Acionamento de máquinas elétricas

Transcrição

1 Acionamento de máquinas elétricas

2 Botoeiras

3

4 Fim de curso e pressostato

5 Relés

6 Temporizadores

7

8 Contatores

9

10

11 Fusíveis

12 Disjuntores

13

14 Relé térmico ou de sobrecarga

15

16

17 Partida direta de motores trifásicos

18

19 Chave reversora

20 Funcionamento do contator

21 Funcionamento do contator

22 Contato de selo

23 Estrela-Triângulo

24 Chave compensadora

25 Partida direta coordenada com fusível ou disjuntor Máquinas que partem em vazio ou com carga. Partidas normais tempo < 10 segundos Para partidas prolongadas (pesadas) deve-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores e etc. Relé de sobrecarga deve ser ajustado para a corrente de serviço (nominal do motor) Frequência de manobras: 15 manobras por hora

26 Partida direta com reversão coordenada com fusível ou disjuntor Máquinas que partem em vazio ou com carga e permitindo a reversão do sentido de rotação. Partidas normais tempo < 10 segundos Para partidas prolongadas (pesadas) deve-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores e etc. Relé de sobrecarga deve ser ajustado para a corrente de serviço (nominal do motor) Frequência de manobras: 15 manobras por hora

27 Partida Estrela Triângulo coordenada com fusível ou disjuntor Máquinas que partem em vazio ou com conjugado resistente baixo, praticamente constante, ex.: tornos e fresas. Partidas normais tempo < 15 segundos Para partidas prolongadas (pesadas) deve-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores e etc. Motor para duas tensões com seis terminais acessíveis Relé de sobrecarga deve ser ajustado 0,58 vezes a corrente de serviço (nominal do motor) Relé de tempo deve ser ajustado para um tempo de aceleração à aproximadamente 90% da rotação nominal. Frequência de manobras: 15 manobras por hora

28 Partida com autotransformador (chave compensadora), coordenada com fusível ou disjuntor Máquinas de grande porte, que partem com aproximadamente metade da carga nominal. Ex.: calandras, britadores, compressores, etc. Partidas normais < 20 segundos. Para partidas prolongadas (pesadas) deve-se ajustar as especificações do contator, relé de sobrecarga, condutores e etc. Relé de sobrecarga = corrente nominal Relé de tempo = 90% da rotação nominal Autotransformador com proteção térmica, taps de 65% e 80%. Frequência de manobras: 10 manobras por hora.

29 Partida suave (soft-starter), coordenada com fusível ou disjuntor Destinado a máquinas que partem em vazio ou com conjugado resistente baixo, praticamente, constante, máquinas de mesma aplicação da partida estrela-triângulo. Partidas normais < 10 s. Relé de sobrecarga = nominal do motor. Tensão auxiliar do dispositivo de partida suave: 110 ou 220 Vca.

30 Partida suave (soft-starter), coordenada com fusível e disjuntor Destinado ao acionamento de bombas e compressores centrífugos que permitem ajuste de válvula/registro de vazão ou ventiladores e exaustores com momento de inércia menor que dez vezes ao do motor. Relé de sobrecarga = nominal do motor. Tensão auxiliar do dispositivo de partida suave: 110 ou 220 Vca.

31 Relé térmico de sobrecarga

32 Relé térmico

33 Funcionamento do relé Lâmina bimetálica

34 Representação dos relés

35 Contatos auxiliares

36 Contator Utilizados para controlar circuitos de alta corrente através de comandos de baixa corrente. Vantagens: Comando a distância ou local; Proteção efetiva do operador; Número elevado de manobras

37 Tipos de contatores Contatores tripolares de potência Contatores auxiliares Os contatores devem ser escolhidos de acordo com o tipo de carga conectada ao circuito. Para corrente alternada temos: AC1: Aplicadas em aquecedores e fornos; AC2: Acionar motores de indução com rotor bobinado AC3: Acionar motores comuns como bombas e ventiladores AC4: Operação intermitente em plena carga como pontes rolantes

38 Contator de potência

39 Contator principal e auxiliar

40 Soft-startes (chave de partida suave) São capazes de controlar a rampa de tensão na partida do motor utilizando SCR s (retificador controlado de silício). Na prática o torque do motor é ajustado automaticamente à carga. São equipamentos de alto custo porém amplamente utilizados pois reduzem gasto com manutenção.

41 Esquema de ligação

42

43 Controla a tensão sobre o motor através de circuito de potência, variando o ângulo de disparo dos mesmos e consequentemente, variando a tensão eficaz aplicada ao motor. Assim pode-se controlar a corrente de partida do motor. Não provoca quedas de tensão elétrica bruscas na rede de alimentação como as partidas diretas.

44 Características das chaves soft-starters São utilizados para partidas de motores de indução CA tipo gaiola, em substituição aos métodos estrela-triângulo, chave compensadora ou partida direta.

45 Vantagens Não provoca trancos no sistema, limitando a corrente de partida, evitando picos de corrente e ainda incorporando a parada suave e proteções. Contribuem para redução dos esforços sobre os acoplamentos e dispositivos de transmissão durante as partidas e para o aumento da vida útil do motor.

46 Princípio de funcionamento É um equipamento eletrônico capaz de controlar a potência do motor no instante da partida, bem como sua frenagem.

47 Sensibilidade à sequência de fase Podem ser configurados para operarem somente se a sequência de fases estiver correta. Esse recurso assegura a proteção mecânica para cargas que não podem girar em sentido contrário (ex.: bombas). Quando há a necessidade de reversão, pode-se utilizar externos soft-starters plug-in. (relé eletrônico, frenagem CC ou CA, dupla rampa de aceleração para motores de duas velocidades e realimentação de velocidade para aceleração independente das flutuações de carga)

48 Economia de energia Uma economia significante pode ser experimentada para motores que operam com cargas de até 50% da potência do motor. A maioria dos soft-starters modernos têm um circuito de economia de energia. Essa facilidade reduz a tensão aplicada para motores a vazio diminuindo as perdas no entreferro que são a maior parcela de perda nos motores com baixas cargas.

49 Compressores O soft-starter reduz a manutenção e permite que compressores críticos sejam desligados quando não forem necessários. Evitam que os compressores sejam desligados do funcionamento normal devido a fontes de alimentação muito fracas.

50 Ventiladores Os ventiladores, assim como as bombas, exigem um torque proporcional à velocidade, porém têm grande inércia. Geralmente o limite de corrente é utilizado para estender o tempo de rampa, enquanto a inércia é vencida.

51 Inversores de frequência Dispositivo capaz de gerar a tensão trifásica e frequências ajustáveis. Opera transformando a tensão alternada em contínua para posteriormente transformá-la em tensão de frequência e amplitude ajustáveis. Possui um alto custo financeiro.

52

53 Funcionamento

54

55 Características Controlam a velocidade do motor de 0 até a máxima nominal ou superior. Alguns chegam a 7200 Hz Dispositivos de proteção integrados como desequilíbrio das tensões entre fases, falta de fase, sobretensões, subtensões, sobrecarga, queda de tensão, etc.

56 Aplicações Pontes rolantes Elevadores Escadas rolantes Compressores Ventiladores Bombas Sistemas de ar-condicionado HVAC Extrusoras Bobinadoras Guindastes Cortadeiras Dobradeiras

57 Exemplo Bombas de recalque onde a vazão de alimentação da bomba diminui conforme o consumo, dessa forma o equipamento não é desligado, mas o que ocorre é uma redução em sua velocidade diminuindo assim a vazão do líquido recalcado.

58 Benefícios dos inversores Permitem que um processo produtivo seja executado sem perdas, propiciando uma considerável economia de energia. Reduz cargas nas redes de alimentação e o stress mecânico nas máquinas durante a partida do motor, principalmente nos acoplamentos e caixas de redução.