Partida de motores elétricos

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1 Partida de motores elétricos 1) Definições: Corrente nominal (In): é a corrente que o motor absorve da rede quando funciona à potência nominal, sob tensão e freqüências nominais. A corrente nominal depende do rendimento (η) e do fator de potência (cos ) do motor.

2 Partida de motores elétricos 1) Definições: Corrente de partida (Ip): é a corrente que o motor absorve da rede no instante da partida. A corrente de partida é informada pela fabricante em relação à corrente nominal (Ip/In). Tempo de partida (Tp): tempo que o motor leva para atingir sua rotação nominal. Depende da carga acionada e do tipo de partida.

3 Partida de motores elétricos 1) Definições: Corrente de rotor bloqueado (Irb): é a corrente que o motor absorve da rede quando sua velocidade de rotação é nula, sob tensão e freqüências nominais. A corrente de rotor bloqueado é informada pela fabricante em relação à corrente nominal (Ip/In). Tempo de rotor bloqueado (Trb): é tempo necessário para que o enrolamento do motor, quando percorrido pela sua corrente de partida (rotor travado), atinja a sua temperatura limite, partindo da temperatura atingida em condições nominais de serviço e considerando a temperatura ambiente no seu valor máximo.

4 Partida de motores elétricos 1) Definições: Fator de serviço (FS): é o fator que, aplicado à potência nominal, indica a carga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor sob condições especificadas. Não é uma sobrecarga momentânea e sim um acréscimo contínuo de potência. A utilização do fator de serviço implica uma vida útil inferior àquela do motor com carga nominal

5 Partida de motores elétricos In

6 Partida de motores elétricos 3) Dimensionamento dos equipamentos de partida Fusível ou disjuntor: deve permitir a partida e proteger o motor para curto circuito e rotor travado Relé térmico: deve permitir a partida e proteger o motor para sobrecargas Contator: deve ter capacidade de atender a corrente nominal do motor

7 Partida de motores elétricos 3) Coordenação de isolação entre fusível/disjuntor relé térmico contator (Tipo 1 e 2)

8 Partida de motores elétricos 3) Coordenação de isolação Tipo 1 e 2 Tipo 1: É aceita uma deterioração do contator e do relé sob 2 condições: A) nenhum risco para o operador, B) todos os demais componentes, exceto o contator e o relé térmico, não devem ser danificados.

9 Partida de motores elétricos 3) Coordenação de isolação Tipo 1 e 2 Tipo 2: O risco de soldagem dos contatos do contator ou da partida é admitido se estes puderem ser facilmente separados.

10 Partida de motores elétricos 4) Coordenação Fusível-relé térmico-motor

11 Partida de motores elétricos 5) Curvas de fusíveis NH ou D

12 Partida de motores elétricos 5) Curvas de fusíveis NH ou D

13 Partida de motores elétricos 4) Curvas dos relés térmicos

14 Partida de motores elétricos 4) Curvas dos relés térmicos

15 Partida de motores elétricos 5) Curvas de Disjuntores Motores

16 Partida de motores elétricos 5) Curvas de Disjuntores com proteção somente magnética

17 Partida de motores elétricos 2) Tipos de chaves de partida - Direta - Estrela triângulo - Chave compensadora - Soft starter - Variador de velocidade (conversor de freqüência)

18 Dimensionamento da Partida Direta Roteiro de Cálculo Contator: K 1 I e I N Relé de Sobrecarga: FT 1 I N Fusíveis de Força: F1,2,3 - Com a corrente de partida [I P = (I P / I N ). I N ], o tempo de partida e o tempo de rotor bloqueado coordenar a curva do dispositivo de proteção com as condições abaixo: - 3. I N I F 1,20. I N - I F I F Máx K 1 - I F I FMáx FT 1

19 Dimensionamento da Partida Estrela-Triângulo

20 Dimensionamento da Partida Para os contatores K1 e K2: Estrela-Triângulo I = I I = I 3 I = I = I = I 3 = 0,58 I Ligação em triângulo. Z = U I 3 = U 3 I

21 Dimensionamento da Partida Para o contator K3: Estrela-Triângulo I = U 3 Z = U 3 U 3 I I = I 3 = 0,33 I Ligação em estrela. I = 0.33 I

22 Dimensionamento da Partida Roteiro de Cálculo. a) Contatores: K 1 e K 2 I e (0,58. I N ) K 3 I e (0,33. I N ) Estrela-Triângulo b) Relé de Sobrecarga: FT 1 0,58. I N c) Fusíveis de Força: F1,2,3 Com a corrente de partida [ I P = (I P / I N ). I N. 0,33 ], o tempo de partida e o tempo de rotor bloqueado, coordenar a curva do dispositivo de proteção com as condições abaixo I N I F 1,20. I N - I F I F Máx K 1, K 2 - I F I FMáx FT 1

23 Dimensionamento da Partida Compensadora

24 Dimensionamento da Partida Compensadora

25 Dimensionamento da Partida Compensadora Roteiro de Cálculo. Contatores: K 1 I e I N K 2 I e (Tap 2. I N K 3 I e (Tap Tap 2 ) Relé de Sobrecarga: FT 1 I N Fusíveis de Força: F1,2,3 - Com a corrente de partida [ I P = (I P / I N ). I N. Tap 2 ], o tempo de partida e o tempo de rotor bloqueado, coordenar a curva do dispositivo de proteção com as condições abaixo: - 3. I N I F 1,20. I N - I F I F Máx K 1 - I F I FMáx FT 1

26 CHAVE DE PARTIDA SOFT-STARTER Comparativo entre métodos de partida

27 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER No período de partida do motor é feito o controle do valor eficaz de tensão aplicado ao motor, feito através do controle do ângulo de disparos dos tiristores SCR. O tempo de disparo é calculado por um microprocessador que controla a eletrônica dedicada ao acionamento do gate (gatilho) dos tiristores, que permitem a passagem de tensão, a partir da parametrização feita pelo usuário no tempo de rampa de aceleração.

28 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER Tipos de Soft Starter A) Controle a uma fase

29 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER Tipos de Soft Starter B) Duas fases controladas

30 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER Tipos de Soft Starter D) Três fases controladas

31 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER Soft Starter Partindo um único motor

32 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER Soft Starter Partindo Vários Motores simultaneamente Neste tipo de partida a potência da chave deve ser no mínimo igual a soma das potências de todos os motores. As cargas devem ter curvas de conjugado / rotação e momentos de inércia semelhantes. Note que K2 está em paralelo com a chave, portanto, K2 é o by-pass que é feito com um contator em paralelo com a chave.

33 CHAVES DE PARTIDA SOFT-STARTER

34 CHAVES DE PARTIDA SOFT STARTER

35 INVERSOR DE FREQÜÊNCIA

36 INVERSOR DE FREQÜÊNCIA Princípio de Funcionamento do Inversor de Freqüência Simplificada

37 INVERSOR DE FREQÜÊNCIA Etapa de Inversão ou Conversão de Tensão CC em Tensão CA

38 DIMENSIONAMENTO DE PROTEÇÕES SOFT-STARTER E CONVERSOR DE FREQUÊNCIA 1) Conversor de frequência limita a corrente de partida entre 1 a 2 x In 2) Soft-starter limita a corrente de partida entre 2 a 3 x In 3) I chave eletrônica de partida > In motor 4) Contatores: Ie > In motor 5) Relés térmicos: FT1 In carga 6) Proteção para curto-circuito (fusíveis ou disjuntores): 6.1) Devem proteger a entrada da chave eletrônica (retificadores ou tiristores) 6.2) Uso de fusíveis ultra-rápidos ou disjuntores limitadores 6.3 Devem deixar passar uma energia de curto-circuito (I²t) menor que a energia máxima suportada pelos retificadores ou tirirstores 6.4) Os dispositivos de proteção contra curto-circuito para chaves eletrônicas são normalmente informados pelos fabricantes das chaves