DIMENSIONAMENTO DE COMPONENTES I PARTIDA DIRETA CHAVE ESTRELA/TRIÂNGULO Prof. Marcos Fergütz Julho/2016
PARTIDA DIRETA CIRCUITO DE POTÊNCIA
DIMENSIONAMENTO DO FUSÍVEL F1 Leva a relação entre a corrente de partida (I P ) e tempo de partida (T P ) do motor I pf I P I N I N T Pf T P
CORRENTE DE PARTIDA Os motores elétricos são construídos obedecendo normas, segundo o uso a que se destinam, que os padronizam conforme definições da NEMA ou da ABNT. NEMA define os códigos de letras conforme a tabela abaixo: Letra KVA que o motor Código necessita para partida NEMA direta [KVA / cv ] A 0,00 a 3,14 B 3,15 a 3,54 C 3,55 a 3,99 D 4,00 a 4,49 E 4,50 a 4,99 F 5,00 a 5,59 G 5,60 a 6,29 H 6,30 a 7,09 J 7,10 a 7,99 K 8,00 a 8,99 L 9,00 a 9,99 M 10,00 a 11,19 N 11,20 a 12,49 P 12,50 a 13,99 R 14,00 a 15,99 S 16,00 a 17,99 T 18,00 a 19,99 U 20,00 a 22,39 V 22,40 Tipo do motor Monofásico, trifásico de rotor em gaiola e síncrono Letra Código ABNT Método de partida A plena tensão Com tensão reduzida Motor sem letra código (%) Motor com letra código 300 A B até E F até V Corrente nominal Até 30 A -250% Acima de 30 A 200% Letra % A B até E F até V Trifásico de anéis - 150 - Corrente de partida direta (Motores com enrolamento tipo gaiola) A ALTA Até 6 x I N B NORMAL 3,80 a 6,00 x I N C NORMAL 3,80 a 6,00 x I N D NORMAL 3,80 a 6,00 x I N F BAIXA Até 4 x I N 150 250 300 150 200 250
Fusível classe D
Fusível classe NH
Fusível classe NH
DIMENSIONAMENTO DO CONTATOR - K1 I NK 1,15I NM Onde: I NK : corrente nominal do contator I NM : corrente nominal do motor
DIMENSIONAMENTO DO RELÉ TÉRMICO - F7 I NRT = 1,15 I NM, para T<40 C I NRT = 1,25 I NM, para T=40 C Onde: I NRT : corrente nominal do relé térmico
EXEMPLO Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 3cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 4,7 A Corrente de partida/corrente nominal: I P I N = 7,4 Tempo de partida: T P = 5s Letra Cod. A/AC-3 Com Elevação de Temperatura
FUSÍVEL I pf I P I N I N = 7,4 4,7 = 34, 8A 10A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 3cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 4, 7 A Corrente de partida: I P I N = 7, 4 Tempo de partida: T P = 5s Letra Cod. A/AC-3 Com Elevação de Temperatura 5 Partida a Plena Tensão + Letra Código A = 150% I pf = 150% 100 I N I pf = 1,5 4,7 = 7,05 34,8
FUSÍVEL I pf I P I I N = 7,4 4,7 = 34, 8A N FUSÍVEL TIPO NH 10A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 3cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 4, 7 A Corrente de partida: I P I N = 7, 4 Tempo de partida: T P = 5s Letra Cod. A/AC-3 Com Elevação de Temperatura Partida a Plena Tensão + Letra Código A = 150% 5 I pf = 150% 100 I N I pf = 1,5 4,7 = 7,05 34,8
CONTATOR I NK 1,15I NM I NK 1,15 4,7 I NK 5,4 A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 3cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 4, 7 A Corrente de partida: I P I N = 7,4 Tempo de partida: T P = 5s Letra Cod. A/AC-3 Com Elevação de Temperatura
RELÉ TÉRMICO Motor com elevação de temperatura I NRT = 1,25 I NM, para T=40 C I NRT = 1,25 4,7 = 5,9A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 3cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 4, 7 A Corrente de partida: I P I N = 7,4 Tempo de partida: T P = 5s Letra Cod. A/AC-3 Com Elevação de Temperatura
DISJUNTOR MOTOR Segue a regra do Relé Térmico: I D = 1,25 I NM = 1,25 4,7 = 5,9 A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 3cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 4, 7 A Corrente de partida: I P I N = 7,4 Tempo de partida: T P = 5s Letra Cod. A/AC-3 Com Elevação de Temperatura SIEMENS 1) Valor de referência para motores normalizados de 4 pólos em CA 50 Hz 400 V. Para a escolha correta deverão prevalecer os dados reais de partida e nominais do motor a ser protegido.
I D = 1,25 I NM = 1,25 4,7 = 5,9 A WEG 2) Os dimensionamentos apenas são válidos para motores WEG W22 em regime S1 e fator de serviço igual a 1
Partida Direta Comercial - WEG
Exercício Tempo de partida: T P = 5s
CHAVE ESTRELA/TRIÂNGULO
Para a ligação triângulo: I VL = V F = 3 L I F Para a ligação estrela: V I = 3 L V F = L I F
I LY PARTIDA ESTRELA TRIÂNGULO REDUÇÃO DA CORRENTE DE PARTIDA 380V Z 220V I LΔ 380V Z Na ligação estrela, a corrente fica reduzida para 25% a 33% da corrente de partida na ligação triângulo.
- DIMENSIONAMENTO DE K1 e K2 Deve-se observar que K1 está sujeito à corrente de fase( partida em ESTRELA, que será 1/3 da nominal de partida. Quando ocorre o fechamento em TRIÂNGULO, K1 estará sujeito à corrente de fase ( I = 3 )do motor, ou seja: L I F I N I K1 0, 58 3 Para K2, na partida em Y, o contator está desconectado; Quando do chaveamento para TRIÂNGULO, K2 estará sujeito à corrente de fase, tal qual K1. Assim: I N I K 2 0, 58 3 xi N xi Então, para dimensionar K1 e K2, calcula-se: I K1 / 2 1,15x 0,58xI N Onde, o fator 1,15 é para N proteção do componente I L = I F ) na
- DIMENSIONAMENTO DE K3 Deve-se observar que K3 está sujeito à corrente de linha ( I L = I F )na partida em ESTRELA, ou seja, a corrente será 1/3 da nominal de partida. Após o fechamento em Triângulo, K3 estará desconectado. I 3 N I K 3 0, 33 xi Então, para dimensionar K3, calcula-se: I K 3,15x 0, 33xI 1 N Onde, o fator 1,15 é para N proteção do componente
- DIMENSIONAMENTO DO RELÉ TÉRMICO - RT Deve-se observar que RT está sujeito à corrente de fase/linha na partida em ESTRELA, ou seja, a corrente será 1/3 da nominal de partida. Após o fechamento em Triângulo, RT estará sujeito à corrente de fase do motor, ou seja: I N I RT 58 3 0, xi Então, para dimensionar RT, calcula-se: N I I RT RT 1,15x 0,58xI 1,25x(0,58xI N N, ) ou dependendo da questão da elevação ou não da temperatura
- DIMENSIONAMENTO DOS FUSÍVEIS Tipo do motor Monofásico, trifásico de rotor em gaiola e síncrono Método de partida A plena tensão Com tensão reduzida Motor sem letra código (%) Motor com letra código 300 A B até E F até V Corrente nominal Até 30 A -250% Acima de 30 A 200% Letra % A B até E F até V Trifásico de anéis - 150-1ª Condição) IF 1,2 x In Corrente do fusível deve ser maior ou igual a 20% a corrente nominal 2ª Condição) IF IFmax de K1 e K2 Correte do fusível deve ser menor ou igual a corrente máxima suportada pelos contatos dos contatores K1 e K2 em situação de curto circuito 3ª Condição) IF IFmax do Relé Térmico Correte do fusível deve ser menor ou igual a corrente máxima suportada pelo Relé térmico em situação de curto circuito 150 250 300 150 200 250
EXEMPLO MOTOR 3ø Potência: 10cv Tensão:380V Corrente nominal:14,9 A Corrente de partida/corrente nominal(ip/in=7,9) Tempo de partida: TP=12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elev. Temp. Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 10cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 14,9 A Corrente de partida: I P I N = 7,9 Tempo de partida: T P = 12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elevação de Temperatura
- Contatores K1 e K2 I 1,15x 0,58xI K1/ 2 N I K 1,15x, 0,58x14,9 9,9 1/ 2 A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 10cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 14, 9 A Corrente de partida: I P I N = 7,9 Tempo de partida: T P = 12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elevação de Temperatura
- Contatores K3 3 1,15x 0, x 0,33x14,4 5, A I 33 K xi N I K 1,15 5 3 Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 10cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 14, 9 A Corrente de partida: I P I N = 7,9 Tempo de partida: T P = 12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elevação de Temperatura
- RELÉ TÉRMICO RT sem elevação de temperatura RT xi N I 1,15x 0, 58 0,58x14,9 9, A I RT 1,15x 9 Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 10cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 14, 9 A Corrente de partida: I P I N = 7,9 Tempo de partida: T P = 12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elevação de Temperatura
- Fusíveis Letra Cod. A Tipo do motor Monofásico, trifásico de rotor em gaiola e síncrono Método de partida A plena tensão Com tensão reduzida Motor sem letra código (%) Motor com letra código 300 A B até E F até V Corrente nominal Até 30 A -250% Acima de 30 A 200% Letra % A B até E F até V 150 250 300 150 200 250 Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 10cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 14, 9 A Corrente de partida: I P I N = 7,9 Tempo de partida: T P = 12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elevação de Temperatura Trifásico de anéis - 150 - I F 1, 5xI N I F 1,5 x14,9 22, 3A
- Fusível considerando IN=14,9A/(IP/IN=7,9)/TP=12s Observando que na partida da chave Estrela/Triângulo os fusíveis ficam sujeitos à 1/3 da corrente: I f = 1 3 I P I I N = 1 7,9 14,9 = 40A N 3 Considerando TP=12s, no gráfico se obtém: 20A Especificação do motor: Trifásico 3ø Potência: 10cv Tensão: 380V Corrente nominal: I N = 14, 9 A Corrente de partida: I P I N = 7,9 Tempo de partida: T P = 12s Letra Cod. A/AC-3 Sem Elevação de Temperatura 12 40
1ª Condição) IF 1,2 x In ->20 1,2 x 14,9=17,88 Correte do fusível deve ser maior ou igual a 20% a corrente nominal 2ª Condição) IF IFmax de K1 e K2 -> 20 22 Correte do fusível deve ser menor ou igual a corrente máxima suportada pelos contatos dos contatores K1 e K2 em situação de curto circuito
3ª Condição) IF IFmax do Relé Térmico -> 20 25 Correte do fusível deve ser menor ou igual a corrente máxima suportada pelo Relé térmico em situação de curto circuito
Chave Estrela/Triângulo Comercial - WEG