10. CIRCUITO TRIFÁSICO

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1 10. CIRCUITO TRIFÁSICO A maior parte da geração, transmissão e utilização em alta potência da energia elétrica envolve sistemas polifásicos, ou seja, sistemas nos quais são disponíveis diversas fontes de mesma amplitude com uma diferença de fase entre elas. Por possuir vantagens econômicas e operacionais, o sistema trifásico é o mais difundido. Uma Fonte Trifásica é constituída de três fontes de tensões iguais defasadas 120 uma da outra. As figuras abaixo apre sentam o esquema de um gerador trifásico com as tensões produzidas PRODUÇÃO DA TENSÃO TRIFÁSICA Fig Gerador Supondo o rotor girando no sentido anti-horário com 3600 RPM (f = 60 Hz) um seu campo magnético corta os rolamentos do induzido, induzindo neles as tensões senoidais ilustrados na figura. Estas tensões atingem seus valores máximos e mínimos com uma distância de 1/3 de um período, ou seja, com uma defasagem de 120, e isto devido ao deslocamento espacial de 120 dos enrolamentos do induzido. Como resultado, visto que as bobinas são iguais (mesma seção e mesmo número de espiras), o alternador produz 3 tensões de mesmo valor eficaz com uma defasagem de 120 entre elas. Normalmente estas tensões são geradas em 13,8 kv. Tem-se portanto:

2 2 O diagrama fasorial destas tensões é apresentado a seguir. Fig. 75: Fasores trifásicos Dependendo do autor, poderá ser usada uma nomenclatura diferente para indicar as tensões, como V1, V2, V3, A, B, C ou R, S, T, mas sempre serão 3 fases e defasadas de 120 uma da outra VANTAGENS DO SISTEMA TRIFÁSICO - Permite transmissão de potência de forma mais econômica. - Motores trifásicos não necessitam de capacitores para a partida, motores monofásicos sim. - Maior versatilidade para a montagem do circuito, pois de um circuito trifásico, podem derivar vários monofásicos.

3 3 SISTEMAS EM TRIÂNGULO E ESTRELA Fig. 76: Enrrolamentos do motor Variando o modo de ligação destes 3 enrolamentos do gerador, se obtém 2 tipos de ligações em circuitos trifásicos, a ligação em estrela (Y) e a ligação em triângulo ( ) LIGAÇÃO EM. A figura abaixo apresenta o esquema de ligações que deve ser realizado com os três enrolamentos do gerador para que se obtenha uma conexão em. Fig. 77: Ligação triângulo Quando um gerador tem seus enrolamentos ligados em, as tensões de linha são iguais as tensões de fase e as correntes de linha são diferentes das correntes de fase. A figura abaixo apresenta a nomenclatura utilizada para as tensões e correntes em um circuito em.

4 4 Figura 78: Tensão e corrente em triângulo E deste tipo de ligação, se obtém as equações fundamentais para circuito trifásico em : 10.4 LIGAÇÃO EM Y A figura abaixo apresenta o esquema de ligações que deve ser realizado com os três enrolamentos do gerador para que se obtenha uma conexão em Y.

5 5 Figura 79: Ligação em estrela Quando um gerador tem seus enrolamentos ligados em Y, as tensões de linha são diferentes das tensões de fase e as correntes de linha são iguais as correntes de fase. A figura abaixo apresenta a nomenclatura utilizada para as tensões e correntes em um circuito em Y. Figura 80: Tensão e corrente em estrela E deste tipo de ligação, se obtém as equações fundamentais para circuito trifásico em :

6 EXERCÍCIO RESOLVIDO: Três resistências de 20Ω cada são ligadas em Y a uma linha de 3-Ø de 240V funcionando com um FP de uma unidade. Calcule a corrente através de cada resistência, a corrente da linha e a potência consumida pelas três resistências Calcule as correntes e a potência agora para uma ligação em triângulo.

7 7 Em Y: Em : 10.6 EXERCÍCIOS Desenhe uma rede trifásica ligada em estrela com tensão de linha de 380V mais neutro, nesta rede ligue 2 circuitos monofásicos de iluminação com 220V, um motor monofásico, um motor trifásico e um banco de capacitores Um gerador ligado em Y fornece 40A para cada linha e tem uma tensão de fase de 50V. Calcule a corrente de cada fase e a tensão de linha Em um sistema trifásico em a corrente de linha é 30A, se a tensão de linha for 220V qual a potência liberada (considerar F.P. unitário)?

8 Para cada um dos circuitos que se seguem, determinar (a) a corrente de linha e (b) a impedância Z. Sabe-se que, em ambos os casos, a carga consome 15,8kW com FP = 0, Para o circuito trifásico abaixo determine: a) A potência ativa do motor trifásico, do conjunto de iluminação e do conjunto de motores monofásicos. b) A potência reativa do motor trifásico, do conjunto de iluminação e do conjunto de motores monofásicos. c) Potência aparente da fonte. d) Corrente de linha.

9 : Para o circuito abaixo determine: a) As potências ativa, reativa e aparente do motor trifásico. b) As potências ativa, reativa e aparente do conjunto de motores monofásicos. c) O triângulo de potência total do circuito. d) A corrente de linha do circuito. 11 MOTORES ELÉTRICOS 11.1 HISTÓRICO O ano de 1866 pode ser considerado, em termos práticos, como o ano de nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. Entretanto, deve-se mencionar que esta máquina elétrica, que revolucionou o mundo em poucos anos, foi o último estágio de um processo de estudos, pesquisas e invenções de muitos outros cientistas, durante quase três séculos. Foi o engenheiro eletricista Dobrowolsky, da firma AEG, de Berlim, que, persistindo na pesquisa do motor de corrente alternada entrou, em 1889, com o pedido de patente de um motor trifásico com rotor de gaiola. O motor apresentado tinha uma potência de 80 watts, um rendimento aproximado de 80% em relação à potência consumida e um excelente conjugado de partida. As vantagens do motor com rotor de gaiola em relação ao de corrente contínua eram marcantes: construção

10 10 mais simples, silencioso, menor manutenção e alta segurança em operação. Dobrowolsky desenvolveu, em 1891, a primeira fabricação em série de motores assíncronos, nas potências de 0,4 a 7,5kW. Fig. 85: O Universo Tecnológico em Motores Elétricos 11.2 MOTOR SÍNCRONO Os motores síncronos são motores de velocidade constante e proporcional com a freqüência da rede, desta forma são amplamente utilizados na geração de energia elétrica. Os pólos do rotor seguem o campo girante imposto ao estator pela rede de alimentação trifásica. Assim, a velocidade do motor é a mesma do campo girante. Basicamente, o motor síncrono é composto de um enrolamento estatórico trifásico, que produz o que se designa de campo girante, e de um rotor bobinado (de pólos salientes ou de pólos lisos) que é excitado por uma tensão CC.

11 11 Fig. 86: Motor síncrono 11.3 MOTOR ASSÍNCRONO Os motores assíncronos ou de indução, por serem robustos e mais baratos, são os motores mais largamente empregados na indústria. Nestes motores, o campo girante tem a velocidade síncrona, como nas máquinas síncronas. Teoricamente, para o motor girando em vazio e sem perdas, o rotor teria também a velocidade síncrona. Entretanto ao ser aplicado o conjugado externo ao motor, o seu rotor diminuirá a velocidade na justa proporção necessária para que a corrente induzida pela diferença de rotação entre o campo girante (síncrono) e o rotor, passe a produzir um conjugado eletromagnético igual e oposto ao conjugado externamente aplicado. Basicamente os motores assíncronos se subdividem em dois tipos principais, o Rotor de Gaiola e o Rotor Bobinado Rotor Gaiola Os motores deste tipo também são comumente chamados de motores de GAIOLA DE ESQUILO, pois seu enrolamento rotórico tem a característica de ser curto-circuitado, assemelhando-se a tal, como mostrado na figura a seguir:

12 12 Fig. 87: Motor assíncrono de rotor gaiola Este é o motor mais utilizado em todo mundo, pois é muito mais barato que os demais, sua manutenção também e barata e dificilmente apresenta problema, se comparado aos outros tipos de motores MOTOR CC As máquinas de corrente contínua, em função do seu princípio de funcionamento, permitem variar a velocidade de zero até a velocidade nominal aliada com a possibilidade de se ter conjugado constante. Esta característica é de fundamental importância, pois dessa forma torna-se possível fazer o acionamento em várias aplicações que exigem ampla faixa de variação de velocidade com uma ótima regulação e precisão de velocidade. Sendo um sistema específico e direcionado a aplicações dedicadas, os motores de corrente contínua são dimensionados de forma a ter as suas características definidas especialmente ao acionamento, vindo com isto a acarretar em uma elevação dos custos de produção e ser considerado como uma máquina diferenciada, onde na maior parte das situações é produzida sob encomenda.

13 13 Outra característica destes motores é que possuem em sua maioria ventilação independente e classe de isolamento melhorada (classe F), para que permitam a sua operação em velocidades reduzidas sem problemas de sobreaquecimento e redução de sua vida útil. Fig. 89: Motor Corrente Contínua 11.5 VELOCIDADE NOMINAL É a velocidade (rpm) do motor funcionando à potência nominal, sob tensão e freqüência nominais. A velocidade nominal depende do escorregamento (para motores assíncronos) e da velocidade síncrona. A velocidade síncrona ns (para motores síncronos) é função do número de pólos e da freqüência de alimentação:

14 14 Tabela 2: Velocidades síncronas para os diferentes números de pólos 11.6 RELAÇÃO ENTRE UNIDADES DE POTÊNCIA 11.7 LIGAÇÕES DOS MOTORES Motores Monofásicos Os motores monofásicos normalmente possuem dois enrolamentos principais e um circuito auxiliar de partida, composto por uma chave centrífuga, enrolamento auxiliar e capacitor, como mostra a figura a seguir. Fig. 90: Bobinas de motor monotásico Para fazer a ligação em 127 V, os enrolamentos principais são ligados em paralelo, juntamente com o circuito auxiliar. Observe a Figura 1.12.

15 15 Fig. 91: Bobinas de motor monotásico Em 220 V, os enrolamentos principais são ligados em série e o circuito auxiliar é ligado em paralelo com um dos enrolamentos. A Figura 1.13 traz esta ligação. Fig. 92: Bobinas de motor monotásico Para fazer a inversão de um motor monofásico, basta inverter os auxiliar de partida, ou seja, trocar os bornes 5 e Motores Trifásicos Os motores Irifásicos não necessitam de circuito auxiliar de partida e normalmente possuem um enrolamento por fase. A Figura 1.14 mostra a configuração dos bornes de um motor trifásico.

16 16 Fig. 93: Enrrolamentos Existem duas formas básicas de ligação de um motor trifásico: estrela e triângulo. A Figura 1.15 traz a ligação estrela e a Figura 1.16 a ligação triângulo. Fig. 94: Ligação em Y Fig. 95: Ligação triângulo Na a ligação triângulo, a tensão sobre os enrolamentos é a mesma da tensão de rede, enquanto que a corrente se divide Para a ligação estrela, a tensão de rede é dividida entre es enrolamentos enquanto que a tensão se divide. Observe a Figura 1.16

17 17 Fig. 96: Ligação estrela e triângulo. As relações entre as tensões e correntes de linha e sobre enrolamentos são: Para a ligação triângulo: Para a ligação estrela: Para o motor, o que é inalterável é a tensão sobre os enrolamentos, que é a mesma para ambas ligações. Então, para um motor ligado em triângulo com uma tensão de 220 V (que é a tensão sobre o enrolamento), para ser ligado em estrela deverá ser ligado numa rede de 380 V, a fim de que se tenha os mesmos 220 V sobre os enrolamentos EXERCÍCIOS 1) Explique com suas palavras o que é motor elétrico. 2) Quais as vantagens e desvantagens de um motor CC. 3) O que são motores síncronos? 4) Qual é o motor mais utilizado nas indústrias e por quê?

18 18 5) Qual a corrente de um motor de 20CV ligado na tensão trifásica nominal de Joinville? 6) Se o motor da questão anterior fosse ligado estrela na tensão trifásica de Joinville, este poderia ser ligado em alguma cidade com tensão nominal trifásica de 220V? Se sim, qual seria a corrente de linha deste? 7) Faça o esquema de ligação em uma rede trifásica em Joinville de um motor monofásico, um motor trifásico ligado em estrela e outro motor trifásico ligado em triângulo. 8) Se um motor ligado em estrela tem a tensão nominal de 380V, qual é a tensão de ligação em triângulo? Explique sua resposta. 9) Calcule a rotação de um motor síncrono de VI pólos ligados em 60Hz. 10) Calcule a rotação de um motor assíncrono de II pólos, 60Hz com 3% de escorregamento.

19 19 12.TRANSFORMADORES 12.1 Princípio De Funcionamento Vimos anteriormente que a indução corresponde a geração de uma corrente elétrica a partir do deslocamento de um campo magnético próximo a um condutor, ou vice-versa. Quando se tem uma corrente elétrica circulando em uma bobina, um campo magnético é gerado. Se a corrente elétrica for variável o campo magnético também será variável. Sendo assim, existe um movimento do campo magnético em relação ao condutor. Se próxima a esta bobina (primeira bobina ou bobina indutora) houver uma segunda bobina, esta também será cortada pelas linhas de força. Em conseqüência surgirá nesta segunda bobina uma tensão (figura 2 e 3). Esta tensão é conhecida por tensão induzida, e seu valor depende de: - Intensidade da tensão aplicada na bobina indutora; - Número de espiras da bobina indutora (primeira bobina); - Número de espiras da segunda bobina. Fig. 97: Indução Eletromagnética Fig. 98 Campo magnético devido a uma corrente elétrica.

20 20 Fig. 99 Indução de uma tensão na bobina secundária devido a estar próxima de uma bobina indutora. Um transformador consiste em duas (ou mais) bobinas enroladas sobre um núcleo de material magnético ou, então, próximas de modo que as linhas de fluxo de uma bobina (bobina indutora ou bobina primária) cortem as espiras de outra bobina (bobina induzida ou bobina secundária). A figura 4 mostra um transformador Ideal, sem perdas, já a figura 5, mostra um esquema eletromagnético de um transformador real. Fig. 100: Transformador Ideal Fig. 101: Transformador Real

21 21 O campo magnético pode induzir uma tensão noutro indutor, se este for enrolado sobre uma mesma forma ou núcleo. Pela Lei de Faraday, a tensão induzida será proporcional à velocidade de variação do fluxo, e ao número de espiras deste indutor. E 2 = N 2 df/dt Aplicando aos dois enrolamentos, a lei permite deduzir a relação básica do transformador. E 1 /E 2 = N 1 /N 2 A relação de correntes é oposta à de tensões. I 1 /I 2 = N 2 /N 1 O índice 1 se refere ao indutor ao qual se aplica tensão, o primário, e 2, àquele que sofre indução, o secundário. O transformador é um conversor de energia elétrica, de alta eficiência (podendo ultrapassar 99%), que altera tensões e correntes, e isola circuitos. PERDAS Além das perdas no cobre dos enrolamentos (devidas à resistência), os transformadores e bobinas apresentam perdas magnéticas no núcleo. Histerese: Os materiais ferromagnéticos são passíveis de magnetização, através do realinhamento dos domínios, o que ocorre ao se aplicar um campo (como o gerado por um indutor ou o primário do transformador). Este processo consome energia, e ao se aplicar um campo variável, o material tenta acompanhar este, sofrendo sucessivas imantações num sentido e noutro, se aquecendo. Ao se interromper o campo, o material geralmente mantém uma magnetização, chamada campo remanente. Perdas por correntes parasitas ou de Foucault: São devidas à condutividade do núcleo, que forma, no caminho fechado do núcleo, uma espira em curto, que

22 22 consome energia do campo. Para minimizá-las, usam-se materiais de baixa condutividade, como a ferrite e chapas de aço-silício, isoladas uma das outras por verniz. Em vários casos, onde não se requer grandes indutâncias, o núcleo contém um entreferro, uma separação ou abertura no caminho do núcleo, que elimina esta perda TIPOS DE TRANSFORMADORES Transformador de alimentação: É usado em fontes, convertendo a tensão da rede na necessária aos circuitos eletrônicos. Seu núcleo é feito com chapas de açosilício, que tem baixas perdas, em baixas freqüências, por isto é muito eficiente. Às vezes possuem blindagens, invólucros metálicos Transformador de áudio: Fig. 102: Transformadores de alimentação Usado em aparelhos de som a válvula e certas configurações a transistor, no acoplamento entre etapas amplificadoras e saída ao alto-falante. Geralmente é semelhante ao t. de alimentação em forma e no núcleo de aço-silício, embora também se use a ferrite. Sua resposta de freqüência dentro da faixa de áudio, 20 a Hz, não é perfeitamente plana, mesmo usando materiais de alta qualidade no núcleo, o que limita seu uso.

23 23 Fig. 103: Transformador de áudio Transformador de potência e distribuição: Encontrado nos postes e entradas de força em alta tensão (industriais), são de alta potência e projetados para ter alta eficiência (da ordem de 99%), de modo a minimizar o desperdício de energia e o calor gerado. Possui refrigeração a óleo, que circula pelo núcleo dentro de uma carapaça metálica com grande área de contato com o ar exterior. Seu núcleo também é com chapas de aço-silício, e pode ser monofásico ou trifásico (três pares de enrolamentos).

24 24 Fig Transformador de distribuição Fig Transformador seco Tabelas 3 e 4

25 Transformadores de potencial: Encontra-se nas cabines de entrada de energia, fornecendo a tensão secundária de 220V, em geral, para alimentar os dispositivos de controle da cabine - reles de mínima e máxima tensão (que desarmam o disjuntor fora destes limites), iluminação e medição. A tensão de primário é alta, 13.8kV ou maior. O núcleo é de chapas de aço-sílicio, envolvido por blindagem metálica, com terminais de alta tensão afastados por cones salientes, adaptados a ligação às cabines. Podem ser mono ou trifásicos. Fig. 106: Transformador de potencial Transformador de corrente: Usado na medição de corrente, em cabines e painéis de controle de máquinas e motores. Consiste em um anel circular ou quadrado, com núcleo de chapas de aço-sílicio e enrolamento com poucas espiras, que se instala passando o cabo dentro do furo, este atua como o primário. A corrente é medida por um

26 26 amperímetro ligado ao secundário (terminais do TC). É especificado pela relação de transformação de corrente, com a do medidor sendo padronizada em 5A, variando apenas a escala de leitura e o número de espiras do TC. Fig. 107: Transformador de corrente 12.3 Autotransformadores Se aplicarmos uma tensão a uma parte de um enrolamento (uma derivação), o campo induzirá uma tensão maior nos extremos do enrolamento. Este é o princípio do autotransformador. Fig. 108: Autotrasformador

27 27 Fig Autotransformador Uma característica importante dele é o menor tamanho, para certa potência, que um transformador. Isto não se deve apenas ao uso de uma só bobina, mas ao fato da corrente de saída ser parte fornecida pelo lado alimentada, parte induzida pelo campo, o que reduz este, permitindo um núcleo menor, mais leve e mais barato. A desvantagem é não ter isolação entre entrada e saída, limitando as aplicações. São muito usados em chaves de partida compensadoras, para motores (circuitos que alimentam motores com tensão reduzida fornecida pelo autotransformador, por alguns segundos, reduzindo o pico de corrente durante a aceleração) e em estabilizadores de tensão (autotransformador com várias derivações - taps -, acima e abaixo do ponto de entrada, o circuito de controle seleciona uma delas como saída, elevando ou reduzindo a tensão, conforme a entrada). Fig. 110: Autotransformador

28 Formas De Ligação De Transformadores Trifásicos Seguidamente apresentam-se as diferente formas de ligação dos enrolamentos de transformadores trifásicos: Fig. 111: Ligações dos enrolamentos do transformador As duas primeiras formas são as ligações em Estrela e Triângulo. A terceira forma ligação em zig-zag pressupõe a partição de cada um dos três enrolamentos em dois semi-enrolamentos, interligados da maneira apresentada na figura é uma espécie de estrela desmembrada TAP Tap é um conjunto de conexões que podem ser feitas no primário de um transformador de potência que permite variar a tensão no secundário. Pode-se variar a relação entre as espiras de um transformador quando se deseja controlar a tensão em um dos terminais. O termo utilizado para nomear a tomada para variar a relação de espiras é tap do transformador; O tap pode ser variado manual ou automaticamente.

29 29 No caso de variação automática a tensão num dos terminais é comparada a uma referência e o erro é utilizado para gerar um sinal que corrige a posição do tap. Fig. 112: Placa de identificação do transformador 12.6 Valores Nominais Como O Estudo Dos Transformadores Envolve As Principais Grandezas Elétricas, A ABNT (Associação Brasileira De Normas Técnicas) Estabeleceu Normas Nacionais De Operação, Construção, Manutenção E Uso Dos Mesmos. Segundo A NBR 5440, As Potências Padronizadas Para Transformadores De Distribuição, Em kva, São: a) Transformador Monofásico Instalado Em Poste: 3; 5; 10; 15; 25; 37,5; 50; 75; 100 b) Transformador Trifásico Instalado Em Poste: 15; 30; 45; 75; 112,5; 150 c) Transformador Trifásico Instalado Em Plataforma: 225; 300; 500; 750; 1000

30 30 Fig. 113: Transformador Monofásico Fig. 114 : Transformador Trifásico Em Poste Fig. 115: Transformador Trifásico Em Subestação Abrigada 12.7 EXERCÍCIOS 1) Um transformador para uma campainha reduz a tensão de 110 para 11V, se houver 20 espiras no secundário, qual o número de espiras no primário?

31 31 2) Calcule a tensão nas velas de ignição ligadas ao secundário de uma bobina com 60 espiras no primário e espiras no secundário, se o primário está ligado a um alternador de 12V. 3) Explique com suas palavras o princípio de funcionamento de um transformador. 4) Quais as vantagens e desvantagens dos transformadores a seco e a óleo? 5) Um transformador ligado em triângulo na alta e estrela na baixa, com 380V no primário, com mesmo número de expiras no primário e secundário, alimenta uma carga ligada em estrela. Qual é a tensão de linha e de fase em ambos os lados do transformador? 6) Um conjunto de cargas trifásicas consomem uma demanda de aproximadamente 110kW, com um FP de 0,92. Qual seria o melhor transformador para este caso? 7) Desenhe o esquema de ligação de um transformador de potência ligado na rede de média tensão e Joinville, indicando as tensões no primário e secundário, tensão de fase e de linha e as ligações do transformador. 13. DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO E COMANDO A instalação de máquinas diversas requer uma grande gama de dispositivos que possibilitem o perfeito funcionamento, de preferência o mais automatizado possível, com proteção em caso de falhas. Os quadros de comando proporcionam essa confiabilidade, além de garantir uma maior segurança ao operador da máquina, já que o mesmo não estará em contato direto com a alimentação de força da máquina. O acionamento é remoto, através de chaves que se encontram fora do painel de comando, não havendo necessidade de se abrir o painel para ligar ou desligar uma máquina. Além disso, o equipamento fica protegido contra eventuais

32 32 problemas causados por fatores diversos, como sobrecarga, curto-circuito ou erro de operação. Estudaremos agora os principais componentes de quadros de comando, levando nosso foco para a partida de motores elétricos FUSÍVEL O fusível é um dispositivo de proteção contra as correntes de curto-circuito. Sua atuação é baseada no elemento fusível, que é um condutor geralmente de cobre, prata ou estanho, de pequena seção que se funde ao ser atravessado por uma corrente de valor maior que a estipuladá pela sua curva de atuação. Os fusíveis de uso industríal, para correntes maiores, são feitos de um corpo cerâmico ladeado por placas metálicas, os contatos, que estão ligadas pelo elemento fusível. No interior do corpo cerâmico há areia de quartzo epvolvendo o elemento fusível, cuja função é de extinguir o arco elétrico criado pela queima do fusível. Também possuem uma chapa ou pino colorido, que indica quando o fusível atua. Os fusíveis podem ser classificados: a) Quanto à capacidade de interrupção: em fusíveis retardados, para proteção de motores e máquinas em geral ou ultra-rápidos, para proteção de equipamentos eletrônicos sensíveis; b) Quanto ao nível de tensão: de baixa ou alta tensão; c) Quanto à forma construtiva: Diazed (diametral) ou NH. Os fusíveis de efeito retardado são fabricados para suportar uma corrente maior que sua corrente nominal durante um certo tempo. Assim, durante a partida de um motor, em que a corrente alcança valorõs maiores do que as de trabalho, os fusíveis não queimam. Em outro tópico, vamos aprender como usamos a curva dos fusíveis para dimensioná-los. A Figura 116 mostra um fusível Diazed, que são fabricados no valores nominais de corrente 2,4, 6, 10, 16, 20, 25, 35, 50 e 63 A. Os fusíveis NH são idênticos aos Diazed em funcionamento, porém seu

33 33 formato é diferente, pois são montados em bases com contatos tipo faca e devem ser removidos com o uso de sacadores especiais. A Figura 2 mostra um fusível NH em corte. Figura 116: Fusível Diazed E Peças Os fusíveis NH são fabricados de 4 até 630 A. Por questões econômicas, sempre que possível, é preferível que se use fusíveis Diazed. Figura 117: Fusível NH 13.2 RELÉ TÉRMICO Também chamado de relé de sobrecarga ou bimetáfico, seu funcionamento baseia-se no princípio da dilatação térmica dos metais. A cada fase é ligado um componente chamado bimetálico, que consiste em duas lâminas de metais

34 34 diferentes soldadas entre si. Quando a corrente percorre o relé térmico, as lâminas, por efeito Joule aquecem e se dilatam. Como os metais são diferentes, a dilatação também é diferente, fazendo com que as lâminas se enverguem. Como a temperatura é função direta da intensidade de corrente que circula, pode-se fazer uma relação entre a corrente e o ângulo de desvio do bimetálico. Desta forma o relé funciona como um equipamento de proteção contra sobre corrente. Figura 118: Relé térmico DISJUNTORES Um disjuntor é um equipamento que une as funções do relé térmico e do fusível e tem mais a função se seccionadora, desta forma ele protege contra correntes de curto circuito, sobre carga e também interrompe o circuito. Figura 119: Disjuntor

35 35 Como disjuntor mais comum fabrica-se o disjuntor magnetotérmico que possui um relé eletromagnético que protege contra curto circuitos e um relé térmico, constituído por uma lâmina bi metálica, que protege contra sobrecargas DISJUNTOR MOTOR Os disjuntores-motor possuem as mesmas características básicas de um disjuntor termomagnético convencional, juntamente com a característica de retardo dos fusíveis retardados e o ajuste da corrente de desarme por sobrecarga. Normalmente, os disjuntores-motor possuem acionamento por alavanca rotativa e indicação de disparo (TRIP). A Figura 2.5 mostra um disjuntor motor da Siemens. Figura 120: Disjuntor Motor 13.5 CONTATOR Por definição, o contator é uma chave de operação eletromagnética, com uma única posição de repouso e é capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais no circuito, inclusive sobrecargas no funcionamento. E o principal dispositivo de comando e o mais utilizado. Os principais elementos construtivos são contatos, núcleo, bobina, molas e carcaça.

36 36 A Figura 6 mostra um contator. Figura 121: Contator Os contatos são divididos em contatos principais ou de força e contatos auxiliares ou de comando. Os contatos prindpais têm a função de interromper ou estabelecer a corrente de carga, assim suas dimensões acompanham a magnitude da corrente que são capazes de conduzir. Os contatos auxiliares têm a função de implementar a lógica de comando, interrompendo ou estabelecendo a corrente que vai alimentar os dispositivos que fazem a seqüência lógica de operação da carga, muitas vezes, limentando a própria bobina do contator. Normalmente os contatores possuem apenas um ou nenhum contato auxiliar, mas boutros contatos podem ser adicionados através de encaixes específicos na superfície superior ou lateral do contator. São os chamados blocos de contatos, que podem ser contatos abertos ou fechados ou contatos conjugados, um aberto e um fechado. Há outros acessórios para contatores, como: bloco pneumático temporizado, que faz um comando temporizado regulável; dispositivo de intertravamento, que impede mecanicamente que dois contatores sejam ligados ao mesmo tempo; bloco de retenção mecânica, que impede o contator de se desligar em caso de queda brusca de tensão e outros. Assim, é importante aplicar cada tipo de contator corretamente, conforme categoria de emprego, observe a Tabela 5.

37 37 Tabela BOTOEIRAS, CHAVES MANUAIS, CHAVES FIM-DE-CURSO E SINALIZADORES Para ligar ou desligar motores, selecionar modos de funcionamento ou realizar qualquer operação manualmente, é necessário que existam dispositivos comandados pelo operador. As botoeiras são dispositivos de comando manual que possuem uma única posição de repouso, ou seja, depois de terem sido acionados voltam à sua posição normal pela torça de molas. Ficam afixadas nas portas dos painéis, de forma que o operador tenha acesso rápido. Possuem encaixe universal, normalmente três, para blocos de contatos NA ou NF. Alguns modelos possuêm

38 38 superfície translúcida para o encaixe de soquetes de lâmpadas, integrando a função de sinalizador. Outros tipos possuem uma trava para que permanepam acionados, sendo necessário girar o botão para que se solte e volte à posição normal. E ocaso de botões de emergência do tipo cogumelo. Os seletores são chaves de acionamento giratório que possuem duas ou mais posições de repouso. São utilizados para selecionar operações ou fazer comando liga e desliga de máquinas ou processos; São mais comumente chamados de knob. Os sinalizadores indicam situações específicas, como energização, defeitos ou operações transitórias. Fig. 122: Botoeiras A tabela 6 indica o significado usual, definido segundo a IEC 733 VDE 0199, das cores de botões e sinalizadores.

39 39 Tabela 6: Identificações de cores 13.7 SIMBOLOGIA Segue alguns itens da simbologia usada nos diagramas elétricos, os símbolos do Contator, mostrado na figura 8, uma chave de partida direta, figura 9 e uma tabela com alguns dos principais componentes usados em instalações elétricas, tabela 4.

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