Programa de Formação Técnica Continuada. Categoria de Emprego para Motores CA / CC

Transcrição

1 Programa de Formação Técnica Continuada Categoria de Emprego para Motore CA / CC

2 Índice.Introdução.... Chave manuai etrela triângulo.... O motore.... Motore de indução tipo gaiola.... Motore de indução com rotor bobinado.... Motore de corrente contínua.... O deenvolvimento hitórico do dipoitivo de partida para motore.... Chave de faca.... Chave interruptora.... Chave compenadora manuai de partida.... Chave etrela-triângulo automática.... Chave compenadora automática....7 Chave magnética automática para partida direta de motore.... A carga reitiva.... A carga de iluminação.... A claificação do contatore em categoria...

3 Claificação do contatore. Introdução A uportabilidade do contatore ao eforço decorrente da interrupção de corrente uperiore à ua corrente nominal e a ua durabilidade ao er ubmetido a operaçõe repetida levou a uma claificação do contatore pela IEC. Ea claificação leva em conta: n A freqüência da operaçõe liga - deliga n valor da obrecarga n fator de potência da carga n tipo de operação do motore: na partida, na frenagem, na inverão da rotação, etc. Uma da carga que pode apreentar variação muito grande na olicitação elétrica e térmica do contatore é a contituída pelo motore que podem er manobrado em vária ituaçõe: npartida, quando a corrente podem chegar a 7 (ou mai) veze a corrente nominal nfrenagem em carga, em que o motor é bloqueado pela inverão do campo girante ou pela inerção de corrente no etator. ninverão, quando além de bloqueado o motor deve partir para trabalhar em entido invero de rotação. Vamo examinar ea ituaçõe para o divero tipo de motore e o outro tipo de carga que o contatore acionam.. O motore O motore ão máquina que recebem energia elétrica da rede caracterizada por tenão, corrente e fator de potência e fornecem energia mecânica no eu eixo caracterizada pela rotação e conjugado. São o eguinte o tipo de motore a erem coniderado:. O motore de indução tipo Gaiola Nete motore há: num etator com enrolamento montado na carcaça do motor que vai fornecer o campo girante do motor num rotor com o enrolamento contituído por barra curto-circuitada que ob ação do campo girante irá fornecer energia mecânica no eixo do motor. Tampa Priioneiro Rolamento Rolamento Rotor Carcaça Ecudo Ventilador Tampa Quando o motor é energizado ele funciona como um tranformador com o ecundário em curto-circuito e portanto exige da linha uma corrente muito maior que a nominal, podendo chegar a 7 veze a corrente nominal. À medida que o campo girante "arrata" o rotor aumentando ua velocidade a corrente vai diminuindo até atingir a corrente nominal quando a rotação atinge eu valor nominal. Se o motor é energizado em vazio ele adquire rapidamente ua velocidade nominal e a diminuição da corrente erá, correpondentemente, rápida também. Neta ituação, o motor pode partir com uma tenão bem abaixo da nominal (O%, por exemplo) e quando

4 ua velocidade etiver próxima da nominal poderá er alimentado com ua tenão nominal. Terminal Terminal plate Se o motor partir "em carga" a ituação é mai complicada, poi e tentarmo dar a partida com 0% da tenão nominal ele pode não coneguir atingir ua rotação nominal e começar a aquecer por etar com uma corrente maior que a nominal. Ito acontece porque o conjugado oferecido pelo motor no eu eixo erá menor quando a tenão for menor (a corrente é menor e a energia elétrica de entrada erá menor e portanto a energia mecânica diponível no eixo erá menor). End hield haft end Mounting Bearing rod Wound rotor with open lot Collecting ring Bruhe and bruh holder End hield lip-ring ide Stator Fan Ventilation cover with inpection door Será precio partir com %, 80% ou 00% da tenão nominal com corrente correpondentemente maiore e olicitaçõe elétrica ao contatore (e ao circuito) cada vez maiore. A emprea fornecedora de energia elétrica (a conceionária) exigem que haja uma limitação da corrente de partida do motore, de acordo com a condiçõe do eu itema: a potência intalada diponível (gerada ou comprada) e o dimenionamento do condutore. Eta exigência é feita para não prejudicar a qualidade da energia fornecida poi no momento da partida de um motor grande de um conumidor haverá uma queda de tenão no alimentadore e outro conumidore receberão a energia ob uma tenão mai baixa. Uma conceionária de uma pequena cidade irá, poi, exigir redução da corrente de partida em motore pequeno enquanto que conceionária de grande cidade poderão admitir a partida direta (com 00% da tenão) de motore bem maiore. diferente valore de reitore pode-e coneguir valore elevado do torque na partida (por exemplo veze o torque nominal) com uma corrente de partida, veze a nominal. A contra-partida é o aumento da perda.. Motore de corrente contínua Nete motore o controle da velocidade é feito pelo inerção de reitore com derivaçõe que permitem ir reduzindo gradativamente o valor da reitência e, ao memo tempo, obter um elevado torque de partida. L I α B F(N) = L l B in α Para reduzir a tenão de entrada, podem er uado: I nreitore ou indutore em érie ntranformadore ou auto-tranformadore nchave etrela-triângulo nchave compenadora Seu uo erão apreentado mai adiante. S F F L. Motore de indução com rotor bobinado O enrolamento do rotor ão análogo ao do etator e o terminai ão ligado a anéi coletore com ecova. If I If O motore com rotore bobinado e anéi encontram eu maior campo de aplicação quando há neceidade de torque elevado de partida. A partida é feita introduzindo-e um reitor em érie com o enrolamento do motor atravé do anéi. Com ito, é reduzida a corrente em diminuir ou memo aumentar o torque de partida. Se forem uado Torque é igual a: T = K Ø I (Ø = fluxo de campo)

5 . O deenvolvimento hitórico do dipoitivo de partida para o motore.. Chave de faca É o dipoitivo mai imple que ó é aplicável a motore muito pequeno devido ao degate na faca e no contato provocado pelo arco tanto no fechamento quanto na abertura. Eta chave não permitem o deligamento automático por obrecarga. Na alimentação ão intalado diparadore de obrecarga em dua fae para deligamento em cao de obrecarga no motor. É intalada também uma bobina de tenão nula entre dua fae da alimentação. Com ito já e podia: ndeligar o motor remotamente. ndeligar o motor em cao de obrecarga, diretamente em dua fae e indiretamente na terceira fae. Continuava a er neceária a partida no local, o uo de fuívei para proteção contra o curto-circuito e não e podia melhorar o torque de partida que ficava reduzida a (/), já que ele é proporcional ao quadrado da tenão aplicada na hora da partida.. Chave compenadora manuai de partida Ete foi durante alguma década o dipoitivo mai uado para partida de motore. Eta chave pouía um auto-tranformador com trê derivaçõe: 0%, % e 80% da tenão nominal. Aociada a fuívei, oferecem proteção contra curtocircuito. Não permitem comando à ditância.. Chave interruptora Neta chave a velocidade de abertura não depende do operador. O movimento da faca é comandado por uma mola que é liberada quando a alavanca chega a uma dada poição. Diminui o degate na abertura ma continuam havendo o outro inconveniente da chave de faca imple. Exitiam dua verõe para o auto-tranformadore: ncom doi enrolamento, para motore bifáico ou trifáico alimentado em delta aberto. ncom trê enrolamento para motore trifáico alimentado em triângulo. - Q 0/L /L /L. Chave manuai etrela-triângulo O motor é energizado com VN / até e aproximar de ua velocidade nominal e nee intante o operador muda a chave para a outra poição em que o motor paa a er alimentado com ua tenão nominal. É neceário que o terminai da bobina ejam aceívei para que ejam feita a conexõe. - F - KM U V W L L L Q U V W U V W - KM T KM KM KM U V W - KM M U V W F U V W 0 Graça à trê derivaçõe (ou tap) era poível melhorar o torque de partida: e a condiçõe de carga não permitiam atingir a rotação nominal com 0% da tenão, mudava-e a derivação para %, ou, e

6 neceário, 80%. Com ito acertava-e o torque do motor à condiçõe de partida. Ea era a vantagem em relação à etrela-triângulo. A mudança da poição "Partida" para a poição "Marcha" era feita pelo operador quando entia que o motor etava alcançando ua rotação nominal. O diparadore de obrecarga eram intalado em dua fae e o contato eram intalado em uma caixa com óleo iolante para aumentar a durabilidade do contato. Outra caracterítica: npodia-e deligar à ditância, ma não e podia ligar à ditância na obrecarga era detectada omente em dua fae nhavia deligamento quando da falta de tenão, por uma bobina de tenão nula ligada entre dua fae; e houvee falta na terceira fae o motor continuava a er alimentado e ó eria deligado pelo relé de obrecarga. no diparador de obrecarga atuava, deligando a chave, quando o tempo de partida do motor era elevado, como o grande ventiladore. tranformador ntêm uma durabilidade elevada, de acordo com a do vida elétrica do contatore utilizado no ciclo de operaçõe permite um elevado número de operaçõe/hora..7 Chave magnética automática para partida direta do motore Quando o regulamento da conceionária ou a ubetação própria permitem (o que é o cao da grande indútria) o motore ão ligado ob a tenão nominal atravé de contator ou contatore em caixa blindada permitindo: npartida e deligamento no local ou à ditância ncontrole da obrecarga, deligando quando neceário nenore de temperatura intalada no motore que comandam o deligamento por corte da tenão em circuito auxiliar. nciclo de erviço permitindo um elevado número de partida por hora, de acordo com o tipo de contator empregado. Chave etrela-triângulo automática Com a melhoria da qualidade do contatore e o abaixamento do eu cuto, a chave manuai foram ubtituída por "chave automática" contituída por conjunto de contatore dentro de uma caixa metálica. Com ito foram uprimida alguma da devantagen da chave manuai e a nova chave permitiram: npartida e parada no local ou à ditância. ndiparadore de obre carga na trê fae ndeligamento da chave quando há falta de tenão em qualquer da fae. ndipenar o uo de fuívei pelo uo de moderno dijuntore limitadore. ndurabilidade elevada, de acordo com a vida elétrica do contatore. npaagem da poição "partida" para a poição "marcha" automaticamente, comandada por: ndiparadore de tempo ajutado para cada cao nsenore de velocidade intalado no motore. Chave compenadora automática L L L KM Q M. A carga reítiva A operação deta carga não apreenta dificuldade para o contatore poi o fator de potência é muito favorável para a interrupção (muito próximo de ) e ela não ão operada com alta frequência de deligamento e ligamento. Quando há neceidade de redução da corrente de partida com um certo controle do torque ão uada atualmente eta chave que contêm um autotranformador trifáico ou bifáico e que têm a eguinte caracterítica: nnão uam fuívei, e o dijuntore forem limitadore npodem er comandado no local ou à ditância ntêm trê diparadore de obrecarga ndeligam em cao de falta de qualquer fae atravé do diparadore correpondente npermitem controlar o torque, na partida, e neceário pela mudança na derivação do. A carga de iluminação A lâmpada incandecente têm um comportamento imilar à carga reitiva vita acima. A lâmpada de decarga dependem do tipo de reator empregado e da exitência de correção do fator de potência. Como a frequência de operação do itema de iluminação é muito baixa (uma ou da veze por dia) o dijuntore não têm olicitação muito elevada.

7 . A claificação do contatore em categoria A claificação do contatore é feita em categoria para orientar o uuário para não uar um contator não adequado para a ua aplicação. Um uuário não informado pode empregar um contator muito caro com uma vida eletro-mecânica maior que a neceária, ou, ao contrário, uar um contator de baixo cuto com vida eletro-mecânica menor que a neceária. AC - Se aplica ao motore em Gaiola com interrupção de IN. Condiçõe para o contatore: nno fechamento deve etabelecer a corrente de partida de a 7 x IN. nna abertura, interromper a corrente de partida ob uma tenão inferior à nominal, da ordem de 0% da VN nexemplo de aplicação: elevadore, ecada rolante, correia tranportadora, compreore, bomba, mituradore não metálico, climatizadore. A norma IEC 97- apreenta a eguinte claificação: para o contatore em CA : AC- - Se aplica a todo aparelho em CA com fator de potência 0,9. nexemplo: aquecimento, ditribuição AC - Neta categoria o contatore ão empregado no cao em que há frenagem por contracorrente e acionamento por pulo tanto no motore em gaiola como no com anéi. Condiçõe para o contatore: AC- - Se aplica ao motore de anéi: para partida, frenagem em contracorrente ou acionamento por pulo. Condiçõe para o contatore: nno fechamento o contator deve etabelecer a corrente de partida de,.in nna abertura deve interromper a corrente de partida ob a tenão da rede. O contator deve etabelecer uma corrente que pode atingir a 7 x IN. No deligamento a corrente a er interrompida é da mema ordem de grandeza e a tenão erá tão maior quanto menor for a velocidade do motor, podendo er igual à da rede o que é uma condição evera.

8 Para o contatore trabalhando em CC. a IEC 97- etabelece a eguinte claificação: DC- - O contatore deta categoria e detinam a operar aparelho cuja contante de tempo (C/R) é inferior ou igual a m. DC- - Nete cao o contatore podem er aplicado para partida, frenagem contracorrente bem como acionamento por impulo de motore hunt; a contante de tempo deve er inferior ou no máximo igual a m. Condição para o contatore: nno deligamento o contator deve er capaz de interromper a corrente de, veze a corrente nominal ob a tenão nominal e no ligamento, etabelece a mema corrente. DC- - O contatore deta clae ão aplicado na partida, frenagem contracorrente e acionamento por pulo de motore érie com contante de tempo 7, m. O contator deve er capaz de etabelecer um pico de corrente com valor igual a, veze corrente nominal e interromper a mema corrente ob uma tenão que pode chegar a er igual à da rede. 7