apostila de comandos elétricos

CURSO DE COMANDOS ELÉTRICOS

PRODUÇÃO DE C.A. TRIFÁSICA E ALTERNADORES TRIFÁSICOS

Objetivo:Mostrar a necessidade do comando industrial; apresentação do painel de comando e enfocar como

principal elemento de comando.

Introdução:Uma indústria é constituída por uma infinidade de máquinas, desde um simples esmeril até

enormes máquinas automáticas que realizam muitas operações diferentes. È comum encontrarmos máquinas totalmente automáticas que realizam uma série de operações com um simples toque de botão. Mas se faz necessário lembrar de que os responsáveis pelos movimentos que uma máquina efetua são os motores elétricos e que quanto mais operações diferentes uma máquina efetuar, mais motores existirão para acioná-la.

Surge então a necessidade de se estabelecer qual a ordem de acionamentos de um determinado número de motores e para fazer esses acionamentos automaticamente se faz necessário um circuito elétrico chamado Circuito de Comando da Máquina.

Este circuito deverá possuir características tais que possibilitem o acionamento de motores pequenos e grandes além de acioná-los a grande distância.

O circuito de comando de uma máquina é constituído pôr uma variedade de componentes os quais vamos estudá-los um a um separadamente.

Se como técnicos ou simplesmente como estudiosos da matéria fizermos a análise de uma instalação elétrica, encontramos uma série de equipamentos e dispositivos que numa seqüência lógica, dentro das atribuições do circuito, efetuam cada qual uma função elétrica definida. Portanto, cada equipamento, ou cada dispositivo por mais simples que seja, deve ter uma construção determinada, para realizar o que dele se espera . De um modo geral, podemos distinguir quatro grandes classes de dispositivos elétricos, que se destinam ao Comando, a Proteção, a Medida e a Regulação.

Os dispositivos de comando, fundamentalmente, e de acordo com a terminologia oficial em vigor se subdividem em seccionadores, chaves e disjuntores, classificação baseada nas características próprias e que são inseridas nos circuitos em posição adequada. Os de proteção devem reagir em função dasgrandezasmais. Efetuam ainda a fiscalização das condições de circulação da corrente e da tensão elétrica. Quanto aos aparelhos de medição, permitem os mesmos em cada instante a verificação numérica das grandezas elétricas, pelos voltímetros, amperímetros, frequencímetros e outros mais, que, em última análise são o reflexo das condições de alimentação e de carga, própria do sistema. Com referência aos de regulação, como a própria denominação já esta explicando, são dispositivos que permitem uma regulagem.

COMANDO A DISTÂNCIAToda máquina possui um painel de controle onde se encontram os componentes de acionamento da

máquina, tais como botoeiras, chaves seletoras, lâmpadas de sinalização,etc. Entretanto este painel normalmente fica distante dos motores que devem ser acionados.

Portanto surge a necessidade de utilizarmos um elemento principal de chaveamento para a alimentação dos motores e que possa ser comandado á distância Sem esse elemento principal de chaveamento, precisaríamos levar os cabos alimentadores a partir da linha de alimentação, passa-los por um elemento de chaveamento e segui-los até o local onde estão os motores.

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Porém, isso seria impraticável pelo fato de que se o(s) motor(es) foss(em) de grandes po-tências os cabos possuíram bitolas elevadas, além de que o elemento de chaveamento teria que possuircaracterísticas especiais, fazendo com que o sistema ficasse com preço elevado.

Geração e Distribuição de energia.O tipo de energia elétrica mais utilizado no mundo, e sobretudo no Brasil, é o da energia elétrica

em corrente alternada no sistema trifásico. De fato, trata-se de um sistema em que a energia é facilmente gerada, transmitida e distribuída.

Nesta lição, você vai aprender coisas importantes sobre os circuitos trifásicos. Você vai aprender. por exemplo, que eles podem ser ligados de duas maneiras: em estrela e cm triângulo. Estudará também o comportamento das tensões e correntes nesses dois tipos de ligação.

Para estudar os conteúdos desse capítulo, é imprescindível que você conheça o que é corrente alternada.

Usinas geradoras:Um dos modos de se produzir eletricidade é pela ação do magnetismo. Os geradores elétricos são os equipamentos que produzem eletricidade por meio desse processo. Para que isso aconteça. é necessário que eles sejam acionados por urna força mecânica.Para produzir eletricidade, as usinas utilizam grandes geradores que são acionados por alguma forma de energia.

Existem vários tipos de usinas geradoras de eletricidade:

• Usinas Hidroelétricas

• Usinas Termoelétricas

• Usinas Termonucleares

• Usinas Eólicas

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Usinas Hidroelétricas:As usinas hidroelétricas empregam a força da água represada que passa por uma tubulação e faz

girar à turbina. A turbina, então, faz girar o gerador que produz eletricidade.

Usinas Termoelétricas:Para transformar a água em vapor, as usinas termoelétricas utilizam o calor gerado pela queima de

lenha, carvão mineral ou óleo combustível. O vapor produzido por essa combustão faz girar a turbina. A turbina. por sua vez, aciona o gerador que produz eletricidade.

Usinas Termonucleares:As usinas termonucleares também utilizam o calor para a geração de energia. O calor, entretanto, é

obtido por meio de uma tecnologia muito sofisticada.Nesse tipo de usina, temos o seguinte processo: o calor é produzido pela desintegração dos átomos no interior do reator. O calor, então, aquece a água e a transforma em vapor Esse vapor, por sua vez, converte também em vapor a água do reservatório seguinte. Por fim, o vapor desse reservatório faz girar a turbina que aciona o gerador de eletricidade.


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Usinas Termonucleares

Usina Eólicas:Nesse tipo de usina, aproveita-se a energia dos ventos. Assim, por meio de um cata-vento aciona-se

o gerador.No Brasil. empregam-se todos os tipos de usinas anteriormente citados. As usinas hidroelétricas.

entretanto, são as mais comuns, devido do grande potencial hidroelétrico existente no país.

Geração de Energia Elétrica

Os geradores de eletricidade podem produzir corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA).A corrente contínua é pouco usada devido às dificuldades para aumentar ou diminuir os valores de tensão e corrente. A corrente alternada por sua vez, permite aumentar ou diminuir os valores de corrente. Para isso, basta fazer uso de transformadores. A CA facilita bastante a geração, a transmissão e a distribuição de energia elétrica desde a usina geradora até os consumidores.


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A Corrente Alternada.Supondo-se que o movimento de umas espira seja da esquerda para a direita dentro de um campo

magnético. demonstraremos a variação da corrente elétrica em função desse movimento. A isto chamamos de geração da corrente elétrica alternada.

Posição 1: A espira não se deslocou.Os dois lados da espira não estão cortando as linhas de força: portanto. não há produção de tensão

elétrica e, por isso, fluxo da corrente.O ponteiro do galvanômetro está na posição zero.

Posição 2: A espira se deslocou 45° a partir do ponto inicial.Os condutores da espira estão começando a interferir nas linhas de força do campo magnético.O ponteiro do galvanômetro esta indicando o surgimento de uma tensão induzida nos condutores da

espira.


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Posição 2: A espira se deslocou 45° a partir do ponto inicial.

Posição 3: A espira se deslocou 90° a partir do ponto inicial.A medida que a espira se aproxima do ponto “A”, o ponteiro do galvanômetro desloca-se mais do

que na posição anterior.Na posição “A’. as secções transversais dos condutores estão cortando perpendicularmente as

linhas de força magnética. (ângulo de 90°).Quanto maior a quantidade de linhas de força cortadas pela espira, maior a tensão nela induzida. Portanto, o ponteiro do galvanômetro está marcando a máxima quantidade de tensão produzida na espira e. respectivamente, a máxima quantidade de corrente.

Posição 4: A espira se deslocou 135°.

Agora, o ponteiro do galvanômetro está indicando valor menor que o valor marcado anteriormente. Os dois lados da espira estão, neste momento, em posição inclinada entre as peças polares.Nesta posição, apenas parte do fluxo magnético está sendo interrompido pela espira, produzindo

nesta uma tensão cada vez menor.


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Posição 4: A espira se deslocou 135°.A proporção que a espira se afasta do ponto da maior convergência do fluxo magnético (ponto

“A”), o galvanômetro registra menor tensão induzida e, respectivamente, menor corrente elétrica.


O ponteiro do galvanômetro retornou novamente para a posição zero.Aqui, os dois lados da espira não estão cortando as linhas de força.Não há indução de tensão nos condutores da espira.

Posição 6: A espira se deslocou 225°.Agora, o ponteiro do galvanômetro está se deslocando para a esquerda.Lembre-se de que, até posição 5, a parte escura da espira estava cortando o fluxo magnético de

cima para baixo e, a parte clara, de baixo para cima.


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A partir da posição 6, a parte escura começou a deslocar-se dentro do campo magnético de baixo para cima, e. a parte clara, de cima para baixo.

Como o sentido de deslocamento dos lados da espira ficou invertido, inverteu-se também o sentido de deslocamento da corrente elétrica.

Por este motivo é que o ponteiro do galvanômetro mudou de sentido, ou seja. agora ele está se deslocando para a esquerda.

Posição 7: A espira se deslocou 27O°Nesse momento, o ponteiro do galvanônetro está marcando indução máxima de corrente elétrica na

espira.Nesta posição novamente as secções transversais dos condutores estão cortando

perpendicularmente as linhas de força, logo, o máximo corte de linhas de força e, consequentemente, a máxima tensão induzida.

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Posição 8: A espira se deslocou 315°.Novamente, os valores medidos pelo a parelho estão diminuindo.A corrente elétrica induzida na espira está se reduzindo, pois os dois lados da espira estão cortando

um número cada vez menor de linhas de força.

Posição 9: Finalmente, completou-se uma volta ou 36O°.Segundo o ponteiro do aparelho, não há presença de corrente elétrica na espira. Com isto,

completamos uma volta de deslocamento da espira dentro de um campo magnético. Para cada volta seguinte, os fenômenos da indução elétrica serão idênticos aos demonstrados.

Veremos, a seguir, a demonstração gráfica das variações da corrente elétrica induzida na espira de um gerador com anel coletor.

No gráfico está representada a Curva Senoidal (ou senóide). Ela demonstra a variação da corrente elétrica induzida durante uma volta completa da espira.

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Corrente AlternadaNo eixo horizontal é representado o movimento da espira em função de uma volta completa dentro

de um campo magnético.No eixo vertical é representada a intensidade da corrente elétrica induzida, de acordo com as

indicações do galvanômetro, nas várias posições.Note que a tensão ou a corrente elétrica parte de um ponto zero, desloca-se para um lado (+) e volta

para o ponto zero; depois, desloca-se para o outro lado (-) e, assim, sucessivamente. A esse movimento denominamos Corrente alternada (CA).

Corrente Alternada:

Definição:Corrente alternada e aquela que varia periodicamente de intensidade e sentido.

Freqüência:Supondo-se que o tempo gasto para a espira percorrer os 360° tenha sido de 1 segundo, podemos

representá-lo graficamente na figura abaixo:

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Corrente AlternadaSe continuarmos girando a espira, o tempo continuará sendo representado graficamente de acordo com a figura abaixo:

Exemplo:Durante 0,5 segundos, a corrente circula no sentido conforme desenho abaixo:

De 0,5 segundo até 1 segundo, a corrente muda de sentido.

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Corrente AlternadaQuando um gerador de corrente alternada com dois pólos completa uma rotação, a tensão completa

um ciclo.

Se essa rotação for completada no tempo de 1 segundo, temos,então,1 ciclo/s.

Na realidade, podem ser gerados mais ciclos por segundo; o número de ciclos depende de dois fatores:

Rotação por segundo;

Número de pólos do gerador;

O número de ciclo/s é denominado “freqüência”, que tem como unidade de medida o “Hertz”.

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Definição:Freqüência é o número de oscilações por segundo ou, simplesmente, ciclos por segundo

(ciclos/seg.)

Exemplo:Na sua casa, a freqüência da corrente elétrica é de 60 hertz. Isto significa que a corrente elétrica

completa 60 ciclos em 1 segundo.

Gerador Trifásico:O gerador abaixo apresenta uma bobina e é, portanto. monofásico. E, como tem coletor de anéis,

produz CA monofásica.

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Este gerador apresenta três bobinas fixas, com um imã móvel. Neste caso trata-se de um tipo de gerador que produz três CAs monofásicas. Esse tipo de gerador e denominado Gerador Trifásico.

Princípio do Gerador Trifásico:Um Imã indutor girando no centro um sistema de três bobinas, colocadas 12O° uma da outra,

constitui gerador de corrente trifásica.Cada vez que o pólo N passa em frente a uma bobina, produz-se uma CA; nessa bobina; em uma

volta completa do pólo N produzem-se 3 CAs, deslocadas 120° uma das outras.As 3 correntes alternadas geradas em atraso de 1/3 do ciclo uma da outra chama-se corrente

“trifásica”.

Seguindo o giro do pólo N:

→ a fase I começa em 0°

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→ a fase II começa em 120°

→ a fase III começa em 240°.

Se a duração do ciclo for de 1 segundo, a fase I começa em 0 segundo, a fase II em 1/3 seg. e a fase III em 2/3 seg.

O circuito de corrente trifásica chama-se “Sistema TrifásicoVeremos, a seguir, a demonstração gráfica das variações de uma corrente elétrica trifásica.

supondo-se que o início do gráfico corresponde ao início da geração da tensão.As correntes do sistema trifásico atuam no circuito individualmente, sem se atrapalharem

mutuamente. A corrente de uma fase, tomada isoladamente, chama-se corrente monofásica.

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Ligação Estrela e Triângulo:Para transportar estas três CAs até aos consumidores, seriam necessários seis condutores, dois para

cada fase.

Na prática, porém é possível diminuir esse número de condutores para apenas três ou quatro. Isso poderá ser feito de duas formas diferentes:► por meio da ligação em estrela, representada simbolicamente pela letra (;► por meio da ligação em triângulo (ou delta), representada simbolicamente pela letra grega Δ (delta).

Ligação Estrela (Υ);Examine o gerador trifásico, abaixo:

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Ligação Estrela (Υ);Você deve ter notado que as pontas 4,5 e 6 estão ligadas em ponto comum, e os pontos 1,2 e 3 estão separados. Portanto,

Ligação Estrela Consiste em manter as pontas 1,2 e 3 das bobinas separadas, e as pontas 4,5 e 6 unidas.

Veja a seguir esquemática desta ligação:

Ligação Triângulo ou Delta (∆);

Analise a ilustração, abaixo:

Note que neste caso, as pontas das bobinas foram unidas duas a duas, ou seja:

→ a ponta 1 com a ponta 6,

→ a ponta 2 com a ponta 4, e

→ a ponta 3 com a ponta 5.

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Ligação Triângulo ou Delta (Δ);

Logo:Ligação Triângulo ou Delta

Consiste em ligar as bobinas de forma que aPonta 1 fique ligada a 6, a 2 fique ligada à 4 e a 3 fique ligada a 5, e retirar, de cada uma dessas uniões, uma derivação.

Veja a representação esquemática desta ligação:

Tensão de Linha e Tensão de Fase;

Denomina-se tensão de linha a tensão medida entre duas fases;

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Denomina-se tensão de fase a tensão medida entre uma fase e o neutro;

Vamos verificar, agora, a tensão (E) e a corrente (I), nos fechamentos estrela e triângulo ou delta.Observe a tensão (E) nas ligações estrela e triângulo ou delta, abaixo:

A tensão (E), entre os dois extremos de cada bobina, é chamada de:

Tensão de Fase

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A tensão de fase é representada, simbolicamente, pela letra maiúscula “E”, mais a letra minúscula f,ou seja, Ef , veja, nas ligações, a localização da tensão de fase:

A tensão (E), entre duas fases, seja entre a fase I eA II e a III, ou, ainda, entre a II e a III, é chamada de:

Tensão de Linha

Esta tensão é representada, simbolicamente, pela letra maiúscula E, mais a letra L, ou seja, EL.Veja, nos fechamentos abaixo, a localização da tensão de linha:

Prosseguindo, veja, agora, o que ocorre com relação a tensão de linha (EL), nas ligações estrela.

Observe que, numa ligação estrela,a tensão de linha (EL), é igual à tensãode fase (Ef), multiplicada por 1,73.

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Logo:

EL = Ef x 1,73

Aplicando na ligação estrela, acima, teremos :

EL = 127V x 1,73 º ► EL = 219,71 ou seja EL = 220V

Veja, agora, o calculo da tensãode linha, na situação seguinte:

Sendo Ef = 220V e aplicando a formula EL = Ef x 1,73 , teremos:

EL = 220V x 1,73 º ►EL = 380,8 ou seja EL = 380V

Agora, observe, com atenção, a corrente (I) constante nos fechamentos estrela e triângulo ou delta, abaixo:

A corrente (I) de cada bobina é chamada de: Corrente de Fase.A corrente de fase é representada, simbolicamente, pela letra I, mais a letra minúscula f. Assim, a corrente de fase é igual a If.Veja na página seguinte os fechamentos dados, a localização desta corrente:

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A corrente (I), encontrada em cada uma das linhas, é chamada de Corrente de Linha.

Esta corrente é representada simbolicamente, pela letra I, mais a letra maiúscula L. Então, corrente de linha é igual a IL.

Veja os fechamentos, e a localização da corrente de linha.

Corrente de Linha (IL)

Note que, numa ligação estrela, a Corrente deLinha é igual a Corrente de Fase. IL = If

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Observe a determinação da corrente de linha,nesta ligação estrela.

Considerando que a corrente de fase,nesta situação, é 5 A, aplicando a relaçãoIL = If, teremos: IL = 5 A.

Acompanhe o calculo da corrente delinha, nesta situação:

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Corrente de Linha

Sendo If = 10 A e aplicando a fórmulaIL = If x 1,73, teremos:

IL = 10 x 1,73 ► IL = 17,3 A

→ Numa ligação triângulo, a corrente de linha é igual: à corrente de fase, multiplicada por 1,73.

Logo:IL = If x 1,73

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Isso mostra que, em qualquer momento, uma CA trifásica defasada de 120° tem sempre duas correntes elétricas entrando e uma corrente saindo, ou uma corrente elétrica entrando e duas correntes saindo.

O sentido da corrente elétrica pode ser representado graficamente da seguinte maneira:I

corrente que circula em um sentido.I → corrente que circula em sentido contrário.Examinando o gráfico CA trifásico apresentado abaixo, é possível determinar o sentido das três

correntes elétricas em cada momento, bem como seus valores.

Momento A Momento B Momento CI1 ← I1 ← I1 ←I2 → I2 → I2 →I3 → I3 ← I3 ←

FUSÍVEIS

Fusíveis:Os fusíveis constituem a proteção mais tradicional dos circuitos elétricos. Sua operação consiste

fusão do elemento fusível contido no fusível. O elemento fusível, o “ponto fraco” do circuito, é um condutor de pequena seção transversal, que sofre, devido a sua alta resistência, um aquecimento maior que o dos outros condutores à passagem da corrente. Para uma relação adequada entre seção do elemento fusível e a do condutor protegido, ocorrerá a fusão do metal do elemento quando o condutor atingir uma temperatura próxima da máxima admissível.

Construção:O elemento fusível é um fio ou uma lâmina, geralmente de cobre ou liga, colocado no interior do

corpo do fusível, em geral de porcelana. hermeticamente fechada. Um indicador permite verificar se o fusível atuou; ele é composto pôr um semicondutor ligado em paralelo com o elemento fusível que libera uma mola após o seu rompimento. Essa mola desloca uma plaqueta ou pino, antes preso na tampa do corpo. Os fusíveis contém em seu interior, envolvendo por completo o elemento fusível, material granulado extintor — areia de quartzo — de granulometria adequada.

FUSÍVEISO elemento fusível pode ter diversas formas. Em função da corrente nominal do fusível, ele

compõe-se de um ou mais fios ou lâminas em paralelo, com trecho (s) de seção reduzida. No elemento fusível num ponto adequado existe ainda um material adicional, cuja temperatura de fusão é bem menor que a do elemento, caracterizando um atraso, que permite atender a necessidade da corrente de partida dos motores trifásicos com rotor em curto-circuito.

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FUSÍVEIS

Fusíveis DiazedO dispositivo fusível compõe-se dos seguintes elementos: base (unipolar ou tripolar), parafuso de

ajuste, fusível, anel de proteção ou cobertura (só para as bases unipolar) e tampa.

TampaÉ a peça na qual o fusível é encaixado, permitindo colocar e retirar o mesmo da base, mesmo com a instalação sob tensão, porém sem carga. Possui um visor que permite verificar a posição do indicador do fusível.

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FUSÍVEIS

Anel de Proteção:Protege a rosca metálica da base aberta, isolando a mesma da chapa do painel evita choques

acidentais na troca dos fusíveis.Pode ser substituído por cobertura unipolar, caso as tampas não fiquem na frente dos painéis.

Fusível:É a peça principal do conjunto, constituído de um corpo cerâmico, dentro do qual está montado o

elo fusível e é preenchido com uma areia especial, de quartzo. que extingue o arco voltaico em caso de fusão.

Para facilitar a identificação do fusível, existe um indicador, que tem as cores correspondentes com as correntes nominais dos fusíveis.

Este indicador se desprende em caso de queima, sendo visível através da tampa.

Parafusos de Ajuste;Para facilitar a identificação. possuem urna faixa de cor correspondente com sua corrente nominal.

A montagem e desmontagem dos parafusos de ajuste, na base, é feita com a chave 5SH3 700-B.

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FUSÍVEIS

BaseÉ a peça que reúne todos os componentes do dispositivo fusível. Pode ser fornecida em duas

execuções básicas: unipolar ou tripolar (vide abaixo). As bases unipolares podem possuir fixação por parafusos ou engate rápido manual para trilho normalizado DIN EN 50022. Esse engate pode ser plástico ou em chapa com mola de aço. As bases tripolares possuem fixação por parafusos.

Cobertura unipolarCaso se unam bases unipolares no interior de painéis, tipo armário, ou montadas individualmente

sobre chapa base, sem proteção, a cobertura unipolar deve ser usada, em vez dos anéis de proteção. Elas protegem os operadores contra contatos acidentais, quer na rosca metálica. quer nos bornes de ligação. Possui fixação própria à base EZ e etiqueta para identificação do circuito.

Chave para Parafusos de AjusteÉ usada para a montagem e desmontagem dos parafusos de ajuste, sendo portanto. uma

“ferramenta” indispensável para os montadores de painéis. Devido à sua configuração especial tronco-cônica. permite o manuseio de todos os parafusos de ajuste de 2 a 63À.

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FUSÍVEIS

Fusível NHO conjunto fusível compõe-se dos seguintes elementos base (unipolar) e fusível.

FusívelOs fusíveis NH, tipo 3NA. também são próprios para proteger os circuitos, que em serviço, estão

sujeitos a sobrecargas de curta duração, como por exemplo, acontece na partida direta de motores trifásicos com o rotor em gaiola.

Os fusíveis NH. tipo 3NA, mantém as características conforme as curvas, mesmo quando submetidos à sucessiva sobrecargas de curta duração, e são resistentes a fadiga (envelhecimento) quando submetidos à sobrecargas pequenas de longa duração.

Todos os tipos se caracterizam pela sua extremamente baixa perda nominal. Também garantem uma boa seletividade na proporção de 1:1.6 x IN em 500V e 1:1.25 x IN em 38OV entre fusíveis de circuito (saída) e de entrada ou principal.

As elevadas correntes de curto-circuito serão limitadas em sua intensidade, em virtude do curto tempo de fusão (<4ms).

Os fusíveis NH, tipo 3NA, têm as contatos (facas) prateados, o que proporciona perdas muito reduzidas no ponto de ligação, e o corpo de esteatita, para garantir segurança total.

BasePossui contatos especiais prateados, que garantem contato perfeito e alta durabilidade. Uma vez

retirado o fusível, a base constitui uma separação visível das fases, tornando dispensável, em muitos casos, a utilização de um seccionador adicional.

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FUSÍVEIS

PunhoDestina-se a colocação ou retirada dos fusíveis NH de suas respectivas bases mesmo estando a

instalação sob tensão, porém sem carga.

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Fusíveis

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Fusíveis

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Eletroimã

Um eletroimã é constituído de uma ou duas bobinas de fio de cobre e um núcleo de ferro, com o respectivo fecho; ele tem portanto, o circuito elétrico das bobinas e o circuito magnético do núcleo. A cor-rente passando nas bobina cria um campo magnético no núcleo, que atrai fortemente o fecho móvel.

O fecho de ferro é atraído pelos pólos do eletroimã porque neles as linhas de força magnéticas estão mais concentradas. Quanto mais o fecho e aproxima dos pólos, mais violenta é a atração.

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Eletroimã

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Contatores

Contatores são dispositivos de manobra mecânica, acionados eletromagnéticamente usado construídos para uma elevada freqüência de operação.

De acordo com a potência (carga). o contator é um dispositivo de comando do motor e pode ser usado individualmente, acoplado a relês de sobrecarga. na proteção de sobrecorrente. Há certos tipos de contatores com capacidade de estabelecer e interromper correntes de curtos-circuitos.

Tipos de contatores:Basicamente, existem dois tipos de contatores:

* Contatores para motores; principal ou de potência.

* Contatores Auxiliares.

Esses dois tipos de contatores são semelhantes. O que os diferencia são algumas características mecânicas e elétricas.

Contator Principal;

Assim, os contatores para motores caracterizam-se por apresentar:

º► dois tipos de contatos com, capacidade de carga diferentes chamados principais e auxiliares;ºmaior robustez de construção;º► possibilidade de receberem relês de proteção;º► câmara de extinção de arco voltaico;º► variação de. potência da bobina do eletroimã de acordo com o tipo do contator;º► tamanho físico de acordo com a potência a ser comandada;º► possibilidade de ter a bobina do eletroimã com secundário.

Veja na ilustração a seguir de alguns contatores tripolares

Construção:Os principais elementos construtivos de um contator são:

º► Acessórios; ► Sistema de Acionamento;º► Contato Principal; ► Carcaçaº► Contato Auxiliar ► Câmara de Extinção de arco voltaico

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Contatores

Os contatos são construídos em formatos e tamanho determinados pelas características técnicas do contator. São classificados em Principal e Auxiliar.

Contatos PrincipaisOs contatos principais tem a função de estabelecer e interromper correntes de motores e chavear

cargas resistivas ou capacitivas.O contato é realizado por meio de placas de prata cuja vida útil termina quando essas placas estão

reduzidas a 1/3 de seu valor inicial.

Contatos AuxiliaresOs contatos auxiliares são dimensionados para comutação de circuitos auxiliares para comando,

sinalização e intertravamento elétrico. São dimensionados apenas para a corrente de comando e podem ser de abertura retardada para evitar perturbações no comando.

Eles podem ser do tipo NA (normalmente aberto) ou NF (normalmente fechado) de acordo com a sua função.

Sistema de AcionamentoO acionamento dos contatores pode ser feito com corrente alternada ou corrente continua.

Acionamento CAPara esse sistema de acionamento existem anéis de curto-circuito que se situam sobre o núcleo fixo

do contator e evitam o ruído por meio da passagem da CA por zero.Um entreferro reduz a remanescência após a interrupção da tensão de comando e evita o colamento

do núcleo.Após a desenergização da bobina de acionamento, o retorno dos contatos principais (bem como dos

auxiliares) para a posição original de repouso é garantido pelas molas de compressão.

Carcaça.A carcaça dos contatares é constituída de 2 partes simétricas (tipo macho e fêmea), unidas por meio

de grampos.Retirando-se os grampos de fechamento do contator e sua capa frontal é possível abri-lo e

inspecionar o seu interior, bem como substituir os contatos principais e os da bobina.A substituição da bobina é feita pela parte superior do contator, através da retirada de 4 parafusos

de fixação para suporte do núcleo.

Câmara de extinção de arco voltaico.É um compartimento dos seccionadores que envolve os contatos principais. Sua função é extinguir

a faisca ou arco voltaico que surge quando um circuito elétrico é interrompido.

Funcionamento;A bobina eletromagnética quando alimentada por um circuito elétrico forma um campo magnético

que se concentra no núcleo fixo e atrai o núcleo móvel.Como os contatos móveis estão acoplados mecanicamente com o núcleo móvel o deslocamento

deste no sentido do núcleo fixo movimenta os contatos móveis.Quando o núcleo móvel se aproxima do fixo, os contatos móveis também devem se aproximar dos

fixos, de tal forma que, no fim do curso do núcleo móvel, as peças fixas imóveis do sistema de comando elétrico estejam em contato e sob pressão suficiente.

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Contatores

O comando da bobina é efetuado por meio de uma botoeira ou chave-bóia com duas posições, cujos elementos de comando estão ligados em série com a bobina.

A velocidade de fechamento dos contatores é resultado da força proveniente da bobina e da força mecânica das molas de separação que atuam em sentido contrário.

As molas são também as únicas responsáveis pela velocidade de abertura do contator, o que ocorre quando a bobina maagnética não estiver sendo alimentada ou quando o valor da força magnética for inferior à força das molas.

Vantagens do emprego de contatores;► Comando à distância► Elevado número de manobras► Grande vida útil mecânica► Pequeno espaço para montagem► Garantia de contanto imediato► Tensão de operação de 85 a 100% da tensão nominal prevista para o contator

Montagem dos contatores;Os contatores devem ser montados de preferência verticalmente em local que não esteja sujeito a

trepidação.Em geral, é permitido uma inclinação máxima do plano de montagem de 22,5 em relação à vertical

que permite a instalação em navios.Na instalação de contatores abertos, o espaço livre em frente a câmara deve ser no máximo de

45 mm.

Veja a seguir a ilustração de um contator principal:

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Contatores

Contatores Auxiliares:Os contatores auxiliares são usados para aumentar o número de contatos auxiliares dos contatores de motores, para comandar contatores de elevado consumo na bobina, para evitar repique e para sinalização.

Esses contatores caracterizam-se por apresentar:

► tamanho físico variável conforme o número de contatos;► potência do eletroimã praticamente constante;► corrente nominal de carga máxima de 10 A para todos os contatos;► ausência de necessidade de relê de proteção e de câmara de extinção.Um contator auxiliar é mostrado na ilustração a seguir.

Normas de identificação dos contatos dos contatores:A normalização nas identificações de terminais dos contatores e demais dispositivos de manobra de

baixa tensão é o meio mas utilizado para tornar mais uniforme a execução de projetos de comandos e facilitar a localização e função desses elementos na instalação.A identificação dos terminais de ligação é feita de acordo com normas pré-determinadas empregando-se números e letras (DIN EN 50005- Regras gerais para contatores principais; DIN EN 50011 para contatores auxiliares; DIN EN 50012 para contatos auxiliares de contatores de força).

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Contatores

Contatos Auxiliares:São identificados através de números de dois dígitos, sendo que o primeiro dígito indica a posição

ocupada pelo contato a partir da esquerda e o segundo indica a função do contato, ou seja:

Contatos Principais:Os terminais de entrada (da fonte) são identificados com algarismos 1, 3 e 5 e os de saída (do lado

da carga), 2, 4 e 6. Além disto, são identificados igualmente com as seguintes designações, L1 e / ou 1; T1 e ou 2; L2 e / ou 3; T2 e / ou 4; L3 e / ou 5; T3 e / ou 6.

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Contatores

Os contatores auxiliares tem normalizado também posicionamento físico dos contato.(conforme fig. Abaixo)

Além da codificação normal de posição e função dos contatos auxiliares, existe ainda uma nomenclatura dependente da disposição mecânica destes:

Para contatores com somente um contato auxiliar NF, é fixada a identificação 21 / 22 para este contato.

Terminação “E”: Esta terminação, destinada à disposição preferencial, regulamenta que, em sequencia de dois contatos, 1 “NA” e 1 “NF, tem-se sempre por primeiro contato NA, seguido do NF. Nas seguencias com número de contatos superior a dois, tem-se um contato NA iniciando a sequencia, seguido de todos os NF e, após estes, os NA restantes. Assim, respeitadas as condições citadas, acrescente-se à especificação do contator a terminação “E”.Exemplo: (Ver figura abaixo)Contator Auxiliar

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Contatores

Terminação “Z”; Existem situações em que as características construtivas do contator não permitem a disposição preferencial “E”. Neste casos, opta-se pela variante “Z”, a qual regulamenta qualquer seqüência, que tenha-se em primeiro lugar todos os contatos NA, seguidos de todos os NF. Exemplo(Ver figura abaixo).

Identificação de um contator para motor (figura abaixo)

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Contatores

Bobinas:Os terminais de alimentação da bobina são identificados por “A1” e “A2” ou ainda “a” e “b”.

Fases de uma manobra;O ciclo de manobra de um contator pode ser dividido em 4 fases: processos de ligação e

desligamento; e estado ligado e desligado.As fases mais difíceis para o contator são no desligamento(de cargas indutivas, principalmente) e

na ligação.

Tensão de Comando;Critério empregado após a definição do tipo de contator a ser utilizado, juntamente com a freqüência da rede. Diferencia-se a principio pelo sistema utilizado, sendo usual a tensão em corrente alternada e com menor incidência em corrente contínua.

Em corrente alternada as tensões padronizadas para contatores WEG são:

Freqüência de Manobras;Ou seja, o número de manobras por hora que o contator deve realizar. Também é uma informação

importante, pois, quanto maior este valor, menor será a vida dos contatos.

Quantidades de Contatos Auxiliares;A quantidade depende das necessidades de comando intertravamento e sinalizações constantes do

circuito.

Defeitos e Causas;

Contator não liga-Fusível de comando queimado;-Relê térmico desarmado;-Comando interrompido;-Bobina queimada: -Por sobretensão;

-Ligada em tensão errada;-Subtensão (principalmente CC);-Corpo estranho no entreferro.

Contator não desliga-Linhas de comando longas (efeito de “colamento” capacitivo);-Contatos soldados: -Correntes de ligação elevadas (p. ex. comutação de transformadores a vazio);

-Comando oscilante;-Ligação em curto circuito;-Comutação YΔ defeituosa.

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Contatores

Contator desliga involuntariamente;

-Quedas de tensão fortes por oscilações da rede ou devido à operação de religadores.

Faiscamento excessivo;

-Instabilidade da tensão de comando:-Regulação pobre da fonte;-Linhas extensas e de pequena seção;-Correntes de partida muito altas;-Subdimensionamento do transformador de comando com diversos contatores operando simultânea-mente.

Fornecimento irregular de comando:

-Botoeiras com defeito;-Fins de curso com defeito;

Contator Zumbe;

-Corpo estranho no entreferro;-Bobina com tensão ou freqüência errada;-Anel de curto-circuito quebrado;-Superfície dos núcleos, móvel e fixo, sujas ou oxidadas, especialmente após longas paradas.-Fornecimento oscilante de contato no circuito de comando;-Quedas de tensão durante a partida de motores.

Contator com relê térmico, relê atuou

-Motor não atinge a rotação nominal porque o relê atua:-Relê inadequado ou mal regulado;-Tempo de partida muito longo; freqüência de ligações muito alta;-Sobrecarga no eixo.

-Bimetais azulados, recozidos ou enrolamento de aquecimento queimado:-Sobrecarga muito elevada;-Fusíveis superdimensionados;-Queda de uma fase (motor zumbe); Elevado torque resistente (motor bloqueia).-Fins-de-curso com defeito;

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Combinação de contatos.

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Combinação de contatos.

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Contatores de potência 3TF4, 3TF5, 3TF6

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Contatores auxiliares SIEMENS

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Categoria de Emprego

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Chaves Auxiliares Tipo BotoeiraAs chaves auxiliares tipo botoeira são chaves de comando manual que tem por finalidade

interromper ou estabelecer momentaneamente, por pulso, um circuito de comando. para iniciar, interromper ou continuar um processo de automação. Podem ser montadas em caixas para sobreposição ou para montagem em painéis.

As botoeiras podem ter diversos botões agrupados em painéis ou caixas, e cada botão pode acionar também diversos contatos, abridores ou fechadores.

Externamente, são construídas com proteção contra ligação acidental (fig.3). sem proteção (fio.4) ou com chave tipo fechadura, denominada comutador de comando.

As botoeiras protegidas possuem uma guarnição que impede a ligação acidental e possuem longo curso para a ligação.

As com chave são do tipo comutadoras, que tem por finalidade impedir que qualquer pessoa ligue o circuito.

As botoeiras ainda podem ser apresentadas no tipo pendente. Nesse caso. sua utilização destina-se ao comando de pontes rolantes, talhas elétricas ou. ainda, máquinas operatrizes em que o operador tem de liga-las em varias posições diferentes. Elas possuem formato anatômico.

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Chaves Auxiliares Tipo BotoeiraAs botoeiras luminosas são dotadas de lâmpadas internas, que se iluminam quando os botões são

acionados

ObservaçãoNão devem ser usadas para desligar nem para ligar emergência.

Botoeira e Sinalizadores;

Constituição das botoeiras.As botoeiras são essencialmente constituídas de botões propriamente ditos, dos contatos móveis e

aos contatos fixos.Os contatos móveis podem ter um movimento de escorregamento para automanutenção, ou seja.

retiram qualquer oxidação que possa aparecer na superfície de contato.Esses contatos são recobertos de prata e construídos para elevado número de manobras.

aproximadamente 10 milhões de operações.

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Chaves Auxiliares Tipo Botoeira

Constituição das botoeiras.

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Botoeiras e Sinalizadores

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SinalizaçãoA sinalização é a forma visual ou sonora de se chamar a atenção para uma situação determinada em

um circuito, em uma máquina ou em um conjunto de máquinas.É feita por buzinas (fig.1) ou campainhas, ou por sinalizador luminoso (fig.2) em cores

determinadas por normas.

Sinalizadores Luminosos (fig.3)Partes constituintes e montagem das peças de um sinalizador:

SinalizadoresSinalização Luminosa

A sinalização luminosa tem maior aplicação, e suas cores são estabelecidas por normas para as principais aplicações.

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SinalizadoresSinalização Luminosa

Cores de sinalização para indicações de operação:Norma VDE

CoresCondição de OperaçãoExemplos de Aplicação

VermelhoCondições AnormaisIndicação de que a máquina está paralisada, pela atuação de um dispositivo de proteção.Ex: Uma sobrecarga ou qualquer falhaAviso para a paralisação de máquina, Ex: Devido a uma sobrecarga.

AmareloAtenção ou CuidadoO valor de uma grandeza aproxima-se do seu valor-limite (corrente, temperatura).Sinal para o ciclo de operação automático.

VerdeMáquina pronta para operarPartida normal; todos os dispositivos auxiliares funcionam e estão prontos para operar. A pressão hidráulica ou a tensão estão nos valores específicos.O ciclo de operação está concluído, e a máquina está pronta para operar novamente.

Branco(incolor)Circuitos sob tensão em operação (funcionamento normal)Chave principal na posição Liga. Escolha da velocidade ou do sentido de rotação.Acionamentos individuais e dispositivos auxiliares estão operando.Máquina em movimento.

AzulTodas as funções para as quais não se aplicam as cores acima.

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Usa-se ainda a sinalização intermitente, quando é necessária uma atenção mais urgente.Sob cada sinalizador deve haver uma plaqueta de identificação.Além das plaquetas. os sinalizadores podem conter ainda, nas lentes, símbolos, números. letras ou

textos, que indicam uma situação dos circuitos ou das máquinas.A lente do sinalizador deve propiciar bom brilho e apresentar-se completamente opaca em relação à

luz ambiente, quando a lâmpada está apagada.

Sinalização Sonora - Buzinas e CampainhasAs buzinas são usadas para indicar o início de funcionamento de uma máquina. ou ficar á

disposição do operador. quando for necessário; e usada, por exemplo, em pontes rolantes.O som deve estar entre 1 000 e 3 000 ciclos, e conter harmônicos que o tornarão distinto do ruído

local.As campainhas são usadas para indicar anomalias em máquinas. Por exemplo, se um motor com

sobrecarga não puder parar de imediato, o alarme chamará a atenção do operador para as providências necessárias; ou poderá indicar a sua parada anormal.

Instalação de SinalizadoresNa instalação de sinalizadores para indicar abertura ou fechamento de contator, é importante

verificar se a tensão produzida por auto-indução não virá a queimar a lâmpada.Nesse caso a lâmpada deverá ser instalada através de um contato auxiliar, evitando-se a elevada

tensão produzida na bobina do contator. (fig. abaixo).

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Diagramas de Comando

NormasEm comando industrial, assim como qualquer outra área eletro-eletrônica, cada elemento de

comando possui um símbolo característico que evidencia sua função em termos de operação. Todos os elementos acionáveis elétrica ou mecanicamente, sua simbologia é representada, tendo em vista o elemento desacionado.

Assim como as normas técnicas variam de país para país, os símbolos dos elementos elétricos variam de acordo com cada norma. Para tanto utilizam-se tabelas contendo as simbologias das principais normas. O texto normativo da ABNT nos dá o critério a ser adotado nos traçados dos símbolos gráficos.

A seguir relacionaremos os símbolos de maior uso eletrotécnico comparando sempre que possível o símbolo ABNT com o da IEC. DIN, ANSI, visando facilitar a modificação de diagramas de ligação desenhados segundo normas externas para as brasileiras.

Num projeto de comando industrial antes de ser desenhado, devemos tomar a precaução de utilizarmos toda a simbologia em apenas uma norma, pois o bom senso manda que nunca misturemos simbologias de normas diferentes. As quatro normas mais utilizadas em comando industrial são:

Sigla Significado e Origem

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas (Brasil)

IEC International Electrotechnical Comission (Internacional)

DIN Deustche Institut Fur Normen (Alemanha)

NEMA National Eletrical Manufactures (USA)

VDE Verband Deustscher Elektrotechniker (Alemanha)

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Simbologia

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Simbologia

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Simbologia

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Simbologia

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Diagrama de Comando

O Diagrama de Comando faz a representação esquemática dos circuitos elétricos responsável pelo funcionamento seqüencial, ou seja, é o “cérebro elétrico” da máquina. Ele mostra os seguintes aspectos:funcionamento seqüencial dos circuitos;► representação dos elementos, suas funções e as interligações, conforme as normas estabelecidas;► visão analítica das partes ou do conjunto;► possibilidade de rápida localização física dos componentes.

Tipos de DiagramasOs diagramas podem ser multifilar completo (ou tradicional) e funcional.O diagrama multifilar completo ou tradicional representa o circuito elétrico como é montado.

Esse tipo de diagrama é difícil de ser interpretado e elaborado, principalmente quando os circuitos são complexos. Veja a ilustração a seguir.

Em razão das dificuldades de interpretação desse tipo de diagrama, os três elementos básicos dos diagramas, ou seja, os caminhos da corrente, os elementos e suas funções e a seqüência funcional são separados em duas partes representadas por diagramas diferentes.

O diagrama simplificado no qual os aspectos básicos são representados de forma prática e de fácil compreensão é chamado de diagrama de comando. Veja a ilustração a seguir.

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Diagrama de Comando Diagrama Principal

A representação, a identificação e a localização física dos elementos tornam-se facilmente compreensíveis com o Diagrama de Execução ou de disposição mostrado a seguir.

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Diagrama de Comando

A tabela a seguir ilustra cada parte do esquema do circuito de comando.

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ELÉTRICOS CURSO DE COMANDOS

Motores Elétricos

Os motores elétricos são máquinas que transformam energia elétrica em energia mecânica. Assim, ao ligarmos um motor a rede, ele irá absorver uma quantidade de energia elétrica, e, em troca, acionara uma carga.

Esse processo de conversão da forma de energia e análogo ao que se verifica num motora gasoli-na.

Existem vários tipos de motores, que podem ser classificados em função da sua construção, princípio elétrico, ligação elétrica, características elétricas, torque e propriedades.

A seguir, serão fornecida a classificação mais comum dos tipos de motores, e, depois, serão apresentados os motores mais importantes, com o seu funcionamento, características e aplicações.

Classificação dos Motores Elétricos.(quanto ao tipo de corrente)

Motores Elétricos deCorrente Alternada (CA)

Motores de CorrenteContínua (CC)

Motores Trifásicos(CA)

Motores Monofásicos Motores UniversaisCA / CC

- de indução ou - de indução ou assíncrono assíncrono- síncrono - série

- repulsão

Pode-se classificar os motores elétricos, quanto à energia elétrica absorvida, da seguinte maneira:

Motores elétricos de corrente alternada (CA).Motores elétricos de corrente contínua (CC).Os motores elétricos de CA são, hoje, os mais utilizados. Por essa razão, trataremos apenas desses

motores.

Os motores CA podem ser monofásicos ou trifásicos. Os motores monofásicos são alimentados nos sistemas fase neutro, quando trabalham em 110V, e

nos sistemas de fase e fase, quando trabalham em 220V.

Os motores monofásicos mais utilizados são:motor monofásico universal;motor monofásico de anel em curto;motor monofásico de fase auxiliar.

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Motores Elétricos

Motor Monofásico Universal.O motor elétrico universal permite ligações tanto em corrente contínua quanto em corrente alterna-

da. São construídos para tensões 110V e 220V CC ou CA e normalmente a sua potência não vai além de 300W.

Esse tipo de motor é aplicado na maioria dos aparelhos portáteis eletrodoméstios e algumas máquinas portáteis usadas na industria.

A figura abaixo ilustra o rotor (parte que gira) e o estator (parte fixa) de um motor universal.

O motor universal é o único motor monofásico cujas bobinas do estator são ligadas eletricamente ao rotor por meio de dois contatos deslizantes (escovas). Estes dois contatos, por sua vez, ligam em série o estator e rotor.

Os motores universais apresentam elevado conjugado de partida e tendência a disparar, mas permitem variar a velocidade ao variar o valor da tensão de alimentação. Veja abaixo o esquema de ligação do motor universal.

È possível inverter o sentido do movimento de rotação deste tipo de motor invertendo apenas as ligações nas escovas. Ou seja, a bobina ligada à escova “A” deverá ser ligada à escova “B”, e vice-versa.

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Motores Elétricos

Motor Monofásico Universal.

Os motores universais são motores de CA mais empregados. Normalmente, sua potência não ultrapassa a

5OOW ou O,75CV e permite velocidades de 1 500 à 15 000 rpm.Este tipo de motor é utilizado em máquinas de costura, liquidificadores, enceradeiras, aspiradores de pó,

máquinas portáteis (furadeira, lixadeira, serras), etc.

Motor Monofásico de anel em curto;Esses motores são construídos para tensões de 110V e 220V, 60Hz, 25W a 120W e, normalmente

para velocidades de 1000 a 3400 rpm para 60Hz. Tem velocidade constante e não admite regulagem e reversibilidade.

A aplicação desses motores se faz em pequenas máquinas, tais como: toca-discos, relógios, servo-mecanismo, secadores de cabelo etc., porque é um motor de baixo rendimento (fig. abaixo).

Motor Monofásico de fase auxiliar. motor monofásico de fase auxiliar é o de mais larga aplicação. Sua construção mecânica é igual a

dos motores trifásicos de indução.

Suas características principais são:• no estator, há dois enrolamentos: um de fio mais grosso e com grande número de espiras (enrolamento

principal ou de trabalho) e o outro de fio mais fino e com poucas espiras (enrolamento auxiliar ou de partida);

• o enrolamento principal fica ligado durante todo o tempo de funcionamento do motor, mas o enrolamento auxiliar só atua durante a partida. Esse enrolamento é desligado ao ser acionado um dispositivo automático localizado parte na tampa do motor e parte no rotor;

• geralmente um capacitor é ligado em série com o enrolamento auxiliar, melhorando desse modo o conjugado de partida do motor.

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Motores Elétricos

Motor Monofásico de fase auxiliar.

Ligação dos motores monofásicos.Os motores monofásicos de fase auxiliar podem ser construídos com dois, quatro ou seis terminais

de saída.Os motores de dois terminais funcionam em uma tensão (110 ou 220V) e em um sentido de

rotação.

Os de quatro terminais são construídos para uma tensão (110 ou 220V) e dois sentidos de rotação, os quais são determinados, conforme a ligação efetuada entre o enrolamento principal e o auxiliar.

De modo geral, os terminais do enrolamento principal são designados pelos números 1 e 2, e o auxiliar

por 3 e 4.Para inverter o sentido de rotação, é necessário inverter o sentido da corrente no enrolamento auxiliar, isto é, trocar o 3 pelo 4.

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Motores Elétricos

Motor Monofásico de fase auxiliar.Os motores de seis terminais são construídos para duas tensões (110 e 220V) e para dois sentidos de

rotação.Para a inversão do sentido de rotação, inverte-se o sentido da corrente no enrolamento auxiliar.O enrolamento principal é designado pelos números 1, 2. 3 e 4 e o auxiliar por 5 e 6. Para a inversão do

sentido da rotação, troca-se o terminal 5 pelo 6.As bobinas do enrolamento principal são ligadas em paralelo, quando a tensão é 110V e em série,

quando é de 220V.

O motor de fase auxiliar admite reversibilidade quando se retiram os terminais do enrolamento auxiliar para fora com cabos de ligação. Admite, também, chave de reversão, mas neste caso, a reversão só é possível com o motor parado.

A potência deste motor varia de 1/6 CV até 1CV, mas para trabalhos especiais existem motores de maior potência.

A velocidade é constante, variando de 1425 a 3515 rpm, de acordo com a freqüência e o número de pólos.

Motores Trifásicos.O motores trifásicos são motores próprios para serem ligados aos sistema elétrico de 3 fases e são

os motores de emprego mais amplo na indústria.Oferecem melhores condições de operação do que os monofásico (não necessitam de auxilio na

partida e dão rendimento mais elevado) e não dependem de redes elétricas especiais, como os motores de corrente contínua.

Os motores trifásicos são encontrados nos três tipos seguinte

► motor assíncrono com rotor em curto;

► motor assíncrono com rotor bobinado;

► motor síncrono.

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Motores Elétricos

Motores Trifásicos.O primeiro tipo é o mais largamente usado; o segundo e o terceiro são mais raros. Os três têm

idêntica constituição do estator, diferenciando-se apenas no rotor.No estator dos motores trifásicos têm-se, convenientemente dispostos, três enrolamentos (um para

cada fase) interligados de modo que, estando o núcleo de ferro e as bobinas do estator parados, pelo efeito da corrente trifásica cria-se um “campo magnético girante”, que arrasta o rotor, dando-lhe movimento.

Do enrolamento do estator saem os fios para ligação do motor à rede elétrica, podendo sair 3, 6, 9 ou 12 condutores.

Os motores trifásicos diferenciam-se nos rotores. Neles se montam, além dos 3 tipos de enrola-mentos diferentes, os anéis coletores com a seguinte aparência:

O rotor em curto ou gaiola de esquilo não é ligado eletricamente a nenhum dispositivo. Por isso, não dispõe de anel coletor.

O rotor bobinado do motor assíncrono deve ser ligado a um reostato, dando lugar a uma regula-gem da corrente que circula no seu enrolamento e, assim, possibilitando uma partida mais suave ou vari-ando a velocidade de funcionamento.

Por esse motivo, o rotor bobinado dispõe de 3 anéis coletores.O rotor do motor síncrono é alimentado por corrente continua e, por isso, dispõe de 2 anéis

coletores.Note-se que, embora em certos tipos de motores trifásicos o rotor deva ser ligado a algum

dispositivo externo, em nenhum deles o rotor é ligado à rede elétrica que alimenta o estator.figuras abaixo.

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Motores Elétricos

Motores Trifásicos.Esses três tipos de motores trifásicos tem algumas características de funcionamento diferentes e a

escolha de um ou outro tipo depende do trabalho que irá realizar-se, principalmente quanto à maior ou menor capacidade de arranque ou à velocidade constante, ajustável ou síncrona que se pretenda do motor.

MotorTrifásico

Variaçãoda

Velocidade

Controleda

Velocidade

Capacidadede

Arranque

Aplicações

Assíncrono com rotor em

curto

Varia de 3 a 5% entre vazio e plena carga

Nenhum, excetonos tipos de ve-

locidade múltiplaprojetado para duas ou mais velocidades

Baixa e Média

Recomenda-se para serviços que não exijam velocidades variáveis, como partida com carga, moinhos,

ventiladores, prensas, bombas centrífugas, máquinas operatrizes

Assíncrono com rotor bobinado

Varia de 3 a 5% entre vazio e a

plena carga com o reostato e em curto-circuito

A velocidade pode ser reduzida

em 50% pelo reostato. A

velocidade varia inversamente à

resistência.

Alta Recomenda-se para serviços onde se faz necessária velocidade variável e partida com carga:

compressores, transportadores, guindastes, pontes rolantes, etc.

Motor síncrono

Não há variação.A velocidade é

constante (síncrona)

Nenhum, exceto em raros motores

de duas velocidades

fixas.

Muito baixa Em serviços que exigem velocidade constante ou onde se

deseja corrigir o fator de potência da rede elétrica.

Os motores são encontrados padronizados para as tensões 220, 380 e 440V freqüências de 60Hz.A ligação dos motores trifásicos é a conexão elétrica dos terminais do motor, a fim de proporcionar

ao mesmo condições de funcionamento.Pode-se encontrar motor trifásico com 3, 6, 9 ou 12 terminais. Os motores de 3 terminais são

construídos para funcionar apenas em uma tensão, seja 220, 380, 440 ou 760V.

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Motores Elétricos

Motores de 3 terminais.A ligação de motor com 3 terminais à rede se faz conectando os terminais 1, 2, e 3 aos terminais da

rede R, S e T, em qualquer ordem.

Motores de 6 terminais.Atualmente, a disposição de bornes que mais se encontra nos motores trifásicos é de 6 terminaisCom essa disposição, os motores trifásicos podem ser ligados em duas tensões, geralmente para

220V (triângulo Δ) e 380V.(estrela Y) para acoplamento à rede trifásica. Para isso, deve-se levar em conta a tensão na qual irá operar.

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Motores Elétricos

Tensão de motores:Motores para funcionar com 220V e 440V.Na figura abaixo, temos duas bobinas de um motor ligadas em paralelo e alimentadas em 220V.

Ligando-se essas bobinas em série, elas poderão ser alimentadas com 440V, produzindo o mesmo campo magnético.

Veja esta ligação abaixo.

A mudança de ligação das bobinas, de paralelo para série, é feita com a ligação adequada dos bornes na caixa de ligação do motor.

Motores para funcionar com 220V e 380V.Na figura seguinte temos três bobinas de um motor formando uma ligação que é chamada

triângulo O símbolo da ligação triângulo é ∆ .As bobinas estão alimentadas com 220V.

Na ligação triângulo (220V), o início de uma fase é fechado com o final da outra e essa junção é ligada à rede.

Este tipo de ligação exige seis terminais no motor e serve para quaisquer tensões nominais duplasExemplos: 220/380V – 380/660V – 440/760V.

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Motores Elétricos

Tensão de motores:Essas mesmas bobinas podem ser ligadas formando uma outra ligação, chamada estrela.O símbolo da ligação estrela é Y.Na ligação Y as bobina são alimentadas com 380V.Veja na figura abaixo a ligação estrela.

Na ligação estrela (380V) os terminais 4,5 e 6 são interligados e os terminais 1,2 e 3 são ligados à rede.

O valor 380V é obtido efetuando-se a multiplicação 220V x √3. (√3 é o fator da corrente trifásica).

As ligações de 220V e 380V são mais comuns em motores pequenos e médios.

Motores fabricados para funcionar com 220V, 380V e 440V.Esses motores são chamados de tripla tensão.Essas tres tensões são obtidas combinando-se as ligações em série, em paralelo, estrela e triângulo.Veja na figura seguinte o esquema de ligação entre as bobinas do motor para funcionamento com

220V.Esse tipo de ligação chama-se duplo triângulo.

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Motores Elétricos

Tensão de motores:Observe na figura a seguir o esquema para o motor funcionar com 380VEsse tipo de ligação é chama-se dupla estrela.

Veja a figura seguinte o esquema para o motor funcionar com 440V.Esse tipo de ligação chama-se triângulo.

Observação:A tensão 760V não é padronizada para circuitos de baixa tensão.Portanto, esta ligação só poderá ser usada para partida estrela-triângulo em redes de 440V.

Sentido de rotação dos motores:Os motores elétricos são fabricados para girar nos dois sentidos. Há casos especiais em que a

rotação é feita em sentido único.Nesses motores com um único sentido de rotação há uma seta, na carcaça, indicando o sentido

correto da rotação.Nos motores com duplo sentido é obtido trocando-se a ligação de dois condutores de alimentação.Olhando de frente a ponta do eixo do motor, dizemos que o sentido de rotação é horário ou anti-

horário, conforme seja o caso.

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Motores Elétricos

Placa de Ligação

Ligação Série – Paralela:O enrolamento de cada fase é dividido em duas partes (lembrar que o número de pólos é sempre

par, de modo que este tipo de ligação é sempre possível). Ligando as duas metades em série, cada metade ficará com a metade da tensão de fase nominal do motor. Ligando as duas metades em paralelo, o motor poderá ser alimentado com uma tensão igual à metade da tensão anterior, sem que se altere a tensão aplicada a cada bobina Veja os exemplos numéricos da figura abaixo:

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Motores Elétricos

Este tipo de ligação exige nove terminais no motor e a tensão nominal (dupla) mais comum, é 220 / 440V, ou seja, o motor é religado na ligação paralela quando alimentado com 220V e na ligação série quando alimentado em 440V.

A figura abaixo mostra a numeração normal dos terminais e o esquema de ligação para estes tipos de motores, tanto para motores ligados em estrela como em triângulo, O mesmo esquema serve para outras duas tensões quaisquer, desde que uma seja o dobro da outra, por exemplo, 230/460V.

Já os motores com 12 terminais tem possibilidade de ligação em quatro tensões:

220V – 380V – 440V – 760V

Ligação triângulo paralelo;Ligação estrela paralela, sendo igual a 3 vezes a primeira;Ligação triângulo série, valendo o dobro da primeira;Ligação estrela série, valendo 3 vezes a terceira. Mas, como esta tensão seria maior que 600V,é indicada apenas como referência de ligação estrela-triângulo.

Exemplo: 220 / 380 / 440 / (760)VEste tipo de ligação exige 12 terminais e a figura abaixo mostra a numeração normal dos terminais

e o esquema de ligação para as três tensões nominais.

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RELÉS DE SOBRECARGA

Diferentemente dos fusíveis, que se autodestroem, os relés abrem os circuitos em presença de sobrecarga, por exemplo, e continuam a ser usados após sanada a irregularidade.

Em relação aos fusíveis, os relés apresentam as seguintes vantagens:

- ação mais segura;- possibilidade de modificação do estado ligado para desligado (e vice-versa);- proteção do usuário contra sobrecargas mínimas dos limites predeterminados;- retardamento natural que permite picos de correntes próprios as partidas de motores.

Tipos de relés

Os relés que são usados como dispositivos de segurança podem ser:- eletromagnéticos;- térmicos.

Os relés eletromagnéticos mais comuns são de dois tipos:- relé de mínima tensão;- relé de máxima corrente.

O relé de mínima tensão recebe uma regulagem aproximadamente 20% menor do que a tensão no-minal. Se a tensão abaixar a um valor prejudicial, o relé interrompe o circuito de comando da chave principal e, abre os contatos dessa chave.

Os relés de mínima tensão são aplicados principalmente em contatores e disjuntores.

O relé de máxima corrente é regulado para proteger um circuito contra excesso de corrente. Esse tipo de relé abre, indiretamente, o circuito principal assim que a corrente atingir o limite da regulagem.

Relés térmicos – Esse tipo de relé, como dispositivo de proteção, controle ou comando do circuito elétrico, atua por efeito térmico provocado pela corrente elétrica.

O elemento básico dos relés térmicos é o bimetal.O bimetal é um conjunto formado por duas laminas de metais diferentes (normalmente ferro e

níquel) sobrepostas e soldadas.Esses dois metais, de coeficientes de dilatação diferentes, formam um par metálico. Por causa da

diferença de dilatação, se o par metálico for submetido a uma temperatura elevada, um dos metais do par vai se dilatar mais que o outro.

Por estarem fortemente unidos, o metal de menor coeficiente de dilatação provoca o encurvamento do conjunto para o seu lado, afastando o conjunto de um ponto determinado.

Esse movimento é usado para disparar um gatilho ou abrir um circuito. Portanto, essa característica do bimetal permite que o relé exerça o controle de sobrecarga para proteção dos motoes.

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apostila de comandos elétricos

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