com o auxlio da partida em estrela tringulo
sem reverso.
Interpretao do comando
A intenso aqui lhe proporcionar o maior nmero de
informaes realmente teis e que possa abrir, literalmente,
sua mente em relao a esta partida de motor.
Analisando o diagrama temos a seguinte anlise:
Parte 1:
Se faz necessrio a princpio que os fusveis F21 e F22
estejam ntegros e que na
condio de normalidade o
contato fechado do rel trmico
(F7) esteja efetivamente na
condio fechado, assim como
o boto S0 (Desliga) tambm
esteja na condio de no
acionado.
Desta maneira a alimentao estar disponvel para
acionar os demais componentes.
Figura 4 - proteo + desliga
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Parte 2 (Aperta-se o S1):
Ao ser pressionado o boto S1 (Liga) os contatos desta
linha de comando permitem com que a alimentao chegue
a bobina do contator K2 e ao
temporizador K6.
Neste primeiro instante, o
primeiro a ser acionado ser o
contator responsvel pelo curto
circuito dos terminais 4, 5 e 6 do
motor e isso proposital, j que
por segurana iniciamos o curto
circuito para garantirmos a
integridade fsica dos contatos
deste componente.
Considere que neste
momento iniciado a contagem do
tempo do temporizador.
Passo 3 (Acionando o contator K2):
Figura 5 - contatos responsveis pelo funcionamento K2
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Logo depois a energizao de
sua bobina, o contator comuta seus
contatos iniciando pelos contatos
NF (Normalmente Fechado). Sendo
assim, o contato de K2 (31-32), na
linha de K3 abre e em seguida os
contatos K2 (13-14) e K2 (23-24)
fecham realizando,
consequentemente os seguintes
acionamentos:
K2 (13-14) Ao ser acionado este contato
estabelece o selo responsvel por manter a
bobina de K2 e o temporizador K6 energizados.
K2 (23-24) Alimenta o contator K1, neste
momento o motor recebe ento a alimentao
eltrica trifsica em seus terminais 1, 2 e 3
promovendo o incio do movimento rotacional de
seu rotor. Por sua sua vez, no diagrama de
comando, o K1 fecha seu contato K1 (13-14)
responsvel pelo selo que o mantm energizado
independente de K2 (23-24) e tambm realiza o
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fechamento de seu contato K1 (23-24) que
possibilita o futuro acionamento da bobina K3
(aps o tempo do temporizador K6).
Passo 4 (Aps o tempo):
At este momento temos o motor em funcionamento no
fechamento estrela.
A partir do momento em que o temporizador alcana o
tempo determinado teremos seu acionamento que resultar
na comutao (Abertura) de seu contato NF K6 (15-16)
cessando a alimentao da bobina de K2 (A1-A2).
Neste instante, por sua bobina ter sido desenergizada,
o contator K2 retorna seus contatos para o modo de
repouso, os dois primeiros a serem impactados sero os
contatos K2 (13-14) e K2 (23-24) que impactam
respectivamente no selo do prprio K2 (No mais
necessrio) e na linha da bobina de K1 (A1-A2) neste
ltimo caso no tem interferncia j que o selo de K1 (K1
13-14) permanece alimentando sua bobina.
A grande sacada deste diagrama o contato NF, K2
(31-31) que retorna para o status de fechado e, por estar
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K1 (23-24) fechado, promove a alimentao da bobina de
K3 (A1-A2).
Neste instante, ao ser energizado, o contator K2 comuta
seu contato K3 (31-32) impedindo que o contator K2 volte a
ser acionado.
Temos ento o motor assumindo o fechamento
tringulo alguns segundos aps sua partida.
Caso ocorra do acionamento de:
S0
F7
F21 ou F22
Teremos a interrupo da alimentao deste comando,
parando por sua vez o funcionamento do motor eltrico
trifsico.
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3 Captulo 3
O Dimensionamento
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CAPTULO 3 O Dimensionamento
Aps entendermos o funcionamento da partida estrela
tringulo, vamos aprender seu dimensionamento. Diferente
da partida direta, a partida estrela tringulo ser
dimensionada tomando como referncia as caractersticas
individuais de cada componente do circuito separadamente,
uma vez que a corrente que circula em cada componente
do circuito diferente uma da outra.
Dimensionamentos dos contatores K1 e K2
Para melhor exemplificarmos nosso contedo
abordado neste artigo, atribuiremos aos clculos realizados
o exemplo do dimensionamento da partida estrela tringulo
de um motor eltrico trifsico com os seguintes dados:
Figura 6 - Caracterstica do motor
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Consideraremos que este motor trabalha em regime
normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e
desligamento em regime, por fim, possui tempo de partida
de 5 segundos.
O primeiro passo realizar o dimensionamento dos
contatores K1 e K2 que sero idnticos, pois a corrente por
eles conduzida ser de mesma intensidade, lembrando que
estes dois trabalharo
juntos no segundo estgio
do sistema de partida
estrela tringulo, quando o
sistema assumir o
fechamento tringulo. Para
comearmos o
dimensionamento destes
contatores iremos
determinar a corrente do
fechamento em tringulo,
ou melhor, a Corrente de Fase que representa a corrente
que circula em cada uma das bobinas do motor eltrico
trifsico.
Para realizarmos o dimensionamento dos contatores
K1 e K2 deveremos compreender que a corrente eltrica
que circular pelos contatos principais (contatos de
Figura 7 - dimensionamento K1 e K2
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potncia) ser de fundamental importncia para definirmos
o tipo e modelo de contator que ser utilizado. Tendo em
vista que, nos casos dos contatores K1 e K2 a corrente que
ir percorrer seus contatos ser a corrente de fase, ento
podemos comear deduzindo a corrente de linha deste
nosso sistema de partida, sendo assim temos:
A corrente de linha, ou seja, a corrente disponvel na
fonte de alimentao ser exatamente o valor nominal do
motor eltrico, ou seja 20,2A
Portanto teremos a corrente de linha igual a corrente
nominal do motor eltrico escolhido:
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Corrente de Fase
Observando a corrente que circular nos contatores K1
e K2 podemos notar que no a mesma corrente nominal
do motor em funo da diviso ocasionada nos ns acima
de K1 Trata-se da Corrente de Fase. Devemos,
portanto, determinar a corrente fase que representa a
corrente que circula nos contatores K1 e K2 no segundo
estgio da partida estrela tringulo, veja a imagem abaixo:
Determinando K1 e K2...
Neste momento iremos determinar a corrente de
emprego dos contatores K1 e K2 para que possamos
escolher o melhor componente para a nossa aplicao
(partida estrela tringulo), sendo que a corrente de
emprego dever ser 15% superior a corrente nominal
sendo assim teremos a seguinte frmula:
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Obtemos o seguinte valor de corrente de emprego (Ie)
do contator:
Conhecendo a corrente de emprego podemos definir o
contator a ser utilizado, observe que as caractersticas
oferecidas no exemplo definem a aplicao do motor em
regime normal de manobra com rotor gaiola de esquilo e
desligamento em regime, portanto o contator a ser
utilizado ser da Classe AC3 como vemos na ilustrao
abaixo.
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Figura 8 - especificaes do contator
O contator escolhido foi o CWM25 que, utilizado na
classe AC3 conforme necessidade do exerccio proposto,
pode ser aplicado para potncias nominais de at 8,7cv
conforme o item B acima (nossa necessidade de 7,5cv).
Este mesmo contator aplicado a uma corrente de
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emprego mxima de 25A conforme o item A na figura
anterior, nosso clculo determinou uma corrente mnima de
emprego de 13,47A. O item C ser utilizado no
dimensionamento dos fusveis logo a seguir.
Dimensionamento do Rel de Sobrecarga (Rel
Trmico)
Observe que no sistema de partida estrela tringulo, a
corrente que circula no Rel trmico NO ser a corrente
nominal do circuito, analisando o diagrama possvel notar
que esta corrente a corrente
de fase do circuito quando
fechado em tringulo, portanto
ao dimensionar este
dispositivo devemos
considerar esta corrente
parcial, seno teremos um rel
trmico superdimensionado e
sem funo alguma no
circuito. Lembre-se que a
corrente de fase, na verdade, representa a corrente eltrica
que circula atravs de cada uma das bobinas do motor
eltrico trifsico. Basta observar a imagem ao lado para
notar que a corrente eltrica que circular pelo rel trmico
, na verdade, uma parcela da corrente nominal (total) j
Figura 9 - Rel trmico
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que esta est sendo dividida nos ns existentes sobre o
contator K1.
Sabendo disto podemos deduzir que a corrente deste
dispositivo ser determinada da seguinte maneira:
Sendo assim teremos uma necessidade de um rel
trmico que suporte uma corrente de aproximadamente
11,6A como podemos observar abaixo
Conhecendo os rels trmicos podemos afirmar que a
escolha deste dispositivo, na grande maioria das vezes est
diretamente relacionada ao contator selecionado, por isso,
em nosso dimensionamento foi determinado o rel de
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sobrecarga de modelo RW27 com faixa de ajuste entre 11
e 17 A. Veja abaixo:
Figura 10 - Especificaes do rel trmico
Determinando o K3
O contator K3 na partida estrela tringulo, somente
ser utilizado pelo sistema no momento da partida do
motor, ou seja, no momento em que o circuito assumir o
fechamento estrela, sendo assim, a corrente que circular
neste trecho do circuito ser de 33% a corrente nominal
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Ento o clculo da corrente de K3 fica assim:
Isto resultar em uma necessidade de um contator
que suporte uma corrente de emprego de
aproximadamente 7,6A como vemos abaixo:
Em nossa escolha determinamos que o melhor
contator ser o CWC 025:
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Figura 11 - Especificaes do K3
Dimensionamento de fusveis de proteo
Os fusveis no sistema de partida dos motores tm a
funo de proteger o circuito como um todo, isto inclui os
cabos, contatores e claro, o rel
trmico. Neste caso, o
dimensionamento passa por uma
anlise de trs condies, sendo
que necessrio que se atenda o
pior caso.
Veja a seguir as trs situaes a serem consideradas
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1 Caso
Inicialmente comprovaremos que a corrente do fusvel
dever possui como corrente nominal, no mnimo, 20% a
mais que a corrente nominal do motor eltrico do nosso
exemplo, ento teremos:
2 Caso
Neste momento iremos verificar se o fusvel realizar a
proteo dos contatores K1 e K2:
3 Caso
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Da mesma maneira que realizamos no segundo caso,
faremos agora a comparao para sabermos a situao da
proteo do rel trmico:
A Escolha do fusvel ideal
Com a anlise realizada podemos considerar um
fusvel de 25A que atende as trs situaes anteriores, ou
seja, 25 A superior a 20% da In, maior que Ifmax de
K1/K2 e maior tambm que Ifmax de F7, por sua vez,
capaz de proteger os componentes da partida estrela
tringulo e suporta a corrente nominal do motor eltrico
trifsico.
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Concluso
evidente para todos ns que no necessariamente
esta partida estar presente em todos os ambientes onde
atuamos, no entanto, considero que o sistema de
partida de motores de induo trifsico mais importante
e que precisa estar no Know how de todo profissional da
rea.
Conhecer simplesmente a partida de motor no
suficiente, voc vai precisar ser um iniciante qualificado.
Quando digo Iniciante Qualificado no estou me
referindo somente aos novos profissionais e sim a todos os
profissionais que possuem a necessidade de Dominar
Comandos Eltricos.
Esteja preparado para todas as situaes, seja o
melhor no que voc faz e invista sempre em voc mesmo.
A mente que se abre a uma nova ideia jamais voltar
ao seu tamanho original.
Albert Einstein