ALIMENTAÇÃO E COMANDO DE MOTORES ELÉTRICOS (Motor de indução trifásico)

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1 FFATEC - SP ELETRICIDADE APLICADA - INSTALAÇÕES ELÉTRICAS ALIMENTAÇÃO E COMANDO DE MOTORES ELÉTRICOS (Motor de indução trifásico) Norberto Nery

2 Na figura, vemos que no momento em que o motor é ligado, o torque inicial pode atingir 2,5 vezes o torque nominal do motor, diminuindo, a medida que a rotação aumenta, atingindo cerca de 1,5 vezes o torque (a 30% da rotação nominal). O torque aumenta até atingir o valor máximo (a 80% da rotação nominal) e reduz até o valor de torque nominal do motor. C 3 C nom 2 1 Curva torque x rotação. Conjugado nominal (C ) nom Rotação nominal (% rpm) Na figura, temos a curva curva da corrente em função da rotação. Neste curva vemos que no momento em que o motor é ligado a corrente de partida (I P ) atinge 6 vezes a corrente nominal do motor (I NM ). Dependendo da potência do motor, a corrente de partida varia entre 7 vezes a corrente nominal do motor. O valor da corrente diminui até atingir o valor da corrente nominal do motor (I NM ) I INM Curva corrente x rotação. Corrente nominal (I ) NM Rotação nominal (% rpm)

3 DISTRIBUIÇÃO EM CIRCUITOS a)para motores com potência (mecânica útil) maior ou igual a 5 CV, será utilizado um circuito específico para cada motor, constituindo um ramal terminal, com condutores identificados por M1, M2 e M3. QUA DRO G ERA L (Q G ) Su b -alim e nta d or Q T F Q u ad ro Te rm ina l de Força (Q TF) Ramal Term inal M1 M2 M3 M1 M2 M3 Circuitos para motores com P 5 CV

4 b)pode-se agrupar dois ou mais motores com potência entre 1 e 5 CV próximos entre si. É conveniente utilizarmos um ramal de distribuição para os ramais terminais que alimentam cada motor. Limitar a potência total alimentada pelo ramal de distribuição em 5 CV. Quadro Terminal de Força (QTF) Ramal de Distribuição RD RD RD RD M1 M2 M3 Mn Ramal Terminal M1 M2 M3 Mn Circuito para motores integrais com 1 P < 5 CV. A secção do condutor do ramal de distribuição (RD) é maior que a dos ramais terminais, que podem ser iguais ou diferentes entre si, dependendo das potências dos motores.

5 c)para motores com potência inferior a 1 CV, podemos alimentá-los em um único circuito com vários motores e, inclusive, com tomadas de uso geral (T.U.G.), constituído por um único ramal terminal, portanto com o mesmo condutor (caso típico de instalação residencial nos circuitos de cozinha com geladeira, freezer, e área de serviço com máquina de lavar roupa). Quadro Terminal de Força (QTF) Ramal Terminal RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT RT Ramal Terminal M1 M2 M3 Mn TUG TUE Tomadas Circuitos com motores fracionários e outras cargas.

6 Em função dessa corrente de partida e de outras sobrecorrentes, devido principalmente a alterações de velocidade do motor, a corrente de projeto (IB) para o dimensionamento do condutor do ramal terminal para a alimentação do motor será igual a: I 1,25.I (A) B NM INM = corrente nominal do motor, em A. Para o ramal de distribuição, para os alimentadores ou subalimentadores: INM1 = corrente nominal do maior motor; INM2 = corrente nominal dos demais motores. I 1,25.I I (A) B NM1 NM2

7 Motores monofásicos FATEC - SP Motores trifásicos Motores, conversão de cv ou HP em kva e correntes nominais (Eletropaulo) Potência nominal [cv ou HP) Potência absorvida na rede Corrente a plena carga [A] Corrente de partida [A] FP = cos médio KW KVA 380 V 220 V 380 V 220 V 1/3 0,39 0,65 0,90 1,70 4,10 7,10 0,61 ½ 0,50 0,87 1,30 2,30 5,80 9,90 0,66 ¾ 0,83 1,26 1,90 3,20 9,40 16,30 0,66 1 1,05 1,52 4,00 4,00 11,90 20,7 0,69 1 ½ 1,54 2,17 3,30 5,70 19,10 33,10 0,71 2 1,95 2,70 4,10 7,10 25,00 44,30 0,72 3 2,95 4,04 6,10 10,60 38,00 65,90 0,73 4 3,72 5,03 7,60 13,20 43,00 74,40 0,74 5 4,51 6,02 9,10 15,80 57,10 98,90 0,75 7 ½ 6,57 8,65 12,70 22,70 90,70 157,10 0, ,89 11,54 17,50 30,30 116,10 201,10 0,77 12 ½ 10,85 14,09 21,30 37,00 156,00 270,50 0, ,82 16,65 25,20 43,70 196,60 340,60 0, ,01 22,10 35,50 58,00 243,70 422,10 0, ,92 25,83 39,10 65,80 275,70 477,60 0, ,53 30,52 46,20 80,10 326,70 566,00 0,82 ¼ 0,42 0,66 5,90 3,00 27,00 14,00 0,63 1/3 0,51 0,77 7,10 3,50 31,00 16,00 0,66 ½ 0,79 1,18 11,60 5,40 47,00 24,00 0,67 ¾ 0,90 1,34 12,20 6,10 63,00 33,00 0,67 1 1,14 1,56 14,20 7,10 68,00 35,00 0,73 1 ½ 1,67 2,35 21,40 10,70 96,00 48,00 0,71 2 2,17 2,97 27,00 13,50 132,00 68,00 0,73 3 3,22 4,07 37,00 18,50 220,00 110,0 0,79

8 Dados de Placa CV: Potência mecânica do motor em cv. É a potência que o motor pode fornecer, dentro de suas características nominais; Ip/In: Relação entre as correntes de partida e nominal; Hz: Freqüência da tensão de operação do motor; RPM: Velocidade do motor na freqüência nominal de operação; V: Tensão de alimentação; A: Corrente que o motor absorve da rede quando funciona à potência nominal, sob tensão e frequência nominais; F.S: Fator de serviço: Fator que aplicado à potência nominal, indica a carga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor, sob condições especificadas.

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14 DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES 1- Capacidade de condução da corrente Verificar o condutor que apresente a capacidade de condução de corrente (IZ), IZ IB, ou I'B, se necessário. Lembrando que: I' B I B f.f 1 2 (A) I'B = corrente fictícia de projeto; f1 = fator de correção de agrupamento de circuitos para mais de um circuito do eletroduto; f2 = fator de correção de temperatura para temperatura ambiente diferente de 30 C.

15 2- Queda de tensão Determinar a seção do condutor para que a queda de tensão ( V) seja igual ou inferior aos limites admissíveis. Circuito monofásico 1 2..I S. B (mm 2 ) 57 V. V(%) Circuito trifásico 1 3..I B 2 S. (mm ) 57 V. V(%) Sendo: l = comprimento em m IB = corrente de projeto em A V. V(%) = queda de tensão em volts S = seção do condutor V = tensão nominal em V

16 Limites de queda de tensão Em instalação alimentada por ramal em baixa tensão ou a partir de rede de distribuição pública em baixa tensão (BT), com distâncias típicas entre quadros de distribuição, são apresentadas na Figura, as quedas de tensão que poderiam ser utilizadas para obter no total 5% de queda de tensão entre o ponto de entrega e a carga. Em instalação alimentada por subestação ou transformador, a partir da rede de distribuição pública em alta tensão (AT). Nota Atribuir a parcela de maior queda de tensão ao trecho de maior comprimento para compor no total 5% no caso da alimentação em baixa tensão ou 7% quando utilizar subestação na entrada.

17 Dimensionamento dos dispositivos de proteção Geralmente na proteção contra sobrecorrentes circuitos em motores empregamos fusível de ação retardada (diazed ou NH) em conjunto com o relé térmico. O fusível é dimensionado de forma a suportar a corrente de partida do motor, e a sua atuação é proteger os condutores e o circuito contra correntes de curto-circuito. O relé térmico (bimetálico) complementará a proteção, atuando na existência de correntes de sobrecarga. Em geral, considera-se como sobrecorrente de curto-circuito (ICC) aquela corrente cujo valor é superior a dez vezes o valor da corrente nominal (ICC > 10.INM). Para correntes de valor intermediário, entre INM e 10.INM, consideramos como devido à sobrecarga.

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19 Proteção contra curtos-circuitos a)circuito terminal: a corrente nominal do fusível (INF) é determinada da seguinte forma: INF K 1.I Corrente do rotor Fator P bloqueado = corrente de K1 INF = valor nominal do fusível partida, IP (A) K1 = fator multiplicativo IP 40 0,5 IP = corrente de partida do motor 40 < IP 500 0,4 Nota 500 < IP 0,3 A Tabela 17.1 apresenta as características de motores de indução trifásicos, como rotor em gaiola de esquilo utilizado pela AES Eletropaulo, apresentado na LIG para os modelos mais comuns existentes no mercado. b)ramal de distribuição: para determinar o valor nominal do fusível (INF), considera-se a corrente de partida do maior e somam-se as correntes nominais dos demais motores INF K 1.IPM INM INF = valor nominal do fusível; IPM = corrente de partida do maior motor (cujo valor tem maior influência na corrente total do circuito); INM = corrente nominal dos motores restantes. OBS: IP/ INM = relação entre corrente de partida e corrente nominal do motor. Adota-se o valor nominal do fusível (INF) de valor mais próximo e inferior a K1 X IPM

20 Proteção contra sobrecarga Os relés bimetálicos possuem atuação mais lenta que os fusíveis, fazendo com que esses dispositivos não atuem com as correntes de partida dos motores. Sua atuação ocorre quando houver uma sobrecarga de maior duração. Os relés bimetálicos, que devem ser acoplados aos contatores, possuem uma faixa de ajuste. Exemplo: tipo de relé - 3RU EB0 (Siemens): faixa de ajuste - 2,8 a 4 A. INA K 2.INM INA = corrente de ajuste do relé térmico (A); INM = corrente nominal do motor (A); K2 = fator de multiplicação para ajuste do relé. K2 = 1,25 para motores com fator de serviço (FS) igual ou superior a 1,15; K2 = 1,15 para demais motores, sem fator de serviço. Escolhe-se o relé térmico que possua uma faixa de ajuste na qual esteja incluído o valor de INA na Tabela :

21 Motores trifásicos Potências máximas AC-2 / AC-3, 60 Hz em Relés de sobrecarga Fusíveis diazed, NH (coordenação Tipo "2" na IEC ) 0,5 / 0,37-1,5 / 1,1 2,4 3RU CB0 1,8-2,5 10-5SB2 51 ou 10-3NA ,75 / 0,55 1,5 / 1,1 2 / 1,5 3 3RU DB0 2,2-3,2 10-5SB2 51 ou 10-3NA / 0,75 2 / 1,5-4 3RU EB0 2, SB2 61 ou 16-3NA ,5 / 1,1 3 / 2,2 3 / 2,2 5 3RU FB0 3, SB2 71 ou 20-3NA / 3 5,8 3RU GB0 4,5-6,3 20-5SB2 71 ou 20-3NA RU / 1,5 4 / 3 5 / 3,7 7 3RU HB0 5, SB2 71 ou 20-3NA / 2,2 5 / 3,7 6 / 4,5 9 3RU JB SB2 71 ou 20-3NA / 3 6 / 4,5 7,5 / 5,5 7,5 / 5,5 12 3RU KB SB2 71 ou 20-3NA / 3,7 6 / 4,5 10 / 7,5 10 / 7,5 12,5 / RU AB SB2 81 ou 25-3NA ,5 / 9 15 / RU BB SB4 11 ou 32-3NA ,5 / 5, RU CB SB4 11 ou 32-3NA3 812