ELETRICIDADE INDUSTRIAL. Dispositivos de Acionamentos Elétricos

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1 ELETRICIDADE INDUSTRIAL Dispositivos de Acionamentos Elétricos

2 Contatos Em acionamentos, as chaves podem assumir duas posições: NA (normalmente aberto) inglês NO Os pinos recebem dígitos 3 e 4 NF (normalmente fechado) inglês NC Os pinos recebem dígitos 1 e 2 Exemplo: 1NA 1NF Contato 2 Pino

3 Acionamento das chaves Acionamento manual pulsante Acionamento manual com retenção Acionamento por bobina (contator) Acionamento pelo pé Acionamento por sobrecarga 3

4 Botão de pulso Possibilitam o acionamentos ou a interrupção da corrente de comando São pulsantes Só permanecem acionados com aplicação de força externa Contatos NA ou NF (ou ambos em um mesmo botão) NA 22 NF 4

5 Botão de pulso As botoeiras possuem cores definidas por normas de acordo com a sua função: vermelho = parar, desligar ou botão de emergência; amarelo = iniciar um retorno, eliminar uma condição perigosa verde ou preto = ligar, partida; branco ou azul = qualquer função diferente das anteriores 5

6 Botão cogumelo Normalmente utilizado para emergência Permite o acionamento em vários ângulos Normalmente possui contatos NF Pode possuir travamento mecânico giratório Só pode voltar ao estado NA quando girado

7 Chave comutadora Possibilitam o acionamentos ou a interrupção da corrente de comando Normalmente possuem 2 ou 3 posições Normalmente possuem retenção (travamento) Contatos NA ou NF (ou vários em uma mesma chave) NA NF NF NA 7

8 Chave fim-de-curso Possibilitam o acionamentos ou a interrupção da corrente de comando Normalmente não possuem retenção (travamento) Contatos NA ou NF 8

9 Sinalizadores São componentes que visam sinalizar eventos Normalmente são luminosos (lâmpadas ou LEDs) Tensões de 24VCC, 110VCA, 220VCA, etc.. Seus terminais são simbolizados por X1 e X2 X1 X2 9

10 Contator É uma chave eletromagnética que pode ligar e desligar circuitos Possui uma bobina que quando alimentada, cria um campo magnético capaz de atrair um núcleo de material ferromagnético e acionar os seus contatos elétricos Quando a bobina é desenergizada, a força magnética desaparece e uma mola provoca o retorno do núcleo móvel à sua posição de origem e os contatos elétricos são desligados. 10

11 Contator 11

12 Contator 12

13 Contatores auxiliares São contatores que não foram projetados para elevados níveis de corrente Normalmente são utilizados para intertravamentos, sinalização, etc. Geralmente contatos suportam correntes de 2 a 9 A 13

14 Contatores de potência São utilizados para manobra dos circuitos de força Os contatos de força (3 ou 4 contatos) são sempre do tipo NA, pois devem permanecer abertos caso ocorra falha ou falta de energia no comando. Os contatos de força suportam elevados níveis de corrente, e são projetados para suportarem correntes de partida conforme as categorias de emprego. Normalmente possuem também contatos auxiliares (NA e NF) que servem para intertravamento de comandos, sinalização, etc. Em contatores de grande potência, existem modelos com dupla bobina, em que uma das bobinas é desligada após o acionamento para economizar energia. 14

15 Contatores de potência 15

16 Contatores de potência Categorias de emprego conforme IEC As categorias de emprego estabelecem os níveis de corrente que o contator deve ligar ou desligar, dependendo das características da carga. Exemplo: Cargas indutivas podem produzir pequenos arco-voltaicos durante seu desligamento, por isso, os contatos devem ser superdimensionados. O mesmo contator que aciona uma carga indutiva de 5 A poderia acionar uma carga puramente resistiva de 18 A. 16

17 Contatores de potência Categorias AC1 Se aplica a todos os aparelhos de utilização em CA cujo fator de potência é maior ou igual a 0,95 (ex.: cargas resistivas) AC2 Para circuitos, onde a partida, frenagem em contracorrente, ou o acionamento por impulsos, etc.; estabeleça níveis de corrente próximas a 2,5 vezes a corrente nominal (ex.: talhas) 17

18 Contatores de potência AC3 Abrange os motores de gaiola cujo desligamento se efetua com o motor em regime. No fechamento, o contator deve suportar uma corrente de partida de 5 a 7 vezes a corrente nominal. Na abertura, ele interrompe a corrente nominal da carga indutiva, isso faz com que a tensão nos bornes do contator seja cerca de 20% acima da tensão da rede. Exemplos: todos os motores de gaiola que são desligados com carga nominal, compressores, bombas, etc. 18

19 Contatores de potência AC4 Em aplicações com frenagem em contracorrente e acionamentos por impulsos com motores de gaiola ou anéis onde o contator se fecha sob picos de corrente de 5 a 7 vezes a corrente nominal do motor. Exemplos: trefiladeiras, elevadores de carga. 19

20 2 0

21 Contatores de potência Simbologia Assim como os contatos do comando, os contatos de força recebem numeração específica 1,3,5 Circuitos de entrada (linha) 2,4,6 Circuitos de saída (terminal ou carga) Força Comando K1 A1 A Contatos principais Contatos auxiliares 21

22 Proteção contra curto-circuito Fusíveis Tipos Diazed (tipo D) NH Classificação Ação retardada Ação rápida Disjuntores Termomagnético Disjuntor-motor Relé de Sobrecorrente contra corrente Curto-Circuito 22

23 Proteção contra curto-circuito Fusíveis: São componentes de proteção contra curto-circuito (e contra sobrecarga se não houver um relé para este fim); Após sua atuação, devem ser descartados; Proteção das linhas alimentadoras e dos próprios dispositivos de comando em caso de curto-circuito interno; Atuação do elemento fusível provocada pela súbita elevação da corrente no circuito; Ponto de solda para sobrecargas de longa duração; Ponto de fusão do elemento fusível é sempre inferior ao ponto de fusão do cobre. 23

24 Fusíveis: quanto a ação Ação retardada: Dimensionados para proteção de curto-circuito, sua curva de abertura suporta algumas vezes a corrente nominal durante certo tempo, para não romper durante a partida de motores, por exemplo. Ação rápida: Dimensionado para proteção de circutos com semicondutores, como tiristores, diodos retificadores, etc. Normalmente são utilizados em soft-starters, inversores, etc. 24

25 Fusíveis Diazed (ou tipo D) São fusíveis para baixas correntes, tipicamente entre 2 e 100 A. Capacidade de ruptura é de 70 ka com uma tensão de até 500V; É fornecido com anel de proteção padronizado, que não permite a inserção de um fusível de corrente maior devido ao diâmetro do contato da base; 25

26 Fusíveis Diazed (ou tipo D) Contato Superior Corpo Cerâmico: material isolante que sustenta todas as outras partes do fusível (indicação da corrente nominal na sua lateral); Elo fusível: fio de cobre puro ou recoberto com zinco; Elo indicador de queima: fio muito fino (aço) ligado em paralelo com o elo fusível; Areia de Quartzo: responsável pela extinção do arco elétrico produzido durante o rompimento do filamento; Contato Inferior 26

27 Fusíveis Diazed (ou tipo D) 27

28 Fusíveis Diazed (ou tipo D) Regime permanente: fusível e condutor experimentam a mesma corrente, provocando um aquecimento; Por possuir uma alta resistência elétrica, temperatura no fusível é maior; A temperatura é mais elevada no ponto médio do elemento fusível (ponto de solda responsável pela atuação por sobrecorrente); Os pontos de conexão apresentam uma temperatura inferior a do ponto médio, mas superior a do condutor; Quando da corrente de curto-circuito, o trecho de seção reduzida do elo fusível funde antes do ponto de solda; A corrente ainda é mantida por um arco elétrico, este é envolvido pelo elemento extintor (areia de quartzo) que extingue o arco. 28

29 Fusíveis Diazed (ou tipo D) Elemento indicador Constitui-se de um fio esticado (geralmente aço) posicionado próximo ao elo fusível, que é interrompido durante sua atuação. Um indicador externo atua, sinalizando que este fusível está danificado. O indicador é visível através da tampa e a corrente nominal pode ser identificada por meio da cor do indicador: INTENSIDADE COR DE CORRENTE (A) INTENSIDADE COR DE CORRENTE (A) INTENSIDADE COR DE CORRENTE (A) Rosa Marrom Verde Vermelho Cinza Azul Amarelo Preto Branco Laranja

30 Fusíveis Diazed (ou tipo D) 30

31 Fusíveis NH São fusíveis utilizados em faixas maiores de corrente, entre 6 e 630 A. Quando se deseja seccionar grandes correntes de curto-circuito. 31

32 Fusíveis Diazed (ou tipo D) Capacidade de ruptura é de 120 ka com uma tensão de até 500V; Grande limitação das correntes de curto-circuito em virtude do seu pequeno tempo de fusão (< 4 ms); NH: N Baixa tensão; H Alta capacidade. 32

33 Classe de Serviço Os fusíveis devem ser especificados por classes de serviço, que são compostas de classe de função e classe de objeto protegido e são representados por duas letras: Classe de função: Classe de objeto protegido: Classe de Serviço: 33

34 Curvas de fusão 34

35 Dimensionamento dos Fusíveis 35

36 Curva de Atuação do Tipo D 36

37 Curva de Atuação do Tipo NH 37

38 Exemplo de Cálculo de Fusível 38

39 EXERCÍCIOS 1) Considerando um motor trifásico de 1 CV, 380V/60 Hz, IV pólos, 3450RPM, Ip/In de 7,2 e Tp de 5s, calcule: a) A rotação nominal; b) O escorregamento; c) A corrente nominal (considerando um rendimento de 79% e FP de 0,74); d) A corrente de partida; e) Dimensione o conjunto de fusíveis para este motor (Base, anel, fusível, etc ). 2) Faça o mesmo do exercício anterior para um motor trifásico IP55 de 10 CV da WEG, 2 pólos, 380V, funcionando a plena carga nominal, considerando uma partida estrelatriângulo (33% do valor nominal da corrente de partida) e Tp de 5s; 39

40 EXERCÍCIOS 1) Para obter a corrente em 380V, multiplicar por 0,577. Em 440V, multiplicar por 0,5. 40

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